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Intel首款低温量子计算控制芯片细节:最多128个量子位_量子_保真度

少女玫瑰心 2024-11-11 21:27:30 0

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2020年2月18日,Intel研究院联合QuTech(荷兰代尔夫特理工大学与荷兰国家运用科学院联合创立),在旧金山举办的ISSCC 2020年国际固态电路会议上发布了一份研究报告,首次表露了全新低温量子掌握芯片“Horse Ridge”的诸多关键技能特点。

基于这些能力,Intel办理了构建强大量子系统所面临的一系列重大寻衅,大大增强了量子实用性,包括可扩展性、灵巧性、保真度。

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Intel强调,落实量子实用性是一场漫长的马拉松,而量子研究界目前才刚刚跑完这场马拉松的头一公里。
要想将量子打算运用于实际问题,就必须能扩展到数千个量子位,同时还要掌握这些量子位,并担保高保真度。

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(图片来自网络侵删)

Horse Ridge利用高度集成的SoC片上系统来加快设置速率,极大地简化了当前运行量子系统所需的繁芜掌握电子设备,并改进了量子位性能,同时还使系统能够高效扩展到量子打算所需的更多量子位,以便办理实际存在的现实运用问题。

Intel研究院首席工程师Stefano Pellerano手持Horse Ridge芯片

Horse Ridge关键技能细节:

- 可扩展性:

采取Intel 22nm FFL(FinFET低功耗) CMOS工艺制造,集成式SoC设计,将四个RF射频频道集成在一个设备之中。

利用“频率复用”技能,每一个频道可以掌握多达32个量子位。
该技能将多路基带旗子暗记调制到一系列不重叠的频带上,每个频带用来传送单独的旗子暗记。

利用这四个频道,Horse Ridge可望通过单个设备掌握多达128个量子位,显著减少所需的电缆和机架仪表数量。

- 保真度:

量子位数量的增加会带来其他问题,对量子系统容量和运行提出寻衅,潜在影响之一便是量子位保真度和性能的低落。

Horse Ridge优化了频率复用技能,可以支持系统扩展,并减少“相移”缺点。
相移是指在不同频率掌握多个量子位时涌现的一种征象,会导致量子位之间的串扰。

Horse Ridge利用的多个频率可以高精度“调谐”,使量子系统在用同一射频线路掌握多个量子位时,能够适应并自动校正相移,提高量子门保真度。

- 灵巧性:

Horse Ridge可以覆盖很宽的频率范围,能够掌握超导量子位(传输子)和自旋量子位。

传输子的频率常日在6-7GHz旁边,自旋量子位频率则为13-20GHz旁边。

Intel正在研究硅自旋量子位,有可能在高达1开尔文(零下272.15摄氏度)的温度下事情。

有了这项研究奠定的根本,Intel有望成功集成硅自旋量子位器件和Horse Ridge的低温掌握器,从而将量子位和掌握器件集成到一个精简封装中。

Intel研究院量子硬件总监Jim Clarke表示:“如今,量子研究职员只用到少量的量子位。
他们利用的是规模较小、定制化的系统,有着繁芜的掌握和互连机制。
Intel Horse Ridge大大降落了这种繁芜性。
为了实现量子实用性须要数千个量子位,而通过系统性地将规模扩展至数千个量子位,我们正连续稳步推进,让商业上可行的量子打算在未来成为现实。

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