北京時間4月12日消息（余予）今年，英特爾將向美國能源部 (DOE) 阿貢國家實驗室交付其首個量子計算測試平臺，該實驗室是美國能源部國家量子信息科學(xué)研究中心Q-NEXT 的主實驗室。該機(jī)器將是安裝在制造和測試新量子材料和設(shè)備的阿貢量子鑄造廠的第一個主要組件，預(yù)計將于今年完成。
Q-NEXT科學(xué)家將使用英特爾的機(jī)器在真實的實體量子計算測試臺上運(yùn)行量子算法，而不是在模擬的量子環(huán)境中。英特爾將從科學(xué)家那里獲得有關(guān)機(jī)器組件質(zhì)量及其整體運(yùn)行的反饋。
“我喜歡研究具有挑戰(zhàn)性、有趣的問題。我認(rèn)為構(gòu)建實用的量子計算機(jī)是我遇到的最具挑戰(zhàn)性的問題之一。”
“要實現(xiàn)量子計算，需要很多人共同努力。我們需要利用每個人的專業(yè)知識，”英特爾量子測量團(tuán)隊負(fù)責(zé)人Jeanette Roberts表示，“這是一項團(tuán)隊運(yùn)動。這是一個很好的競爭前合作領(lǐng)域。”
量子計算能力的前景被廣泛吹捧：量子計算機(jī)將能夠解決當(dāng)今性能最高的計算機(jī)無法解決的問題。這不僅對基礎(chǔ)研究，而且對涉及我們?nèi)粘Ｉ畹念I(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)、物流和金融，都是一個福音。
Jeanette Roberts在英特爾位于俄勒岡州希爾斯伯勒的園區(qū)的實驗室調(diào)整稀釋冰箱，為量子比特性能創(chuàng)造了理想的環(huán)境。（圖源：Walden Kirsch/英特爾。）
深入研究科學(xué)
Roberts負(fù)責(zé)這項工作。目前，她正與Q-NEXT科學(xué)家合作，設(shè)置測試臺的硬件、軟件以及使其投入運(yùn)行所需的所有編程。
建造量子計算機(jī)的前景對Roberts來說吸引力極大，她一直試圖了解物理世界是如何運(yùn)作的。
“我經(jīng)常在查閱資料時發(fā)現(xiàn)這樣一句話：更進(jìn)一步的信息超出了本書范圍。我想深入研究科學(xué)，以便了解整個領(lǐng)域。”Roberts表示，她于在1995年加入英特爾之前獲得物理學(xué)博士中學(xué)位。
她對大自然的好奇超越了實驗室。Jeanette Roberts除了是狂熱的滑雪者、徒步旅行者、攀巖者和山地自行車手，她還是一名獲得認(rèn)證的水肺潛水大師，其中包括深潛和沉船潛水認(rèn)證。她在世界各地進(jìn)行了900多次潛水。
“我通常要么進(jìn)行潛水，要么計劃進(jìn)行潛水，”她表示，“這是一個完全不同的水中世界，動植物與我們在陸地上看到的不同。就像在另一個星球上一樣。它它為人們提供了接觸各種文化和水下環(huán)境的機(jī)會。”
對Roberts來說，潛水固然令人興奮，但建造量子計算機(jī)的挑戰(zhàn)可能比潛水更有挑戰(zhàn)性。
“我喜歡研究具有挑戰(zhàn)性、有趣的問題，”她說，“我認(rèn)為，構(gòu)建一臺實用的量子計算機(jī)是我遇到的最具挑戰(zhàn)性的問題之一。”
這個工作是英特爾在2015年向她提出的，當(dāng)時英特爾推出了量子計算計劃，進(jìn)入量子技術(shù)行業(yè)。英特爾與代爾夫特技術(shù)大學(xué)合作啟動了該計劃，目標(biāo)是將大規(guī)模制造技術(shù)用于量子設(shè)備的制造上。
羅伯茨是加入公司量子計算團(tuán)隊的前兩名工程師之一，幫助開發(fā)英特爾的量子位，二進(jìn)制計算位的量子模擬。
從半導(dǎo)體芯片到自旋量子位
不同類型的量子比特以不同的方式處理數(shù)據(jù)。英特爾專注于自旋量子位。這些設(shè)備將信息存儲在材料的自旋中，這是所有原子和亞原子物質(zhì)的一種特殊的基本特征。
“事實證明，自旋量子位看起來很像晶體管，英特爾每年出貨800萬億個。這兩種技術(shù)之間的相似之處意味著我們可以利用英特爾在自旋量子位半導(dǎo)體設(shè)計和制造方面的專業(yè)知識，”Jeanette Roberts表示，“我們正在利用英特爾的基礎(chǔ)設(shè)施幫助實現(xiàn)量子計算。”
量子位開發(fā)只是英特爾量子研發(fā)的一部分。該公司還對量子算法、量子設(shè)備的控制電子設(shè)備和量子互連進(jìn)行研發(fā)，這些組件使量子信息能夠在不同的媒體和平臺之間傳輸。
“英特爾在開發(fā)量子設(shè)備方面的工作與Q-NEXT的使命產(chǎn)生了強(qiáng)烈的共鳴，該公司的合作伙伴關(guān)系對于此次合作非常寶貴，”Q-NEXT主任David Awschalom表示，他也是阿貢的高級科學(xué)家、劉氏家族教授和芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院研究和基礎(chǔ)設(shè)施副院長、教授以及芝加哥量子交易所的創(chuàng)始董事。“包括Roberts在內(nèi)的整個Q-NEXT-Intel團(tuán)隊一直致力于幫助該中心實現(xiàn)目標(biāo)。一旦半導(dǎo)體測試臺啟動并運(yùn)行，它將為制造新的量子材料和設(shè)備帶來更多可能性。”
這項工作得到了美國能源部科學(xué)辦公室國家量子信息科學(xué)研究中心的支持。
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