英特尔公司(Intel Corp.)的研究部门英特尔实验室(Intel Labs)今天在其新的低温量子控制芯片马岭(Horse Ridge)的技术规格上揭开了盖子，称它现在可以展示“量子实用性”。

根据英特尔的说法，量子实用性意味着芯片具有从研究到商业可行性所必需的可扩展性、灵活性和保真度。

“今天，量子研究人员只使用少量的量子位元，使用由复杂的控制和互连机制包围的较小的、定制的系统，”英特尔实验室量子硬件总监吉姆·克拉克(Jim Clarke)表示。 “英特尔的马岭极大地减少了这种复杂性。 通过系统地将量子实用性所需的量子位数扩大到数千个，我们正在继续朝着使商业上可行的量子计算在未来成为现实的方向稳步前进。

量子计算机是基于完全不同的计算体系结构，其中处理可以同时发生在多个状态。 传统计算机使用二进制数字或“位”，可以表示为1或0，量子计算使用“量子位”，可以“叠加”，允许它们同时表示为1S、0S或两种状态。

此外，量子位可以使用一种称为超密编码的方法，允许它们同时保存两个位。 因此，在一个量子位中保存的两个叠加位意味着它们可以处理普通计算机的四倍数据。

量子计算机的另一个重要区别是所谓的“纠缠”，或量子位元相互关联的能力，以便每个量子计算机都能意识到所有其他量子计算机的状态。 这意味着量子计算机的能量随量子位的增加呈指数增长。 因此，理论上，一个200位的系统是100位系统的2200倍。

英特尔表示，它与QuTech合作，QuTech是TU Delft和荷兰应用科学研究组织在马脊芯片上的合作伙伴。 就可扩展性而言，该芯片可以在一个4×4毫米的设备中集成四个射频信道，使用英特尔的22纳米FFLCMOS技术。

这些信道中的每一个都可以控制多达32个量子位，并利用所谓的“频率复用”，其中可用的总带宽被划分为一系列不重叠的频带，每个频带可以用来携带单独的信号。 英特尔说，这使得马岭能够控制总共128个量子位元，大大减少了所需的电缆和机架仪器的数量。

然而，英特尔表示，量子计数的增加造成了影响芯片容量和操作的问题，导致性能和保真度下降。 英特尔解释说，它优化了复用技术，使系统能够从“相移”中扩大和减少误差。这是一种现象，当控制许多量子位在不同频率，产生串扰量子位之间。

为了克服这一点，英特尔已经使它能够以更高的精度调谐马岭，从而使它能够适应和自动纠正相位偏移时，控制多个量子位，从而提高保真度。

英特尔还说，马岭提供了超导量子位元或传输子和自旋量子位元的灵活性，这是另一种更稳定的量子位元。 稳定性的提高使自旋量子位在13到20千兆赫时工作，而超导量子位通常在6GHz到7GHz左右工作。

英特尔还在探索硅自旋量子比特，它可以在高达1开尔文或-458华氏度的温度下工作。 英特尔补充说，这项研究可以帮助集成硅自旋量子比特设备和马脊的低温控制，以提供量子比特和控制在一个单一的流线型包装。