具更高效擴展性,Intel及Qutech共同研發Horse Ridge量子控制芯片

Intel以及量子技術研發公司QuTech在舊金山的國際固態電路會議(ISSCC)上發表了一篇論文,闡述了他們合作共同研發的一個名為“Horse Ridge”的新型低温量子控制芯片的關鍵技術特徵。

這份由Intel及QuTech共同發表的論文詳細地介紹了Horse Ridge芯片的諸多功能,這些功能解決了要搭建一部可以證明其實用性、靈活性、準確度以及擴展性的量子計算機所須面臨的眾多挑戰。該個集成SoC使用了Intel的22nm FinFET低功耗CMOS技術,可以在單一裝置上面擁有4條集成RF通道。

每條通道可以最多控制32個量子位(qubit),並且可以把總帶寬分成一系列不重疊的頻帶,這意味着Horse Ridge芯片可以在單一個裝置中同時可以控制多達128個量子位,使擴展更有效率。Intel同時也優化了多路複用技術(multiplexing),讓系統可以從“相移(Phase Shift)”中擴展並且降低出錯率。這可以使量子系統在使用同一條RF通道控制多個量子位時自動適應並且校正,提高準確度。

Intel實驗室量子硬件總監Jim Clark表示:“目前量子研究人員通常只能使用為數不多的量子位來工作,當中涉及到很多由複雜控制的器以及互連機制所圍繞的定製化系統。Intel的Horse Ridge芯片可以有系統地擴展到量子實用性所需求的數千個量子位,降低了這種複雜性。”

Horse Ridge能夠覆蓋廣泛的頻率,這意味着它可以控制超導量子位和自旋量子位(Spin qubits)。Intel目前正在探索使用硅自旋量子位的方法,這些硅自旋量子位可在1K 的温度下運行。這項研究將使得裝置能夠將硅自旋量子位集成到Horse Ridge中,從而創造出一個將量子位和控件集成在一個封裝中解決方案,以提高靈活性。