Intel onthult zijn tweede generatie quantum computing control chip

Join Transform 2021 voor de belangrijkste thema ‘ s in enterprise AI & Data. Meer informatie.

Intel onthulde vandaag de tweede generatie quantum computing control chip tijdens het Intel Labs virtual event. De chip, codenaam Horse Ridge II, is een andere mijlpaal in de richting van het maken van quantum computing — een van de heilige gralen van computing — praktischer. Het nieuwe prototype bouwt voort op de eerste generatie Horse Ridge controller die in 2019 werd geïntroduceerd. Horse Ridge II heeft meer mogelijkheden en hogere niveaus van integratie om een quantumcomputer te besturen, wat een langetermijndoel voor het bedrijf blijft.aan het begin van het project ontwierpen de onderzoekers van Intel de schaalbare system-on-chip (SOC) om te werken bij cryogene temperaturen, waardoor de besturingselektronica en interconnecties die nodig zijn om grote kwantumcomputingsystemen elegant te schalen en te bedienen, vereenvoudigd werden. De meeste kwantumcomputers werken alleen bij bijna vriestemperaturen. Intel probeert dat te veranderen, maar in de tussentijd, de controle chip elimineert het hebben van honderden draden in een gekoelde behuizing die de kwantumcomputer huisvest.

Quantumonderzoekers werken met slechts een klein aantal qubits, of quantumbits, met behulp van kleinere, op maat ontworpen systemen omgeven door complexe regel-en verbindingsmechanismen. Kwantum computing toepassen op problemen in de echte wereld is in de eerste plaats afhankelijk van het vermogen om op te schalen naar, en te controleren, duizenden qubits op hetzelfde moment, met een hoge mate van trouw.

toename van qubit telling leidt tot andere problemen die de capaciteit en werking van het kwantumsysteem uitdagen. Een dergelijke potentiële impact is een daling van qubit trouw en prestaties. Bij het ontwikkelen van de originele Horse Ridge, Intel geoptimaliseerd de multiplexing technologie die het systeem in staat stelt om te schalen en te verminderen fouten van “phase shift” — een fenomeen dat kan optreden bij het besturen van veel qubits op verschillende frequenties, wat resulteert in kruisverwijzing tussen qubits. De engineers kunnen verschillende frequenties afstemmen met Horse Ridge met een hoge mate van precisie, waardoor het quantum-systeem zich kan aanpassen en automatisch corrigeert voor faseverschuiving bij het besturen van meerdere qubits met dezelfde radiofrequentie (RF) lijn, waardoor de qubit gate-betrouwbaarheid wordt verbeterd.met Horse Ridge II hebben de onderzoekers van Intel de mogelijkheid toegevoegd om qubit-toestanden te manipuleren en te lezen en het potentieel te controleren van verschillende poorten die nodig zijn om meerdere qubits te verstrengelen, volgens een lezing door Jim Clarke, directeur van quantum hardware in Intel ‘ s Components Research Group.

Why it matters

Stefano Pellerano, Principal Engineer bij Intel Labs, heeft Horse Ridge. De nieuwe cryogene controlechip zal de ontwikkeling van full-stack quantumcomputers versnellen, wat een mijlpaal betekent in de ontwikkeling van een commercieel levensvatbare quantumcomputer.

hierboven: Stefano Pellerano, hoofdingenieur bij Intel Labs, heeft de originele Horse Ridge.

Image Credit: Intel

Intel zei dat de huidige vroege kwantumsystemen gebruik maken van ruimte-temperatuur elektronica met veel coaxiale kabels die worden geleid naar de qubit-chip in een verdunningskoelkast. Daarom is de chip die je in de afbeelding ziet omgeven door draden en cryogene koelsystemen. Deze aanpak schaalt niet naar een groot aantal qubits vanwege vormfactor, kosten, stroomverbruik en thermische belasting van de koeleenheid. Met de originele Horse Ridge, Intel nam de eerste stap in de richting van het aanpakken van deze uitdaging door het elimineren van de noodzaak voor meerdere rekken van apparatuur en duizenden draden lopen in en uit de koelkast om de quantum machine te bedienen. Intel verving deze omvangrijke instrumenten door een sterk geà ntegreerde system-on-chip (SoC) die het systeemontwerp vereenvoudigt en geavanceerde signaalverwerkingstechnieken gebruikt om de insteltijd te versnellen, de qubit-prestaties te verbeteren en het engineeringteam in staat te stellen het quantumsysteem efficiënt op te schalen naar grotere qubit-tellingen.

Horse Ridge II bouwt voort op het vermogen van de eerste generatie SoC om RF-pulsen te genereren om de toestand van de qubit, bekend als qubit drive, te manipuleren. Het introduceert twee extra besturingsfuncties, die de weg effenen voor verdere integratie van externe elektronische regelaars in de SoC die in de cryogene koelkast werkt.

bijvoorbeeld, een functie genaamd de qubit uitlezing geeft de mogelijkheid om de huidige qubit status te lezen. De uitlezing is significant, omdat het een qubit-statusdetectie met lage latentie op de chip mogelijk maakt zonder grote hoeveelheden gegevens op te slaan, waardoor geheugen en stroom worden bespaard. Intel voegde een programmeerbare microcontroller toe binnen de geïntegreerde schakeling om Horse Ridge II in staat te stellen een hogere mate van flexibiliteit te leveren in de manier waarop de drie besturingsfuncties worden uitgevoerd. De microcontroller maakt gebruik van digitale signaalverwerkingstechnieken om extra filtering uit te voeren op pulsen, wat helpt om kruisverwijzing tussen qubits te verminderen.Intel bouwde Horse Ridge II met een FinFET-productieproces van 22 nanometer met een laag vermogen. Het werkt bij een temperatuur van 4 Kelvin, of min 452 graden Fahrenheit. Dat is behoorlijk koud, slechts een fractie boven het absolute nulpunt.

silicium spin qubits — de onderbouwing van Intel ‘ s kwantum inspanningen-hebben eigenschappen die hen in staat zouden kunnen stellen om te werken bij temperaturen van 1 kelvin of hoger, wat de uitdagingen van het koelen van het kwantumsysteem aanzienlijk zou verminderen. Intel zal technische details verder beschrijven tijdens de International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) in februari 2021.

geïntegreerde siliciumfotonica voor datacenters

hierboven: Intel doet onderzoek naar siliciumfotonica om datacenters efficiënter te maken.

Image Credit: Intel

ondertussen kondigde Intel ook vooruitgang aan in de integratie van fotonica met goedkope silicium. De vooruitgang vertegenwoordigt kritieke vooruitgang op het gebied van optische interconnecties, die de groeiende uitdagingen rond de prestatieschaling van elektrische input/output (I/O) aanpakken, aangezien computer-hongerige dataworkloads het netwerkverkeer in datacenters steeds meer overweldigen. Intel toonde vooruitgang in belangrijke technologische bouwstenen, waaronder miniaturisatie, de weg vrijmakend voor een strakkere integratie van optische en silicium technologieën.

de computerindustrie nadert snel de praktische grenzen van de elektrische input-output (I/O) prestaties. Aangezien de bandbreedte vraag naar datacenter compute blijft toenemen, is elektrische I/O niet schalen om gelijke tred te houden, wat resulteert in een” I/O power wall ” die het beschikbare vermogen voor het berekenen van bewerkingen beperkt. Door optische I/O rechtstreeks naar servers en chippakketten te brengen, hoopt Intel deze barrière te doorbreken, zodat gegevens efficiënter kunnen worden verplaatst.

tijdens het Intel Labs-evenement toonde het bedrijf belangrijke vooruitgang op het gebied van bouwstenen, waaronder lichtgeneratie, versterking, detectie, modulatie, complementaire metaaloxide halfgeleider-(CMOS) interfacecircuits en pakketintegratie — allemaal essentieel voor geïntegreerde fotonica. Een prototype getoond op het evenement gekenmerkt strakke koppeling van fotonica en CMOS-technologieën, die dienen als een proof-of-concept van toekomstige volledige integratie van optische fotonica met kern berekenen silicium. Intel presenteerde ook micro-ring modulatoren die 1.000 keer kleiner zijn dan traditionele componenten. De grote omvang en de kosten van conventionele silicium modulatoren zijn een belemmering geweest om optische technologie op serverpakketten te brengen, waarvoor de integratie van honderden van deze apparaten vereist is. Deze gecombineerde resultaten effenen de weg voor het uitgebreide gebruik van silicium fotonica buiten de bovenste lagen van het netwerk naar binnen de server en op toekomstige server pakketten.de missie van VentureBeat is om een digitaal stadsplein te zijn voor technische besluitvormers om kennis te verwerven over transformatieve technologie en transacties.Onze site levert essentiële informatie over datatechnologieën en-strategieën om u te begeleiden terwijl u uw organisaties leidt. Wij nodigen u uit om lid te worden van onze community, om toegang te krijgen tot:

  • up-to-date informatie over onderwerpen die voor u interessant zijn
  • onze nieuwsbrieven
  • gated thought-leader content en korting op toegang tot onze gewaardeerde evenementen, zoals Transform 2021: meer informatie
  • netwerkfuncties, en meer

lid worden

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.