欲将数百万个量子比特压缩到一个芯片上！英特尔展示独特技术

Original 光子盒研究院光子盒 2021-12-15

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英特尔与两家芬兰公司Bluefors和Afore在2019年推出了第一款名为Cryogenic Wafer Prober的量子低温探针。据英特尔称，这是第一个用于量子比特芯片的测试工具。

量子低温探针可以将一个300毫米的硅片置于1.7 K（-271.45℃）的极低温度下。借助低温探针，能够将自动收集有关自旋量子比特的信息所需的时间从几周缩短到几分钟，这些信息包括量子噪声源、量子点质量以及构建自旋量子比特的重要材料。

Bluefors 是无冷冻剂稀释制冷系统的领导者并专注于量子计算。Afore是芬兰领先的微机电系统 (MEMS) 测试解决方案提供商。

Cryogenic Wafer Prober量子低温探针

在3月15日-19日的美国物理学会（APS）会议上，英特尔组件实验室的研究人员提交了10篇关于量子计算的技术论文，其中两篇首次披露了低温探针研究的技术成果。

在量子计算产业会议期间，英特尔组件实验室量子硬件工程师Thomas Watson就硅自旋量子比特的高容量生产（HVM）发表演讲，分享量子低温探针的成果。

半导体工业的高容量生产使得数十亿个晶体管集成在一个芯片上，可用于解决量子计算机规模扩展的重大工程挑战。利用英特尔的300毫米基础设施来制造高度相干（T2CPMG~3ms）的硅自旋量子比特——与晶体管的尺寸相似——实现了与先进CMOS技术的集成。

此外，300毫米的量子低温探针为晶圆厂提供更快、更具统计相关性的反馈，从而加速设备改进。

2020年，Cryogenic Wafer Prober量子低温探针送达英特尔在俄勒冈州的工厂，经过一段时间的调整后，在过去六个月里一直在稳定运行。

量子低温探针极大地加快了英特尔工程师完善新的微观计算设备的进程，比如自旋量子比特和量子点。超低温是必要的，因为至少在今天量子计算设备只能在极冷的环境下工作。

英特尔公司的研究科学家Ravi Pillarisetty说，量子低温探针能够将英特尔的研究和测试速度从“每周几个量子点提高到每天几百个。”这种速度得益于设备的体积。低温探针的心脏——它的真空罐——比一个目前能够购买的用于研究的标准低温系统要大10倍。

这意味着它的空间足够容纳最新一代餐盘大小的硅片，这些硅片可以塞满量子器件，也可以容纳移动和探测超冷硅片的机器部件。

一位英特尔研究工程师Otto Zietz

在其他成功中，量子低温探针正在帮助研究人员制造大的量子比特阵列。“英特尔的愿景是将数百万个量子比特压缩到一个芯片上，”Pillarisetty说。

英特尔实验室量子应用与架构主管Anne Matsuura在12月的英特尔实验室日上表示，英特尔正在使商业规模量子计算的承诺接近实现。她说，量子计算机可以改变世界，通过帮助设计新药来改变医疗保健领域，通过帮助发明新的材料和化学物质来改变电子学。。

“英特尔正在开发量子计算堆栈的所有组件，”Matsuura说，包括应用程序、编译器、量子比特控制处理器、控制电子和量子比特芯片设备。

参考链接：

https://newsroom.intel.com/news/intels-cryoprober-quantum-research-unlike-any-other-tool/

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