英特爾與眾不同的量子低溫探測(cè)儀

圖注：在英特爾美國俄勒岡州希爾斯伯勒市的Jones Farm園區(qū)，英特爾研究工程師Otto Zietz與量子低溫探測(cè)儀站在一起。該儀器能將300mm硅晶圓冷卻到可以進(jìn)行量子計(jì)算研究的絕對(duì)零度。在全球同類產(chǎn)品中，英特爾的低溫探測(cè)儀是唯一一款具有處理大型晶圓能力的工具。(圖片來源：Walden Kirsch /英特爾公司)

在這些像校車一樣大，并且造價(jià)高達(dá)數(shù)百萬美元的高科技工具中，位于英特爾俄勒岡州Ronler Acres園區(qū)研究院里的工具最為獨(dú)特。該工具被稱為量子低溫探測(cè)儀，它能將300mm的硅晶圓驟降至1.7開氏度，幾乎接近絕對(duì)零度的低溫。這在地球上是非常獨(dú)特的。

英特爾的低溫探測(cè)儀對(duì)于公司正在進(jìn)行的量子計(jì)算研究至關(guān)重要。量子計(jì)算的愿景是解決目前最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)都無法解決的復(fù)雜問題。在本周美國物理學(xué)會(huì)會(huì)議上，來自英特爾研究院和組件研究集團(tuán)的研究人員提交了10篇關(guān)于量子計(jì)算的技術(shù)論文，其中兩篇首次公開了低溫探測(cè)儀研究的技術(shù)成果。

英特爾攜手芬蘭公司Bluefors和Afore設(shè)計(jì)并制造了這款低溫探測(cè)儀。它于去年抵達(dá)俄勒岡園區(qū)，經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)試，在過去的6個(gè)月里一直穩(wěn)定運(yùn)行。這款低溫探測(cè)儀大幅加快了英特爾工程師操作自旋量子位、量子點(diǎn)等新型微計(jì)算設(shè)備的速度。至少在今天，量子計(jì)算設(shè)備只能在超低溫環(huán)境下工作，因此超低溫的環(huán)境是必需的。

英特爾研究科學(xué)家Ravi Pillarisetty表示，這款低溫探測(cè)儀已經(jīng)能將英特爾的研究和測(cè)試速度從“每周幾個(gè)量子點(diǎn)”加快到“每天數(shù)百個(gè)量子點(diǎn)”。這個(gè)速度要?dú)w功于它的大小。這款低溫探測(cè)儀的“心臟”是它的真空罐，它的空間是現(xiàn)有用于研究標(biāo)準(zhǔn)低溫系統(tǒng)的10倍左右。這意味著它有足夠空間來容納最新一代餐盤大小的、填滿量子元件的晶圓，同時(shí)也可以容納移動(dòng)和探測(cè)超低溫晶圓的機(jī)器零件。

在其他成果中，低溫探測(cè)儀正在幫助研究人員向創(chuàng)建大型量子位陣列邁進(jìn)。Pillarisetty表示，英特爾的愿景是最終創(chuàng)建將數(shù)百萬個(gè)獨(dú)立量子位壓縮到一塊芯片上的量子計(jì)算設(shè)備。

英特爾研究院量子應(yīng)用與架構(gòu)總監(jiān)Anne Matsuura在去年12月英特爾研究院開放日上表示，英特爾正在逐步實(shí)現(xiàn)商用級(jí)量子計(jì)算的愿景。她認(rèn)為量子計(jì)算能夠改變世界上的很多領(lǐng)域，如幫助醫(yī)療保健行業(yè)新藥的研發(fā)，電子行業(yè)新型材料和化學(xué)制品的研發(fā)等。Matsuura表示“英特爾正在開發(fā)量子計(jì)算堆棧的所有組件”，包括應(yīng)用、編譯器、量子位控制處理器、控制電路和量子位芯片設(shè)備。

在美國俄勒岡園區(qū)這臺(tái)與眾不同的機(jī)器上，英特爾在量子計(jì)算可擴(kuò)展性方面的研究又向前邁進(jìn)了一步。