英特爾推出12量子比特「隧道瀑布」量子晶片,並計劃在波蘭建廠

極客網 發佈 2023-12-06T07:59:11.207791+00:00

晶片製造商英特爾日前推出了一款12量子比特矽基量子處理器(QPU),其名稱為「隧道瀑布」(Tunnel Falls)。而憑藉這款晶片,英特爾成為了最新一家進入量子計算領域的大型科技公司。

晶片製造商英特爾日前推出了一款12量子比特矽基量子處理器(QPU),其名稱為「隧道瀑布」(Tunnel Falls)。而憑藉這款晶片,英特爾成為了最新一家進入量子計算領域的大型科技公司。該公司表示,將專注於構建量子生態系統,因為量子計算在短期內不具有商業化運營優勢,而開發這款晶片只是為了研究人員進行實驗。


英特爾很少對外透露有關QPU的具體細節。它是一種矽自旋晶片,英特爾可以利用現有的電晶體工業製造技術生產。英特爾表示,隨著硬體的進步,這將使該公司能夠更快地擴大規模,因為可能利用現有的生產線進行生產。

與此同時,英特爾宣布計劃在波蘭投資46億美元新建一家生產工廠。

量子點技術

英特爾的方法是基於量子點技術。基於CMOS的微小矽量子點就像電晶體一樣工作,當施加電勢時,電流就會流過器件。英特爾表示,已經創建了一個由這些量子點組成的陣列,並產生了可以向上或向下自旋的電子「口袋」。電子的自旋變成量子比特的0和1,然後量子比特被用來編碼信息。

英特爾沒有透露QPU的任何指標或性能信息,而是讓其合作研究機構在測試和基準測試之後發布信息。英特爾實驗室量子主管Jim Clarke說,「如果這項技術沒有競爭力,沒有成為未來最佳技術的希望,我們就不會從事這項技術的研究。」

「隧道瀑布」是英特爾第一代矽自旋QPU Horse Ridge的後續產品。該公司一直專注於推進晶片的晶圓級測試並提高產量。Clarke說:「隧道瀑布是英特爾迄今為止最先進的矽自旋量子比特晶片,它借鑑了我們的電晶體設計和製造專業知識。」

這種晶片將在英特爾位於俄勒岡州的研發製造工廠採用30毫米晶圓生產。與傳統計算機不同的是,要運行採用這款量子晶片的量子計算機,必須將其冷卻到略高於絕對零度的1.6開爾文(-271℃)。

英特爾的量子長期規劃

英特爾表示,在不久的將來,並不會看到量子計算機具有任何商業優勢。因此該公司的重點是在硬體準備就緒時構建一個進行研究的量子生態系統。Clarke解釋說:「下一個重大的『量子飛躍』可能是在五年之後,那時我們將擁有幾千個量子比特,基本上可以創建一個邏輯量子比特。但即便如此,如果實現一些與商業化相關的運營,需要不止一個邏輯量子位。」

這對英特爾來說並不是一種新方法。長期以來,該公司一直認為,在當前嘈雜、容易出錯的物理量子比特時代,量子計算不會有任何顯著優勢。該公司還認為,擴展的最佳方式是利用用於CPU和矽基硬體的現有系統,考慮到該公司在該領域的巨額投資和悠久歷史,這也許並不奇怪。

這與IBM以及很多量子硬體初創企業的做法背道而馳,這些初創企業的重點已經轉移到改進錯誤緩解和糾正上。IBM最近宣布,已經實現了「量子效用」,可以更快地找到錯誤。這使得其Eagle QPU的性能超過了傳統的超級計算機。

為了實現「矽自旋量子比特民主化」的目標,並與超導、光子和俘獲離子等更成熟的技術進行競爭,英特爾與美國國防部的國家量子研究中心——LPS量子比特合作實驗室開展合作。這將包括讓研究人員使用當前和未來一代的QPU,但隨後由研究機構構建系統和基礎設施來利用它們。

英特爾進入量子計算領域是否太晚了?

Clarke表示,這款晶片每周都在進行改進,下一代晶片可能在2024年發布,儘管他沒有透露晶片的具體名稱,也沒有透露單個晶片上可能有多少量子比特。

量子工程初創公司Riverlane產品副總裁Maria Maragkou表示,這是英特爾向前邁出的一大步,假設這些量子比特可用,它將是迄今為止最大的自旋量子比特。她補充說:「看到矽基自旋量子比特正在趕超其他更先進的平台,這令人鼓舞。」

Maragkou解釋說,英特爾將會面臨與其他更先進平台相同的擴展挑戰,因此成為第一個達到實用規模的平台競爭還遠未結束。她說:「目前還不可能預測哪種架構將會成功擴展。這個生態系統之所以發展如此之快,是因為大型科技公司和初創企業都被動員起來,提供推動該領域發展的解決方案。」

Maragkou表示,量子的真正價值需要構建一個由硬體、作業系統和算法組成的生態系統,才能釋放量子計算的真正潛力。

英特爾宣布投資46億美元在波蘭建廠

與此同時,英特爾繼續投資於用於傳統計算機的先進矽晶片。該公司計劃斥資46億美元在波蘭建立一個新的晶片組裝和測試設施工廠。該工廠將於2027年投入運營,並將創造2000個新的就業機會。

英特爾表示,該公司在波蘭的投資計劃,加上其愛爾蘭萊克利普運營的一家晶圓製造工廠,以及計劃在德國馬格德堡建設的一家晶片工廠,將有助於創建歐洲首個端到端的半導體製造價值鏈。它還可以作為波蘭和歐盟額外生態系統投資和創新的催化劑。

英特爾執行長Pat Gelsinger表示:「波蘭已經是英特爾晶片業務的所在地,並且處於與英特爾在德國和愛爾蘭的工廠合作的有利位置。波蘭與全球其他製造基地相比也具有很強的成本競爭力,並提供了一個強大的人才基礎,我們很高興能夠幫助其發展。我們感謝波蘭提供的支持,因為我們致力於開發當地的半導體生態系統,並為歐盟創建一個更具彈性和可持續性的半導體供應鏈的目標做出貢獻。」

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