英特爾推出12量子比特QPU進(jìn)入量子計(jì)算領(lǐng)域，并將斥資46億美元在波蘭建廠

極客網(wǎng)·芯片6月21日 芯片制造商英特爾日前推出了一款12量子比特硅基量子處理器(QPU)，其名稱為“隧道瀑布”（Tunnel Falls）。而憑借這款芯片，英特爾成為了最新一家進(jìn)入量子計(jì)算領(lǐng)域的大型科技公司。該公司表示，將專注于構(gòu)建量子生態(tài)系統(tǒng)，因?yàn)榱孔佑?jì)算在短期內(nèi)不具有商業(yè)化運(yùn)營優(yōu)勢，而開發(fā)這款芯片只是為了研究人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

英特爾利用在芯片領(lǐng)域40年的知識和經(jīng)驗(yàn)來更快地?cái)U(kuò)展量子架構(gòu)

英特爾很少對外透露有關(guān)QPU的具體細(xì)節(jié)。它是一種硅自旋芯片，英特爾可以利用現(xiàn)有的晶體管工業(yè)制造技術(shù)生產(chǎn)。英特爾表示，隨著硬件的進(jìn)步，這將使該公司能夠更快地?cái)U(kuò)大規(guī)模，因?yàn)榭赡芾矛F(xiàn)有的生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。

與此同時(shí)，英特爾宣布計(jì)劃在波蘭投資46億美元新建一家生產(chǎn)工廠。

量子點(diǎn)技術(shù)

英特爾的方法是基于量子點(diǎn)技術(shù)。基于CMOS的微小硅量子點(diǎn)就像晶體管一樣工作，當(dāng)施加電勢時(shí)，電流就會流過器件。英特爾表示，已經(jīng)創(chuàng)建了一個由這些量子點(diǎn)組成的陣列，并產(chǎn)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，然后量子比特被用來編碼信息。

英特爾沒有透露QPU的任何指標(biāo)或性能信息，而是讓其合作研究機(jī)構(gòu)在測試和基準(zhǔn)測試之后發(fā)布信息。英特爾實(shí)驗(yàn)室量子主管Jim Clarke說，“如果這項(xiàng)技術(shù)沒有競爭力，沒有成為未來最佳技術(shù)的希望，我們就不會從事這項(xiàng)技術(shù)的研究?！?/p>

“隧道瀑布”是英特爾第一代硅自旋QPU Horse Ridge的后續(xù)產(chǎn)品。該公司一直專注于推進(jìn)芯片的晶圓級測試并提高產(chǎn)量。Clarke說:“隧道瀑布是英特爾迄今為止最先進(jìn)的硅自旋量子比特芯片，它借鑒了我們的晶體管設(shè)計(jì)和制造專業(yè)知識?！?/p>

這種芯片將在英特爾位于俄勒岡州的研發(fā)制造工廠采用30毫米晶圓生產(chǎn)。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不同的是，要運(yùn)行采用這款量子芯片的量子計(jì)算機(jī)，必須將其冷卻到略高于絕對零度的1.6開爾文(－271℃)。

英特爾的量子長期規(guī)劃

英特爾表示，在不久的將來，并不會看到量子計(jì)算機(jī)具有任何商業(yè)優(yōu)勢。因此該公司的重點(diǎn)是在硬件準(zhǔn)備就緒時(shí)構(gòu)建一個進(jìn)行研究的量子生態(tài)系統(tǒng)。Clarke解釋說：“下一個重大的‘量子飛躍’可能是在五年之后，那時(shí)我們將擁有幾千個量子比特，基本上可以創(chuàng)建一個邏輯量子比特。但即便如此，如果實(shí)現(xiàn)一些與商業(yè)化相關(guān)的運(yùn)營，需要不止一個邏輯量子位?！?/p>

這對英特爾來說并不是一種新方法。長期以來，該公司一直認(rèn)為，在當(dāng)前嘈雜、容易出錯的物理量子比特時(shí)代，量子計(jì)算不會有任何顯著優(yōu)勢。該公司還認(rèn)為，擴(kuò)展的最佳方式是利用用于CPU和硅基硬件的現(xiàn)有系統(tǒng)，考慮到該公司在該領(lǐng)域的巨額投資和悠久歷史，這也許并不奇怪。

這與IBM以及很多量子硬件初創(chuàng)企業(yè)的做法背道而馳，這些初創(chuàng)企業(yè)的重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到改進(jìn)錯誤緩解和糾正上。IBM最近宣布，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)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(tǒng)的超級計(jì)算機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)“硅自旋量子比特民主化”的目標(biāo)，并與超導(dǎo)、光子和俘獲離子等更成熟的技術(shù)進(jìn)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(shí)驗(yàn)室開展合作。這將包括讓研究人員使用當(dāng)前和未來一代的QPU，但隨后由研究機(jī)構(gòu)構(gòu)建系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施來利用它們。

英特爾進(jìn)入量子計(jì)算領(lǐng)域是否太晚了?

Clarke表示，這款芯片每周都在進(jìn)行改進(jìn)，下一代芯片可能在2024年發(fā)布，盡管他沒有透露芯片的具體名稱，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(chuàng)公司Riverlane產(chǎn)品副總裁Maria Maragkou表示，這是英特爾向前邁出的一大步，假設(shè)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(bǔ)充說：“看到硅基自旋量子比特正在趕超其他更先進(jìn)的平臺，這令人鼓舞?！?/p>

Maragkou解釋說，英特爾將會面臨與其他更先進(jìn)平臺相同的擴(kuò)展挑戰(zhàn)，因此成為第一個達(dá)到實(shí)用規(guī)模的平臺競爭還遠(yuǎn)未結(jié)束。她說:“目前還不可能預(yù)測哪種架構(gòu)將會成功擴(kuò)展。這個生態(tài)系統(tǒng)之所以發(fā)展如此之快，是因?yàn)榇笮涂萍脊竞统鮿?chuàng)企業(yè)都被動員起來，提供推動該領(lǐng)域發(fā)展的解決方案?！?/p>

Maragkou表示，量子的真正價(jià)值需要構(gòu)建一個由硬件、操作系統(tǒng)和算法組成的生態(tài)系統(tǒng)，才能釋放量子計(jì)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(shí)，英特爾繼續(xù)投資于用于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的先進(jìn)硅芯片。該公司計(jì)劃斥資46億美元在波蘭建立一個新的芯片組裝和測試設(shè)施工廠。該工廠將于2027年投入運(yùn)營，并將創(chuàng)造2000個新的就業(yè)機(jī)會。

英特爾表示，該公司在波蘭的投資計(jì)劃，加上其愛爾蘭萊克利普運(yùn)營的一家晶圓制造工廠，以及計(jì)劃在德國馬格德堡建設(shè)的一家芯片工廠，將有助于創(chuàng)建歐洲首個端到端的半導(dǎo)體制造價(jià)值鏈。它還可以作為波蘭和歐盟額外生態(tài)系統(tǒng)投資和創(chuàng)新的催化劑。

英特爾首席執(zhí)行官Pat Gelsinger表示：“波蘭已經(jīng)是英特爾芯片業(yè)務(wù)的所在地，并且處于與英特爾在德國和愛爾蘭的工廠合作的有利位置。波蘭與全球其他制造基地相比也具有很強(qiáng)的成本競爭力，并提供了一個強(qiáng)大的人才基礎(chǔ)，我們很高興能夠幫助其發(fā)展。我們感謝波蘭提供的支持，因?yàn)槲覀冎铝τ陂_發(fā)當(dāng)?shù)氐陌雽?dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)，并為歐盟創(chuàng)建一個更具彈性和可持續(xù)性的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。”

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