英特尔展示其首款低温量子计算芯片“马脊”的设计

英特尔披露了其首款名为Horse Ridge的低温量子计算控制芯片的技术细节，该芯片声称可以帮助构建一个实用的量子计算系统。英特尔在旧金山举行的2020年国际固态电路会议(ISSCC)上展示了与TU Delft和TNO（荷兰应用科学研究组织）合作的QuTech公司的一份报告，展示了这些说法。

根据英特尔的说法，“马脊”希望解决量子计算目前面临的一些基本挑战，即可扩展性、灵活性和保真度。

现有的量子计算机在非常冷的温度下工作，以保持稳定，在开尔文尺度上接近绝对零度或零下273.15摄氏度左右。在使用更大的量子比特系统时，也存在确保无错误计算的挑战，马脊可以帮助解决这些问题。

“今天，量子研究人员只使用少量的量子比特，使用由复杂的控制和互连机制包围的更小的定制设计的系统。英特尔的马脊大大降低了这种复杂性。英特尔实验室量子硬件主管吉姆·克拉克（Jim Clarke）在一份新闻声明中表示：“通过系统地工作，将量子实用所需的量子比特扩展到数千个，我们将继续稳步推进，使商业可行的量子计算在未来成为现实。”

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Horse Ridge使用高度集成的片上系统(SoC)，以提供更好的量子比特性能和更有效的扩展到更大的量子比特数，这是量子计算解决实际应用所需的。

马岭的主要特色如下

•与现有系统相比，运行量子系统所需的形状因子和总功率降低。

•它有能力伸缩和控制更多的量子比特（高达128个量子比特）。

•控制脉冲具有很高的灵活性，以减少量子比特之间的串扰，并提高整体栅极保真度。

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在量子计算中，传统的一、零二进制被量子比特所取代，量子比特可以以多种状态存在。量子计算系统依赖于这些量子比特和量子现象，这可以使计算速度比现有计算机快得多。

英特尔、IBM、谷歌和其他公司也在探索量子计算，他们认为量子计算可以解决未来现实世界的问题。然而，量子计算仍然面临着许多挑战，尤其是在规模和精度方面。

根据IBM公司的说法，马脊控制芯片能够以高保真度同时伸缩和控制数千个量子比特，从而解决一些现有的问题。

Horse Ridge的集成SoC设计采用Intel的22nm FFL（FinFET低功耗）CMOS技术，将四个射频(RF)通道集成到一个器件中。每个通道能够控制多达32个量子比特，这最终允许用单个设备控制多达128个量子比特。

英特尔表示，这也将减少以前安装量子计算机所需的电缆和机架的数量。此外，马脊提供了覆盖广泛频率范围的灵活性，并允许控制超导量子比特被称为跨转子和自旋量子比特。

而transmons的工作频率约为6到7 GHz，自旋量子比特的工作频率约为13到20 GHz。英特尔还表示，它正在探索硅自旋量子比特，这种量子比特有可能在高达1开尔文的温度下工作。