未來黑科技：英特爾已交付量子計(jì)算機(jī)專用芯片！

據(jù)外媒報(bào)道，10月10日，英特爾公司將一塊實(shí)驗(yàn)性量子計(jì)算機(jī)芯片運(yùn)送給荷蘭專家，借此證明公司的芯片封裝與集成技術(shù)在業(yè)界領(lǐng)先。

這塊芯片內(nèi)含17個(gè)超導(dǎo)量子比特(組成量子電腦的基本單元)。英特爾的量子硬件主管Jim Clarke表示，之所以選擇這個(gè)數(shù)量，是因?yàn)檫@是運(yùn)行表層代碼糾錯(cuò)的最低限度，而表層代碼糾錯(cuò)是一種被認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)小型化至有實(shí)用價(jià)值所必需的算法。

英特爾的研究合作伙伴將會(huì)在代爾夫特理工大學(xué)(Technische Universiteit Delft)和荷蘭應(yīng)用科學(xué)組織(TNO)的Qutech研究中心每一個(gè)量子比特的性能與運(yùn)行表層代碼糾錯(cuò)和其他算法的能力。

Clarke說，這次革新很大程度上有賴于一個(gè)公眾媒體與IEEE Spectrum(國行版名為《科技縱覽》)鮮有提及的領(lǐng)域：封裝。“一旦涉及超導(dǎo)的量子芯片，包裝就變得至關(guān)重要，”他如是說。量子比特對(duì)射頻干擾極度敏感，而這是一個(gè)需要通過封裝解決的問題。更重要的是，量子比特需要在20毫開爾文的溫度下才能工作。“這對(duì)半導(dǎo)體元件和封裝來說都是極其嚴(yán)酷的環(huán)境，”Clarke補(bǔ)充道。

之前的超導(dǎo)量子比特使用了一種叫做引線鍵合的技術(shù)來在芯片中傳遞信息。這種技術(shù)使用微米級(jí)的金屬絲將芯片頂端的引線端子與電路板上的封裝引腳連接。盡管使用范圍仍然不小，它已經(jīng)暴露出了能夠建立的連接數(shù)量有限的缺點(diǎn)。

而因特爾在這塊量子芯片上使用的是一種名叫倒裝芯片的封裝技術(shù)。這種技術(shù)是指在每一個(gè)引線端子上沉積焊接劑后翻轉(zhuǎn)芯片，再將之與電路板焊接。通過這種方法可以得到更小、更密集，自感系數(shù)也更低的芯片。

Clarke說，因?yàn)槊恳粋€(gè)量子比特都需要至少一條甚至更多的控制線，增加連接數(shù)是將量子比特的集成程度提升至能夠造出有實(shí)用價(jià)值的量子計(jì)算機(jī)程度的關(guān)鍵。為了降低延遲，量子芯片還需要令控制元件盡可能地靠近量子比特。“即使現(xiàn)在造出了一塊有百萬級(jí)量子比特的芯片，我們也沒有辦法使用它，”Clarke表示，“你只能拿它當(dāng)鎮(zhèn)紙用。”

通過推進(jìn)量子計(jì)算機(jī)芯片的配套技術(shù)發(fā)展，“我們已開始制造某種看上去更像計(jì)算機(jī)的東西了，”Clarke說。

在研究速度上，因特爾的超導(dǎo)量子比特項(xiàng)目已經(jīng)領(lǐng)先其他方案不少。不過它也并非沒有對(duì)手。在今年早些時(shí)候，谷歌已經(jīng)為預(yù)計(jì)在今年年底完成的包括49個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)測(cè)試了包含六個(gè)與九個(gè)超導(dǎo)量子比特的芯片。研究人員希望通過這臺(tái)機(jī)器來完成對(duì)“量子主權(quán)”——使用量子技術(shù)的計(jì)算機(jī)可以在速度上超越任何一臺(tái)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)——的宣誓。

IBM同樣加入了這場競爭。此外，初創(chuàng)公司Rigetti也在硅谷附近設(shè)立了機(jī)構(gòu)以幫助有意向的其他機(jī)構(gòu)加入。

“這只是一場馬拉松的第一個(gè)英里，因特爾正領(lǐng)先，”Clarke說。