量子计算里程碑!Intel 掌握“热”量子计算机技术

思否编辑部

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技术编辑:徐九丨发自 北京
SegmentFault 思否报道丨公众号:SegmentFault


4 月 16 日凌晨,英特尔和其合作伙伴 QuTech 在《Nature》杂志上发布了一项全新的研究成果 —— “热”量子计算机技术。该技术可在温度大于 1 开尔文的情况下,成功控制“热”量子计算的基本单位。

英特尔实验室量子硬件总监 Jim Clarke 表示:"这项研究代表了我们在硅自旋四位体研究方面的一个有意义的进展,我们认为它是为商业规模的量子系统提供动力的有希望的候选产品。"

量子计算的降本增效

将量子计算应用到实际问题上,有赖于能够以高保真度的同时同时扩展到数千甚至上百万量子比特的能力,而提高准分子的工作温度对于推进这一目标至关重要。

量子比特对应经典的计算比特,可以通过超导电路实现或在半导体(比如硅)内形成。但存储在这种量子比特中的量子信息通常会很快丢失,因为热量产生的振动会干扰量子比特,进而影响性能,除非将量子比特冷却到接近绝对零度(-273摄氏度或0开尔文),这就需要非常昂贵的制冷技术。

而 Intel 成功实现了在 1.1 开尔文温度的“热”环境下运行量子电路的成就。即硅自旋准分子有可能在比当前量子系统略高的温度下工作,实现了更易实现的可扩展性。

这项研究把限制在硅中的电子自旋作为量子比特,并与周围能在超过 1 开尔文温度下正常运作的材料很好地隔离开来。在这个温度下,可以引入定域电子来操控量子比特,研究人员认为,这是将这类量子处理器扩展至百万量子比特的先决条件。

该研究还强调了对两个准比特的单独相干控制,单比特保真度高达 99.3%,并能准确地调谐系统。此外,该团队还证明,在 45 毫开尔文至 1.25 开尔文的温度范围内,自旋准分子的性能受影响最小。

里程碑式的第一步

尽管此次升温幅度不大,但正如前文所说,温度提升至 1 开尔文以上后,搭建平台的成本将大幅降低,这有助于量子计算机技术的进一步研发普及。

据悉,这项研究建立在英特尔在推进全栈量子系统开发方面的持续工作的基础上,包括去年年底推出的首款马脊低温量子控制芯片。英特尔表示,该方法使英特尔能够利用其在先进封装和互连技术方面的专业知识,为实现量子实用性的可扩展性发展道路提供了保障。

这看起来只是迈向可扩展量子计算机的「第一步」。但这也是里程碑式的重要一步,这让量子技术的应用看起来更加的可行。

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