Quantum Inside: Intel tillverkar ett exotiskt nytt chip

Intel



Intel har börjat tillverka chips för kvantdatorer.

Den nya hårdvaran är för svag för att göra mycket verkligt arbete, men den ger en stark signal om att tekniken närmar sig verkliga applikationer. Vi [flyttar] kvantberäkningar från det akademiska rummet till halvledarutrymmet, säger Jim Clarke, chef för kvanthårdvara på Intel.





Medan vanliga datorer lagrar och manipulerar data genom att representera binär ett s och 0 s, en kvantdator använder kvantbitar eller kvantbitar och utnyttjar kvantfenomen för att representera data i mer än ett tillstånd samtidigt. Detta gör det möjligt att beräkna information på ett fundamentalt annorlunda sätt, och att utföra några parallella beräkningar på samma tid som det skulle ta att utföra en enda.

Kvantberäkning har länge varit en akademisk kuriosa, och det finns enorma utmaningar att hantera kvantinformation på ett tillförlitligt sätt. Nu växer dock känslan av att tekniken kan komma från forskningslabb inom några år (se 10 Breakthrough Technologies 2017: Practical Quantum Computers ).

Intels kvantchip använder supraledande qubits. Tillvägagångssättet bygger på en befintlig elektrisk kretsdesign men använder ett fundamentalt annorlunda elektroniskt fenomen som bara fungerar vid mycket låga temperaturer. Chipet, som kan hantera 17 qubits, har utvecklats under de senaste 18 månaderna av forskare vid ett labb i Oregon och tillverkas på en Intel-anläggning i Arizona.



Arbetet gjordes i samarbete med QuTech , ett holländskt företag som utgått från University of Delft som är specialiserat på kvantberäkning. QuTech har gjort betydande framsteg under de senaste åren mot att utveckla mer stabila qubits. Intel investerade 50 miljoner dollar i QuTech 2015.

problem i världen som kan lösas

Intel-forskarna anpassade företagets befintliga 300-nanometer flip chip-processordesign för att stödja kvantbearbetningens känslighet. Detta innebär att processorerna måste arbeta vid superlåga temperaturer och måste vara ogenomträngliga för radiofrekvensstörningar. Qubits är stabila endast i extrem kyla, och forskarna modifierade materialen, kretsdesignen och kopplingarna mellan olika komponenter.

Intel är inte det enda företaget som arbetar med att göra kvantdatorer praktiska. Google, IBM, Microsoft och andra driver också på för att utveckla den första kvantmaskinen som kan utföra verkligt arbete.

Intel är relativt sent ute i spelet, men företaget satsar på att dess tillverkningsexpertis kan hjälpa den att komma ikapp eller överträffa sina rivaler. Clarke säger att företaget valde att fokusera på kvantberäkningar 2014, och ansåg att det kunde påskynda framstegen med hjälp av befintliga tillverkningsmetoder. Intel är den enda spelare som har avancerad tillverknings- och förpackningsteknik, säger han (se Intel satsar på att det kan förvandla Everyday Silicon till Quantum Computing's Wonder Material).



När kapaciteten hos kvantchips skalas upp bör dessa enheter nå en tipppunkt där vissa typer av beräkningar kan bli mycket snabbare. Detta bör närmast påverka områden som kemi och materialvetenskap genom att möjliggöra oerhört komplex molekylär modellering. Men de nya funktionerna kan också skapa en rad nya idéer.

På senare tid har det funnits ett visst hopp om att kvantberäkning skulle kunna användas för att påskynda maskininlärning. Flera nya algoritmer har föreslagits för kvantmaskininlärning , men med varje kvarstår betydande utmaningar.

Jim Held, chef för nya teknologier på Intel Labs, säger att företaget utforskar algoritmer vid sidan av sin forskning om hårdvara. Vi tror att det finns en stor utveckling i att ha hybridalgoritmer som kan använda det bästa av klassiska möjligheter med kvantdatorers styrkor, säger han.

Hartmut Neven , som leder Googles kvantberäkningsprojekt, har sagt att företaget kommer att bygga ett 49-qubit-system till nästa år. Vid den tidpunkten skulle maskinen kunna utföra beräkningar som inte kunde simuleras på en konventionell superdator, ett riktmärke som kallas kvantöverhöghet .

Dölj

Faktisk Teknik

Kategori

Okategoriserad

Teknologi

Bioteknik

Teknisk Policy

Klimatförändring

Människor Och Teknik

Silicon Valley

Datoranvändning

Mit News Tidningen

Artificiell Intelligens

Plats

Smarta Städer

Blockchain

Huvudartikel

Alumnprofil

Alumnikoppling

Mit News-Funktion

1865

Min Syn

77 Mass Ave

Möt Författaren

Profiler I Generositet

Ses På Campus

Alumnbrev

Nyheter

Tidningen Mit News

Val 2020

Med Index

Under Kupolen

Brandslang

Oändliga Berättelser

Pandemic Technology Project

Från Presidenten

Cover Story

Fotogalleri

Rekommenderas