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| 本文作者： 伍文靚 | 2019-12-10 18:43 |
雷鋒網(wǎng)注：Intel 研究院首席工程師 Stefano Pellerano 手持 Horse Ridge 芯片。這款全新低溫控制芯片將加快全棧量子計算系統(tǒng)的開發(fā)步伐，標志著商業(yè)上可行的量子計算機發(fā)展到新的里程碑。
雷鋒網(wǎng)消息，12 月 9 日，Intel 宣布推出“Horse Ridge”首款低溫控制芯片，以加快全棧量子計算系統(tǒng)的進一步開發(fā)和測試。
對于這款芯片的問世，Intel 量子硬件總監(jiān) Jim Clake 說道：
雖然人們非常重視量子位本身，但同時控制多個量子位仍是業(yè)界的一大挑戰(zhàn)。Intel 認識到，量子控制是大規(guī)模商用量子系統(tǒng)開發(fā)過程中的核心環(huán)節(jié)，這也是 Intel 投資量子糾錯和控制技術(shù)的原因。通過 Horse Ridge， Intel 開發(fā)了一個可擴展的控制系統(tǒng)，能夠大大加快測試速度并實現(xiàn)量子計算的潛力。
根據(jù) Intel 官方的說法，Horse Ridge 由 Intel 和 QuTech（QuTech 為 荷蘭國家應(yīng)用科學(xué)院與 荷蘭代爾夫特工業(yè)大學(xué)聯(lián)合創(chuàng)立的量子研究中心）共同打造；采用的是 Intel 22 納米 FinFET 技術(shù)。
作為首款低溫控制芯片，Horse Ridge 能夠在大約 4 開爾文的低溫下工作。直觀上來說，4 開爾文僅比絕對零度高一點點，其溫度之低，幾乎讓原子停止運動。有趣的是，這款芯片的代號，即 Horse Ridge，正是美國俄勒岡州最冷的一個地區(qū)。
雷鋒網(wǎng)注：Intel 量子計算實驗室中的量子計算冰箱內(nèi)部照片，該實驗室位于俄勒岡州希爾斯伯勒
拋開 Horse Ridge 在低溫方面的優(yōu)勢，Intel 還在聲明中將其稱之為“實現(xiàn)量子計算實用性的重要里程碑”，這是因為 Horse Ridge 可以幫助人們更快地從量子理論過渡在量子實用性。
就目前的情況而言，研究人員大多都致力于構(gòu)建小規(guī)模的量子系統(tǒng)，以證明量子設(shè)備的潛力。他們依靠現(xiàn)有的電子工具和高性能計算機架級儀器，將量子系統(tǒng)與傳統(tǒng)計算設(shè)備相連，但如果要控制量子處理器，則需要數(shù)百根連接線。然而，這樣廣泛的控制布線將會束縛量子系統(tǒng)的能力。
但 Horse Ridge 的出現(xiàn)讓上述問題有了解決方案，Intel 從根本上簡化了運行量子系統(tǒng)所需的控制電子設(shè)備——我們可以把 Horse Ridge 看成是高度集成的混合信號系統(tǒng)芯片，它可將數(shù)百根連接電纜簡化為在量子設(shè)備附近運行的單個一體化套件，有效地降低了量子控制工程的復(fù)雜性。
也就是說，通過 Horse Ridge，Intel 能夠使量子系統(tǒng)擴展到證明量子實用性所需要的成百上千個量子位，從而實現(xiàn)商業(yè)可行的量子解決方案所需的數(shù)百萬個量子位。
Intel 還表示，控制芯片的制造在 Intel 內(nèi)部完成，將極大地提高了公司在設(shè)計、測試和優(yōu)化商業(yè)上可行的量子計算機的能力。
由于量子計算機有助于解決當(dāng)今經(jīng)典計算機不可能解決的計算問題，包括模擬醫(yī)療藥物和材料科學(xué)中使用真實分子的復(fù)雜性、優(yōu)化金融投資績效等，近年來，許多巨頭已經(jīng)投身這一領(lǐng)域并取得了不俗的成績。實際上，今年關(guān)于量子計算的新進展就不少。
今年 9 月 18 日，IBM 在紐約舉行了新量子計算中心的開幕儀式。這家新中心本質(zhì)上是 IBM 量子計算機的數(shù)據(jù)中心，它配備了 5 臺 20 量子位的量子計算機，10 月份量子計算機的數(shù)量增長到了 14 臺，其中就包括世界上第一臺 53 位量子計算機——這是迄今為止可供外部使用的最大的通用量子計算機。
相比之下，在這一領(lǐng)域造成更大轟動的，是 9 月下旬的 Google “實現(xiàn)量子霸權(quán)（quantum supremacy）”事件——Google 稱，Google 的量子計算機相對于傳統(tǒng)架構(gòu)計算機有著絕對優(yōu)勢——Google 量子計算機只需花 3 分 20 秒來完成計算任務(wù)，目前世界排名第一的超級計算機 Summit 要耗時 1 萬年。
雷鋒網(wǎng)注：上圖為 Sundar Pichai 與 Google 量子計算機
為此，Google CEO Sundar Pichai 還專門撰寫了一篇文章來談?wù)摗傲孔佑嬎憷锍瘫囊饬x”；他聲稱：
對于我們從事科學(xué)技術(shù)工作的人們來說，這項工作正是我們一直在等待的「hello，world」，是迄今為止使量子計算成為現(xiàn)實的最有意義的里程碑。量子計算從今天的實驗室試驗到未來的實際應(yīng)用可能還有很長的路要走，但這項工作的意義在于，它代表了量子計算世界的“一個可能的時刻”（a moment of possibility）。
除了 Sundar Pichai 的文章外，Google 量子人工智能實驗室首席科學(xué)家 John Martinis 與 Sergio Boixo 還聯(lián)合發(fā)表了一篇關(guān)于「量子優(yōu)越性」的技術(shù)博客，簡要介紹了他們的工作內(nèi)容，包括實驗、處理器硬件、測試、應(yīng)用以及接下來的目標。
據(jù)悉，微軟與亞馬遜也已經(jīng)加入該戰(zhàn)場，但由于沒有自己的量子硬件，這兩家公司只能從外部為技術(shù)切入，試圖將量子計算這一新興領(lǐng)域轉(zhuǎn)變?yōu)橐豁椏梢酝ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)訪問的服務(wù)：
微軟在 11 月的 Ignite 大會上宣布了一項名叫 Azure Quantum 的云計算服務(wù)；它將微軟先前發(fā)布的量子編程工具與云服務(wù)集成，使編碼人員可以在模擬量子硬件或真實的量子計算機上運行量子代碼。
亞馬遜在 12 月的 AWS re:Invent 上推出了 Amazon Braket 的預(yù)覽版；它還表示， “AWS 量子計算中心”（AWS Quantum Solutions Lab）的創(chuàng)建工作正在進行中，這是一個位于加州理工學(xué)院附近的物理實驗室，將匯集世界領(lǐng)先的量子計算研究人員和工程師，以加速量子計算硬件和軟件的開發(fā)。
總的來說，量子計算將改變計算方式，這是毋庸置疑且意義深遠的。但目前，量子計算仍然是一個非常年輕的領(lǐng)域，還存在很大的科技突破空間，它要從實驗室走到商業(yè)市場，也并不是一件容易的事情。
雖然每個科技公司在研究量子計算時都有著不同的初心與最終目標，但雷鋒網(wǎng)認為，科技公司應(yīng)該更加專注于路線圖，以及機器到底能為人們做什么，從而解決現(xiàn)實世界的問題。
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