英特尔另辟蹊径,用硅材料打造量子计算机!


世界最大芯片制造商提出全新量子计算机制造方案。



最好的解决方法可能一直都在你的身边——芯片巨头英特尔打算向世人证明这一点。在这场与IBM、微软和谷歌等竞争对手关于量子计算机研发的较量中,英特尔打算另辟蹊径,利用自己的长项硅晶体管来杀出一条血路。


英特尔在俄勒冈州波特兰的研发中心和荷兰代尔夫特理工大学QuTech量子研究所,去年签订了一份金额达到5千万美元的研究合同。上个月,英特尔团队报告,他们开发出了将量子计算机需要的超纯硅附着在微电子工业标准晶圆上的技术。


目前用超导电路制造量子比特是各方采用的主流方法,除英特尔之外,尚未有其他工业界和学术界团队提出基于硅制造量子比特的量子计算机方案。人类目前用超导电路制造的量子计算机,最多只包含几个量子比特,而一台量子计算机需要几千个甚至几百万个的量子比特才有真正的应用意义。


英特尔量子计算硬件研发团队负责人吉姆·克拉克(Jim Clarke)表示,用硅制造量子比特更容易达到要求的量子比特数目(当然,英特尔同时也在研发基于超导电路制造量子比特的技术)。硅的优势在于:可以利用传统微电子工业几十年来积累的大规模集成电路制造经验。


英特尔方案是:将一个电子约束在改进后的晶体管中,然后利用该单电子的自旋特性来建立量子比特。克拉克表示,大量制造晶体管是非常成熟的技术,借助英特尔在微电子工业的雄厚积累,通过对晶体管稍加改动,就可以制造出性能合乎要求的量子比特。


英特尔团队青睐硅的另外一个原因是:硅量子比特比超导量子比特更稳定。量子之间的相互作用很弱,极易受到干扰导致计算错误,而微电子工业界在保证大量晶体管的稳定性方面已经有丰富的经验。澳大利亚新南威尔士大学量子比特研究团队成员安德鲁·杜拉克(Andrew Dzurak)表示,英特尔已经在与两家材料技术公司——Urenco和Air Liquide——合作,以期尽快获得成果。



此外,即使是走超导量子比特路线的研究团队,也不同程度地采用了成熟的芯片制造技术。但是,超导量子比特比晶体管大得多,因此大批量制造超导量子比特并将其集成在芯片上存在诸多技术困难。


查德·里格提尼(Chad Rigetti)也承认,大规模制造和集成超导量子比特难度很大,但是他认为,这些困难并非不能解决。他是致力于超导量子比特研发的初创公司Rigetti Computing的CEO和创始人。


谷歌和里格提尼都表示,再过几年,他们就能制造出包含上成百上千个超导量子比特的芯片,在化学和机器学习等领域施展碾压传统计算机的计算能力。





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