英特爾近日宣布攜手荷蘭研發合作伙伴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，以期提高產量和性能。

這款芯片展示了英特爾和QuTech在研究和開發量子計算系統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量子計算方面的重要性。

從本質上說，量子計算就是并行計算的終極目標，有著攻克傳統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，量子計算機可以協助創造一種新的催化劑來隔離二氧化碳、開發室溫超導體或發現新藥。

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、且大規模的量子系統仍然存在很多固有的挑戰。如何使量子位（量子計算的構建塊）統一和穩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據丟失。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部（CR）以及位于亞利桑那的組裝測試與技術開發（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。

英特爾攜手荷蘭研發合作伙伴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 ×2 mm的體積內封裝，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發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控制系統的關鍵電路模塊，到在英特爾300毫米制程技術上開發自旋量子位制造流程，再到為超導量子位開發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展

推進量子計算系統：

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和測試。雙方的合作覆蓋整個量子系統——或“堆棧”——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變為現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計算或神經形態計算等其它新興技術。我們需要摩爾定律帶來的技術進步，這樣才能發明并開拓這些新興科技。

英特爾的投資不僅是為了發明新的計算方式，也是在推進摩爾定律的發展，使未來的一切成為可能。