英特爾在半導體創新、設計和生產的許多不同領域都有自己的影響力。該公司以其台式機和服務器處理器而聞名,但也開發了新的內存和存儲解決方案,FPGA,最新的Arc GPU等等。它更有趣的嚐試之一是進入量子計算領域,該公司剛剛宣布實現大規模生產量子計算芯片的重要裏程碑。
量子計算機將數據編碼為量子位,這類似於傳統計算中的位。然而,量子比特並不局限於1和0的狀態,並且可以作為兩者的組合存在於所謂的疊加態中。英特爾將其比作一枚硬幣,可以是正麵,也可以是反麵或旋轉的硬幣。在旋轉時,硬幣在給定時間有一定的可能性是正麵或反麵,但除非硬幣停止,否則無法知道。
英特爾冷凍探測器在自動化過程中的圖像顯示量子比特器件的1.6開爾文,其中量子點可以在所有16個位置(四個傳感器和12個量子位位置)形成,並調諧到最後一個(單個)電子,而無需工程師輸入。這些結果由英特爾製造的設備均勻性和可重複性實現,被收集在整個晶圓上。該係統持續運行以生成迄今為止報告的最大量子點設備數據集。
如果一個旋轉的硬幣可以同時代表兩種狀態,正麵或反麵,那麽兩個旋轉的硬幣可以代表四種狀態(HH,TT,HT,TH)。三個可以代表八個狀態,並且從那裏開始可能性迅速擴大。要完全解釋它所涉及的數學比我們在這裏所能深入的要多得多,但足以說,目前的量子計算機性能在很大程度上是由給定的量子計算係統可用的量子比特數量決定的。
量子比特可能看起來像魔術,但它們是在矽中製造的,即所謂的“自旋量子比特”,其技術與傳統晶體管相似。除了架構上的差異之外,最大的關注點是量子比特非常脆弱,需要極低的溫度和隔離來保持穩定性。這種係統在絕對零度的邊緣保持和運行。
典型的研究和實驗室過程側重於一次創建一個量子芯片。然而,英特爾能夠使用極紫外(EUV)光刻技術來跨越具有許多芯片的典型300mm晶圓。英特爾表示,其最新研究表明,迄今為止,其均勻性和產量最高,約為95%。將研究這些測試晶圓,以確定可以進一步優化的製造工藝區域。
上圖:英特爾量子工程師弗洛裏安·盧西(左起)、阿迪蒂·內思韋瓦拉、斯蒂芬妮·博亞爾斯基和奧托·齊茨站在一個叫做冷凍探測器的麵包車大小的工具前,這個工具位於俄勒岡州羅勒阿克斯的戈登摩爾公園的一個實驗室裏。在冷凍探針室中,300毫米矽晶圓在1.7開爾文(略高於絕對零度)下進行測試。博雅爾斯基擁有其中一個300毫米的自旋量子比特晶圓。
特爾量子硬件總監James Clarke表示,英特爾繼續在使用自己的晶體管製造技術製造矽自旋量子比特方麵取得進展,所實現的高產量和均勻性表明,在英特爾已建立的晶體管工藝節點上製造量子芯片是合理的策略,並且隨著技術成熟,商業化是成功的有力指標。
英特爾宣稱,這項研究的全部結果將於今天在加拿大魁北克省奧福德舉行的2022年矽量子電子研討會上發表。