量子计算机芯片的关键进展

2021-05-15 14:01:07 来源: 半导体行业观察

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早在2019年, 英特尔就推出 了用于可扩展量子计算机的第一代控制芯片。该控制芯片名为 Horse Ridge ,它通过降低管理低温量子位及其控制硬件所需的电路复杂性,朝着扩大实际应用案例中的量子计算机的规模迈出了一步。

到目前为止,英特尔已经根据理论指标确定了Horse Ridge的潜力。但是,现在情况有所改变。 几天前发表在《自然机器智能》上 的一篇论文中 ,英特尔与 QuTech 合作,报道了利用Horse Ridge进行的一次实际实验的主要发现。

英特尔和QuTech率先在业界率先通过使用同一根 cable控制两个量子位进行了频率复用。这很重要,因为当今许多方法都使用单独的 cable连接到量子计算机中的各个量子位,这种技术很难扩展成千上万个量子位(这是建议的最小量子位数,用于使商业上可行和有益的量子电脑)。

为了使设置工作顺利进行,研究人员随后在这两个量子位上对著名的 Deutsch-Jozsa算法 进行了编程,并获得了基准协议的数据,有效地证明了用任意量子算法对芯片进行编程的能力,并最终为未来的可扩展性。

研究人员报告说,使用随机基准测试(一种测量一组量子门的错误率的技术),Horse Ridge实现了非常高的保真度(99.7%),与控制两个量子位的当代商业室温电子产品相当处理器。保真度的微小差异也归因于量子位本身,而不是归因于Horse Ridge。

英特尔和QuTech认为,这项研究对于创建可扩展的硅量子比特量子计算机将是一个重要的里程碑,在量子计算机中,量子比特和控制硬件都齐平地位于同一块硅芯片上。看到Horse Ridge在其中扮演的角色将很有趣。 英特尔实验室首席工程师Stefano Pellerano表示, 对于这项研究工作,:他表示:“我们与QuTech合作推动的研究结果定量证明了我们的低温控制器Horse Ridge,可以在控制多个硅量子位的同时达到与室温电子设备相同的高保真效果。我们还成功展示了使用单根 cable在两个量子位上进行频率多路复用的方法,这为简化量子计算中的“布线挑战”扫清了道路。总之,这些创新为将来将量子控制芯片与量子处理器完全集成铺平了道路,从而为量子缩放提供了主要障碍。”

去年 ,Horse Ridge 第二代产品 已经首次亮相,具有两项新功能-量子比特读出和多门脉冲-这可能是未来优化量子计算机中计算和纠缠的关键。


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