英特尔推出第2代低温控制芯片 在突破量子计算可扩展性方面取得新进展

英特尔推出第二代低温控制芯片HorseRidgeII，在突破量子计算可扩展性方面取得新进展。

在2019年推出的第一代HorseRidge控制器的创新基础上，HorseRidgeII支持增强的功能和更高集成度，以实现对量子系统的有效控制。新功能包括操纵和读取量子位状态的能力，以及多个量子位纠缠所需的多个量子门的控制能力。

HorseRidgeII的设计基于第一代SoC产生射频脉冲以操纵量子位状态的能力，也称为量子位驱动(QubitDrive)。它引入了两个额外的控制功能，从而可以将外部电子控件进一步集成到在低温制冷机内部运行的SoC中。

新功能包括：一、量子位读出(Qubitreadout)：该功能允许读取当前量子位状态。该读取意义重大，因为它允许进行片上低延迟量子位状态检测，而无需存储大量数据，从而节省了内存和功耗。二、多门控脉冲(MultigatePulsing)：能够同时控制多个量子门，这对于有效的量子位读取以及多个量子位的纠缠和操作至关重要，并为打造更具扩展性的系统奠定了基础。

据介绍，通过增加在集成电路内运行的可编程微控制器，让HorseRidgeII能够就三种控制功能的执行方式上拥有更高级别的灵活性和复杂的控制。该微控制器使用数字信号处理技术对脉冲进行额外滤波，有助于减少量子位之间的串扰。

HorseRidgeII使用英特尔22纳米低功耗FinFET技术(22FFL)，其功能已在4开尔文温度下得到验证。如今，一台量子计算机的工作环境为毫开尔文范围，仅比绝对零度高几分之一。但是硅自旋量子位(英特尔量子工作的基础)具有可在1开尔文或更高温度下运行的特性，这将大大降低量子系统制冷的难度。

英特尔研究院组件研究事业部量子硬件总监JimClarke表示：“凭借HorseRidgeII，英特尔继续在量子低温控制领域引领创新，发挥集成电路设计、研究院和技术开发团队跨学科的深厚专业积淀。我们认为，仅仅增加量子位的数量而不解决由此产生的布线复杂性，这就好比拥有一辆跑车，但总是堵在车流中。HorseRidgeII进一步简化了量子电路的控制，我们期待这一进展能够提高保真度，降低功率输出，让我们朝着‘无堵车’的集成量子电路发展再向前迈进一步。”

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