Intel在研发可以把任何硅基芯片变成可以用于量子计算的材料


在芯片制造商英特尔的协作下,荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)的研究人员使用这种设备在超低温度下测量量子计算设备。

 

有时候问题的解决方法一直就在你面前。

 

芯片制造商英特尔打赌构建量子计算机完全有可能实现,这种机器可以通过利用量子力学的奇迹提供巨大的处理能力。

 

IBM、微软和谷歌这些竞争对手都在开发量子组件,这些组件与如今计算机中处理数据的量子组件不同。但英特尔正在努力适应现有计算机,目标是先适应硅晶体管。

 

英特尔在俄勒冈州波特兰有一个量子硬件工程师团队,他们与荷兰科研机构QuTech量子研究所的研究人员合作,去年获得拨款5000万美元。本月早些时候,英特尔集团表示,他们现在可以将量子计算机所需的超纯硅层叠加到芯片制造商使用的标准晶片上。

 

这一战略使得英特尔在工业界和研究量子比特的学术团体中变得特殊起来,因为量子计算机所需的基本组件大家都知道。其他公司可以在由超导电路(详情请见“Google Quantum Dream Machine”)制成的一些量子比特原型芯片上运行代码。还没有人用过高级的硅量子比特。

 

然而,量子计算机将需要具有广泛用途的数千或数百万的量子比特。负责英特尔量子硬件的项目总监吉姆·克拉克(Jim Clarke)认为,硅量子比特更有可能满足这一点(尽管英特尔也在对超导量子比特进行一些研究)。他说:“用数十亿相同的晶体管制造常规芯片的专业技术和设备应该能够完善和扩展硅量子比特,从而快速发展。”

 

英特尔的硅量子比特在量子特性中代表的数据被称为在其现有商业芯片中完善版本晶体管内部的单个电子“自旋”。“我们认为,如果我们要制造最好的晶体管,那么通过改变一些材料和设计,我们也可以做出最好的量子比特。”克拉克说。

 

开发硅量子比特的另一个原因是它们比超导等效物更可靠。然而,所有量子比特都容易出错,因为它们处理数据使用的量子效应非常不明显(参见“Google研究人员使量子部件更可靠”)。

 

澳大利亚新南威尔士大学的Andrew Dzurak教授在研究硅片量子比特,他说帮助英特尔就标准芯片晶片上的硅量子比特进行实验的新进程由材料公司Urenco和Air Liquide共同开发,应该有助于加速其研究。“要获得数十万量子比特,我们需要的工程可靠性必须牢不可破,这是半导体行业的标志,”他说。

 

开发超导量子比特的公司也使用现有的芯片制造方法。但是,所得到的设备比晶体管大,并且没有如何制造和大量封装的参考模板,Dzurak说。

 

Chig Rigetti是Rigetti Computing的创始人兼首席执行官,该公司是一家致力于开发超导量子比特的公司,谷歌和IBM也在开发,他承认这是个挑战。但他认为,他抢得了该技术的先机,将有充足的时间和资源应对这个挑战。

 

谷歌和Rigetti都说,在短短几年内,他们可以开发出由几十或几百个量子比特组成的量子芯片,在解决某些问题上将明显优于常规计算机,甚至能够解决化学或机器学习方面的问题。

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