英特尔量子计算芯片让量子计算从科幻逐步成为现实

2018-09-20 10:23:11 来源:intel

1959年,美国理论物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)提出利用量子效应进行计算的概念。但直到最近几年,量子计算机更像是科幻小说而不是现实,更多是物理实验而不是商业机会。

现在,一场制造商业上可行的量子计算机的竞赛已经开始。作为英特尔研究院量子应用与架构总监,Anne Matsuura博士领导的研究团队正在开发运行于量子处理器芯片上的计算机系统——算法、软件、应用、架构——以及这种计算机可能的形态。

Anne Matsuura博士手持一个充满自旋量子位的英特尔晶圆

Anne在斯坦福大学获得物理学博士学位,最初是一名高温超导研究人员,拥有十余年跨学科研究的经验。2015年,英特尔宣布了一笔为期10年的5000万美元投资,与荷兰研发合作伙伴QuTech携手推进量子计算的研究。QuTech是一家由荷兰代尔夫特大学参与创立,主攻量子计算和量子网络的领先研究机构。由此,Anne经常往返于美国和荷兰,与QuTech的量子物理学家进行交流。

今年1月,英特尔宣布已经向QuTech交付了首个49量子位量子计算测试芯片,研发代号为“Tangle Lake”。

英特尔49量子位量子计算测试芯片

同时,英特尔也在研究自旋量子位,其在硅片上运行,可以克服一些量子计算从研究到实用的障碍。相对于超导量子位,自旋量子位可以在较高的温度下运行。英特尔和QuTech正在探索自旋量子位在更高温度下运行,并获得积极的成果,自旋量子位比超导量子位的运行温度最多高1K(或热50倍)。

这方面,英特尔取得了重要进展。英特尔的研究人员正在测试一种微小的新型“自旋量子位”芯片,它是在英特尔位于俄勒冈州的D1D Fab工厂中制造出来的,使用了英特尔用以制造数十亿传统计算机芯片相同的硅制造技术。这也是目前英特尔制造出的最小的量子计算芯片,比铅笔头上的橡皮擦还要小。

英特尔研究人员正在测试的新型“自旋量子位”芯片

Anne和她的研究团队正在攻克艰巨的挑战,以设计出可以采用量子芯片的系统。她说:“你无法简单地拿起量子处理器芯片就插入一个通用量子计算系统,因为相关的生态系统并不存在。英特尔必须开发出整个系统。”这意味着承载算法、软件、架构、应用、量子处理器以及很多尚未被发明出来的其它组件的整个系统。

在Anne和其他量子专家看来,量子计算机的发展至少还需要大约十年时间,“量子计算是个长期项目,但它有实现计算革命的潜力,并将对世界产生深远的影响”。

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