近日，在英特爾的創(chuàng)新大會(huì)Innovation 2023活動(dòng)上，英特爾展示了 其6月份最新發(fā)布Tunnel Falls 量子處理器，該硅量子比特處理器目前擁有 12 個(gè)量子比特。
雖然這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但英特爾認(rèn)為，關(guān)鍵不在于數(shù)量，而在于質(zhì)量以及與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的結(jié)合。
01. 押注量子計(jì)算，超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手
與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，英特爾在量子計(jì)算方面還有很多工作要做，這一點(diǎn)在評(píng)估其進(jìn)展時(shí)顯而易見(jiàn)。然而，英特爾正在制定雄心勃勃的計(jì)劃，不僅要迎頭趕上，還要奮力向前。
他們的戰(zhàn)略圍繞開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)處理器，這些處理器有能力在各種突破性應(yīng)用中釋放量子計(jì)算的全部潛力，最終超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
圖｜封裝中的英特爾 Tunnel Falls 芯片（來(lái)源：英特爾）
量子計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如新型電池和太陽(yáng)能電池板的開(kāi)發(fā)、化肥制造成本的降低、金融投資的優(yōu)化以及更好的防水服裝的研發(fā)。更為引人注目的是，量子計(jì)算機(jī)有可能破解現(xiàn)有的加密技術(shù)，這為未來(lái)的數(shù)據(jù)安全帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
量子計(jì)算的工作原理與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)截然不同。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)使用位來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而量子計(jì)算機(jī)則使用量子比特，這些量子比特可以同時(shí)存儲(chǔ)0和1，這種特性稱(chēng)為疊加。此外，量子比特之間可以糾纏，從而顯著加速某些計(jì)算任務(wù)。
但量子比特非常不穩(wěn)定，容易受到外部干擾。為了解決這個(gè)問(wèn)題，英特爾正在研究如何將多個(gè)物理量子比特組合成一個(gè)糾錯(cuò)量子比特。
英特爾首席技術(shù)官Greg Lavender在Innovation 2023 大會(huì)上指出，為了獲得有效的計(jì)算工作負(fù)載，量子計(jì)算機(jī)需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)量子比特，甚至數(shù)百萬(wàn)個(gè)糾錯(cuò)量子比特。
盡管英特爾在量子計(jì)算領(lǐng)域的進(jìn)展似乎落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但他們堅(jiān)信自己的方法。
CCS Insight的分析師James Sanders表示：“英特爾試圖利用其數(shù)十年的制造經(jīng)驗(yàn)來(lái)圍繞硅構(gòu)建量子比特，這是一個(gè)有希望的策略。”
圖｜ 12量子比特量子點(diǎn)門(mén)下的電子。Tunnel Falls 采用 300毫米晶圓制造，利用了英特爾最先進(jìn)的晶體管制造能力，例如極紫外光刻(EUV) 和先進(jìn)材料加工技術(shù)。這使得該芯片成為單電子晶體管，并允許英特爾在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 邏輯處理線進(jìn)行少量更改的情況下制造 Tunnel Falls。（來(lái)源：英特爾）
02. 質(zhì)量第一，規(guī)模其次
盡管英特爾的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手已經(jīng)推出了擁有數(shù)十個(gè)量子比特的量子機(jī)器，但英特爾仍在奮力追趕。
Innovation 2023 大會(huì)上，英特爾實(shí)驗(yàn)室總監(jiān) Rich Uhlig 展示了 Tunnel Falls 量子處理器，該處理器目前擁有 12 個(gè)量子比特。不過(guò)，英特爾正在積極開(kāi)發(fā)后續(xù)量子處理器。
當(dāng)被問(wèn)及即將推出的處理器的量子比特?cái)?shù)時(shí)，Uhlig 守口如瓶，表示：“我不會(huì)透露有多少。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，質(zhì)量比數(shù)量更重要。”
就量子比特而言，英特爾似乎優(yōu)先考慮性能而非數(shù)量，以確保其提供高質(zhì)量的結(jié)果，并通過(guò)其能力（而不僅僅是量子比特?cái)?shù)量）超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
在英特爾的Innovation 2023活動(dòng)中，首席執(zhí)行官Pat Gelsinger展示了Tunnel Falls量子處理器的300毫米晶圓，該晶圓總共可容納 24,000 個(gè)量子比特。
圖｜英特爾首席執(zhí)行官Pat Gelsinger在 Innovation 2023 活動(dòng)中手持 Tunnel Falls 量子處理器的 300 毫米晶圓。（來(lái)源：Stephen Shankland/CNET）
03.成功，就能大批量生產(chǎn)
英特爾正在研究如何使用其Horse Ridge處理器更好地控制量子比特。這是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)榱孔犹幚砥餍枰跇O低的溫度下運(yùn)行，為了加速硬件的開(kāi)發(fā)，英特爾制造了一種可以在低溫下同時(shí)測(cè)試數(shù)千個(gè)處理器的設(shè)備。
在量子計(jì)算的前沿，各大公司正忙于探索和研究各種構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的方法。這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)激烈，每家公司都試圖找到最佳的平衡點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的真正潛力。
IBM、谷歌和初創(chuàng)公司Rigetti Computing都將目光投向了超導(dǎo)量子比特。這種小型電路在經(jīng)過(guò)精心冷卻至接近絕對(duì)零度時(shí)，展現(xiàn)出了其獨(dú)特的計(jì)算能力。
而IonQ和Quantinuum則選擇了不同的路徑，他們研究的離子阱技術(shù)，通過(guò)帶電原子的精確移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了較慢但更為穩(wěn)定的量子相互作用。
同時(shí)，Psiquantum和Xanadu等公司正在探索電中性原子或光子的潛力。光子，作為光的粒子，為量子計(jì)算提供了一個(gè)全新的視角。
然而，英特爾選擇了一條與眾不同的道路。他們采用了一種更接近傳統(tǒng)微處理器制造的技術(shù)，這種技術(shù)利用硅芯片中的電子來(lái)記錄量子比特的狀態(tài)。
Greg表示：我們是唯一一家致力于硅量子比特的公司，我們不僅使用了熟悉的工藝和材料，還進(jìn)行了創(chuàng)新性的調(diào)整，以創(chuàng)造出領(lǐng)先的量子比特。如果我們能成功，我們就能大規(guī)模地生產(chǎn)。”
根據(jù)英特爾的預(yù)期，自旋量子比特到2030年可能成為量子計(jì)算的重要組成部分，屆時(shí)，也將會(huì)出現(xiàn)新的技術(shù)，非超導(dǎo)或離子阱，使當(dāng)今量子計(jì)算的能力黯然失色。
對(duì)于英特爾來(lái)說(shuō)，他們的目標(biāo)明確：在量子比特方面，他們更看重質(zhì)量而非數(shù)量。
英特爾正在研發(fā)基于硅的量子比特，并將性能放在首位。盡管他們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能擁有更多的量子比特，但英特爾堅(jiān)信，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，高質(zhì)量的量子比特將是量子計(jì)算成功的關(guān)鍵。
此外，英特爾還在積極研究量子計(jì)算的糾錯(cuò)技術(shù)和冷卻方法，以確保其處理器在實(shí)際應(yīng)用中能夠提供最佳的性能。
引用：
[1]https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/news/quantum-computing-chip-to-advance-research.html#gs.612du6
[2]https://www.cnet.com/tech/computing/intel-plans-a-quantum-computing-approach-to-leapfrog-rivals/
[3]https://theorctech.com/intel-plans-a-quantum-computing-approach-to-leapfrog-rivals/
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