英特爾近日宣布攜手荷蘭研發(fā)合作伙伴QuTech成功測試17量子位超導計算芯片。這款全新超導計算芯片由英特爾制造并采用獨特的設計，以期提高產(chǎn)量和性能。
這款芯片展示了英特爾和QuTech在研究和開發(fā)量子計算系統(tǒng)工作中所取得的快速進展。它還凸顯了材料科學和半導體制造在實現(xiàn)量子計算方面的重要性。
從本質(zhì)上說，量子計算就是并行計算的終極目標，有著攻克傳統(tǒng)計算機無解難題的巨大潛力。量子計算機可以模擬自然，以推進化學、材料科學和分子建模的研究。例如，量子計算機可以協(xié)助創(chuàng)造一種新的催化劑來隔離二氧化碳、開發(fā)室溫超導體或發(fā)現(xiàn)新藥。
然而，盡管取得了很多實驗性的成果與推論，構建能夠保證精準輸出的、可行的、且大規(guī)模的量子系統(tǒng)仍然存在很多固有的挑戰(zhàn)。如何使量子位（量子計算的構建塊）統(tǒng)一和穩(wěn)定就是其中一個障礙。
量子位極為脆弱，任何噪聲、甚至無意的觀測都會導致數(shù)據(jù)丟失。這種脆弱性要求它們必須在20毫開爾文的溫度下運行 -- 比外太空還要冷250倍。這種極端的操作環(huán)境使量子位封裝成為決定性能和功能的關鍵。位于俄勒岡的英特爾組件研究事業(yè)部（CR）以及位于亞利桑那的組裝測試與技術開發(fā)（ATTD）團隊不斷突破芯片設計和包裝技術的極限，以應對量子計算的獨特挑戰(zhàn)。
英特爾攜手荷蘭研發(fā)合作伙伴QuTech成功測試17量子位超導計算芯片
這款全新17量子位測試芯片體積約定于一枚25美分的硬幣（相當于人民幣1元硬幣），且在一個約30mm x 2mm的體積內(nèi)封裝，其改進的設計特點包括：
新架構：能夠提高可靠性、熱力性能并降低量子位之間射頻（RF）干擾。
可擴展的互聯(lián)方案：使芯片的輸出輸入信號能力比芯片線焊方式提高10-100倍。
先進的制程、材料和設計：讓英特爾封裝能夠針對量子集成電路進行縮放，以適應相對傳統(tǒng)芯片大得多的量子集成電路。
英特爾公司副總裁兼英特爾研究院院長Michael Mayberry表示：“我們的量子研究已經(jīng)發(fā)展到基于領先的制程工藝，不斷研制量子測試芯片，通過合作伙伴QuTech模擬量子算法負載。英特爾在制造、控制電子和架構方面的專長使我們脫穎而出，從神經(jīng)元計算到量子計算，我們正在開拓新的計算模式。”
2015年開始，英特爾與學術界合作伙伴QuTech的合作加快了量子計算的進展。從那時起，雙方的合作樹立了一個又一個里程碑 -- 從展示集成了低溫CMOS控制系統(tǒng)的關鍵電路模塊，到在英特爾300毫米制程技術上開發(fā)自旋量子位制造流程，再到為超導量子位開發(fā)獨特的封裝解決方案。這一合作大大縮短了從設計到制造，直至測試的整個周期。
來自QuTech的Leo DiCarlo教授表示：“憑借這個測試芯片，我們將專注于連接、控制、測量多個糾纏量子位，從而實現(xiàn)一個錯誤修正方案和邏輯量子位。這項工作將使我們對量子計算有更多更新的見解，從而塑造下一個發(fā)展階段?！?
英特爾與學術界合作伙伴QuTech合作 推進量子計算和摩爾定律的發(fā)展
推進量子計算系統(tǒng)：
英特爾和QuTech在量子計算方面的合作遠遠超出了超導量子位設備的開發(fā)和測試。雙方的合作覆蓋整個量子系統(tǒng) -- 或“堆?！?-- 從量子位設備到控制這些設備以及量子應用所需的硬件和軟件架構。所有的這些元素在將量子計算從研發(fā)變?yōu)楝F(xiàn)實的過程中都起著至關重要的作用。
此外，與其它廠商不同，英特爾正在研究多種量子位類型。其中包括納入這款最新測試芯片的超導量子位，以及硅片中一個名為自旋量子位的替代類型。這些自旋量子位類似于一個電子晶體管，在很多方面都與傳統(tǒng)晶體管非常接近，并有可能通過相近的制程來制造。
盡管量子計算機有望通過更高的效率和性能來解決一些問題，但是它們并不會完全取代傳統(tǒng)計算或神經(jīng)形態(tài)計算等其它新興技術。我們需要摩爾定律帶來的技術進步，這樣才能發(fā)明并開拓這些新興科技。
英特爾的投資不僅是為了發(fā)明新的計算方式，也是在推進摩爾定律的發(fā)展，使未來的一切成為可能。
