英特爾公布 Horse Ridge 晶片技術,可望推出高整合量子運算解決方案

作者 | 發布日期 2020 年 02 月 19 日 15:45 | 分類 尖端科技 , 晶片 , 處理器 follow us in feedly


日前處理器龍頭英特爾(intel)推出針對量子運算超低溫環境設計的控制晶片 Horse Ridge,協助量子運算更進步。台北時間 18 日在舊金山的 2020 年國際固態電路會議(ISSCC),英特爾公布報告,讓大家對 Horse Ridge 的技術有更深一層認識。

英特爾表示,要想將量子運算應用於實際運算作業,就必須擴展到數千個量子位,同時還要控制這些量子位,並保證高保真度。於是英特爾發展的 Horse Ridge 晶片就是使用高度整合的單晶片系統(SoC)加快執行速度,極簡化當前運行量子系統所需的複雜控制電子設備,並改進量子位性能,同時還使系統高效擴展到量子計算所需的更多量子位,以便解決現實應用問題。

英特爾資料指出,Horse Ridge 晶片的可擴展性,是採用英特爾 22 奈米 FFL(FinFET 低功耗)CMOS 技術部署整合式 SoC 設計,並將 4 個射頻(RF)頻道整合到一個設備。利用「頻率複用」技術,讓每個頻道控制多達 32 個量子位。此技術還能將多路基頻信號聚合到一系列不重疊頻寬,每個頻寬傳送單獨信號。利用 4 個頻道,Horse Ridge 可望藉由單設備控制多達 128 個量子位,與以往相比,顯著減少所需電線和機架儀表數量。

保真度上,因量子位增加會帶來其他問題,對量子系統容量和運行提出挑戰,可能影響量子位的保真度和性能下降。開發 Horse Ridge 過程,英特爾進一步優化了頻率複用技術。英特爾表示,此技術支援系統擴展,並減少「相移」的錯誤。所謂「相移」是在不同頻率控制多個量子位時會出現的現象,結果會導致量子位互相干擾。

為了確保不會受諸如「相移」錯誤的影響,英特爾 Horse Ridge 使用多頻率,可以高精度調和,使量子系統用同一射頻線路控制多個量子位時,能自適應並自動校正相移狀況,提高量子位保真度。

最後靈活性,英特爾指出,Horse Ridge 涵蓋很寬頻率,能控制超導量子位和自旋量子位。超導量子位的頻率通常在 6 千兆赫(GHz)至 7 千兆赫,自旋量子位頻率則為 13 千兆赫至 20 千兆赫。目前英特爾正在研究矽自旋量子位,這種量子位有可能在高達 1 克氏(克耳文)溫度下工作。有了這項研究奠定的基礎,英特爾有望成功整合矽自旋量子位元件和 Horse Ridge 的低溫控制器,創造新的解決方案,以在未來將量子位和控制元件整合到一精簡封裝。

(首圖來源:intel