澳门皇冠金沙网站:Intel研究院院长,Intel推出一

从 Intel 稍早前展示有 17 个 qubit 的超导芯片到现在,已经经过了三个月的时间, 今天在 CES 上,英特尔 CEO Brian Krzanich 展示了 Intel 在量子电脑上的最新进展「Tangle Lake」,达到 49 个 qubit 之多。虽然说和 17 个 qubit 相比,49 个看似是非常喜人的进展, 但据估计,一台实用的量子电脑恐怕上百万个 qubit 是跑不掉的,所以严格来说,49 个也只是 0.0049% 的开发进度而已,前面要走的路还很遥远。英特尔副总 Michael Mayberry 博士预测,至少还要「五到七年」的时间,整体产业才会由单纯的实验阶段, 进步到真正开始研究如何将这些技术商品化的阶段。除了超导 qubit 外, 英特尔也在研究另外一种利用「量子自旋」的 qubit,操作单一原子的量子性质,来达成和超导 qubit 类似的效果。量子自旋型的 qubit 应该可以比超导型的要小上许多,目前 Intel 已经在 300 纳米的制程上尝试自旋型 qubit 的制作了。虽然都是小小步地向前迈进,但在真正的量子电脑来临前,这些都是不可或缺的步骤。至少英特尔不用担心没有对手 -- IBM 也在 CES 上展出了有 50 个 qubit 的量子电脑, 如果两间公司能保持良性竞争的话,量子电脑的时代也能更快到来吧。

除了超导量子芯片的研究,英特尔还在研究一种spin qubits芯片,这种芯片的大小比超导芯片体积更小,英特尔现在已经开发出了一种能在300纳米工艺上制造spin qubits的方法,这是一种比现在的芯片制造更精细的技术。

Gallery: IBM 的 50 qubit 量子电脑 | 13 Photos

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业界许多人士认为,在极特定的应用下,50 个 qubit 的量子电脑,就已经拥有超越一般传统电脑的运算力,特别是连续系统变化的运算这方面。你大概不会用量子电脑来跑 PowerPoint,但如果是要模拟材料的变化之类的话,量子电脑本身就更贴近真实世界的模型,模拟起来也较不吃力。IBM 研究副总 Jeffery Welser 表示,大约在 50 到 100 个 qubit 间,我们就可以做出「利用量子电脑模拟某种分子的变化,只要几分钟的时间,就能得出普通超级电脑要花五天的运算才能达成的成果」这样的比较,量子电脑在此类特殊应用的时代很快就能到来了。但要能运用到一般消费者能亲身感受到不同的地方,还不知道要花多少年呢。澳门皇冠金沙网站 6

正如英特尔和全球各地研究人员的研究表明,量子计算有望解决传统计算,乃至世界上最强大的超级计算机无法解决的问题。

量子计算机是一种使用量子逻辑进行通用计算的设备,它使用量子算法来进行数据操作,可以解决现在的电子计算机无法计算的问题,量子算法被科学界普遍认为是下一次工业革命的契机。

我们在昨天的时候有报道过英特尔的 49 qubit 量子电脑,但英特尔只是拿出了中间最核心的部份,IBM 却是把所有的核心辅助零件都带到了 CES 会场,让我们能用更直观的方式,理解打造这样一台电脑难度有多么高。为了让量子电脑能顺利运作,所有的零件都要在接近绝对零度的状态下,与环境完全隔绝,任何一点的电磁干扰或温差,都会为量子电脑带来「杂讯」,因此我们看到的这个彷佛吊灯一样的设备,就是为了将温度从设备顶端的绝对 4 度,一层一层逐步降到 0.8K、0.1K,到最后底下的小罐子里,只剩下 0.01K 了。四周的线路则是用特殊的方式绕线,以确保在最小的干扰下,将信号带到罐子内的芯片去。

本文作者为英特尔技术与系统架构及客户端事业部高级院士、英特尔研究院院长Rich Uhlig,他指出:“最近的科研成果值得庆祝,但实际应用才是真正的考验。”

所有这些努力,都是为了制造出一个真正的量子计算机。而英特尔也不是唯一一个追求这一目标的公司,IBM恰好就在CES上展出了一个巨大的50-qubit的量子计算机。

这些发现和正在进行的研究表明,量子计算将是一个划时代的革命性技术。然而,在量子计算的探索之旅中,还要继续克服许多挑战、跨过很多里程碑,才能真正改变生活。

两个月之前,英特尔就宣布推出一款17-qubit的超导芯片,在今年的CES上,英特尔展示了其最新的超导测试芯片49-qubit的Tangle Lake。

Rich Uhlig也向大家介绍了Intel研发的硅自旋量子位技术,相比其他公司在研究的超导量子位技术,自旋量子位的尺寸比同类量子位小得多,比超导量子位具有更大的微缩优势,目前Intel正在研究300mm晶圆上使用现有的工艺、设备制造自旋量子位的技术

但我们现在依然需要认识到:量子计算依然是一个相当理论的东西,估计我们需要集成上百万个量子比特的芯片才能真正投入实用,而如你所见,英特尔刚刚展出的量子超导芯片只有49个量子比特。

量子计算之所以受到广泛关注,是因为它有望解决当今计算机无法解决的问题,如:新药物研究、金融建模和宇宙运行方式探索。世界各地的大学、政府部门和技术公司都在努力实现商业上可行的量子计算系统,并取得了令人瞩目的进展。但如果把量子计算商业化比作一场马拉松比赛,现在才刚刚跑完一英里。在量子计算商业化进程中取得的重要里程碑值得认可和庆祝,并需要在此基础上不断进步。

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Rich Uhlig为最近量子计算取得的进展感到振奋,53个量子位200秒的运算就相当于最强超算1万年的性能了,但是Intel也指出量子计算距离实用还很要元,他们做了大量模拟,认为“只有在数百个甚至数千个量子位可靠运行的情况下,量子计算机才能比超级计算机更快地解决实际问题。”

英特尔的Michael Mayberry博士预测,行业已经开始解决如此复杂的芯片工程问题,但这至少需要五到七年的时间。

英特尔与合作伙伴以及科研界,共同致力于加快整个量子计算堆栈的发展,在这场马拉松比赛中一步一步接近“量子实用性”的目标。

2017年,国内有消息称已成功研制出量子处理器样机,谷歌正在研究量子芯片,IBM、英特尔、微软也加大了对量子计算的投入。

我们对在硅自旋量子位技术领域取得的进展感到非常兴奋。自旋量子位的尺寸比同类量子位小得多,比超导量子位具有更大的微缩优势。事实上,自旋量子位类似于单个电子晶体管,而这正是英特尔在过去50年间一直钻研的技术。由于这种相似性,我们能够将从晶体管制造中吸取经验教训,广泛应用于量子计算研究。如今,我们正在300毫米硅晶圆上制造自旋量子位,并使用与生产最先进的英特尔处理器的相同设备和工艺。此外,为了进一步加快研究和反馈周期,我们设计了量子低温晶圆探测仪cryoprober,以便大规模测试和表征300毫米硅自旋量子位晶圆。

我们非常乐意看到而科技巨头之间的技术竞争,这样才能尽快看到,下一个时代究竟是什么样子。

最近谷歌实现量子霸权的报道刷屏了,而另一个量子计算巨头IBM对此有不同看法,两家打起了口水战。无论争议如何,这次事件是量子计算的一个重要节点,现在Intel院士、研究院院长Rich Uhlig也参与进来了,谈到了量子计算商业化的问题。

英特尔公司正在把超导量子计算测试芯片扩展到更高的量子位数——从7到17,再到49个量子位(从左至右)。需要多个镀金连接器来控制和操作每个量子位。

在这一令人振奋消息的鼓舞下,我们现在应关注如何构建能够用于解决棘手挑战的系统,即“量子实用性”。为了直观地了解如何才能实现量子实用性,英特尔的研究人员利用高性能量子模拟器,来预测量子计算机在解决Max-Cut优化问题时,超过超级计算机的节点。Max-Cut是一个复杂性随着变量数量增加而成倍增加的算法,广泛用于从交通管理到电子设计的各个领域,因此我们选择Max-Cut作为测试案例。

以下是详细内容:

因此,让我们为这个科研高光时刻以及背后的研究人员鼓掌喝彩!同时,也要把目光投向更加遥远的终点线:量子实用性。

近日,谷歌的研究人员通过“量子霸权”的基准测试,展示了与传统超级计算机相比,量子计算机的非凡速度。谷歌团队设计了一种算法,只需200秒就可在一个小型量子处理器,即53量子位的超导测试芯片上完成一次分析,而当前最强大的超级计算机大约需要1万年才能完成该分析。我们祝贺谷歌团队此次精彩的展示。

在研究中,针对一系列规模不断增加的Max-Cut问题,我们把容噪量子算法与最先进的经典算法进行对比。经过大量模拟,研究表明:只有在数百个甚至数千个量子位可靠运行的情况下,量子计算机才能比超级计算机更快地解决实际问题。换句话说,业界要开发出这种规模的功能性量子处理器可能还需要数年时间,以及很多工作要做。

原标题:Intel研究院院长:量子计算商业化是马拉松 而不是短跑冲刺

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