Intel dezvăluie cipul de control cuantic de a doua generație

Alăturați-vă transformării 2021 pentru cele mai importante teme din enterprise ai & date. Aflați mai multe.

Intel și-a prezentat cipul de control cuantic de a doua generație în timpul evenimentului Virtual Intel Labs de astăzi. Cipul, denumit în cod Horse Ridge II, este o altă piatră de hotar pentru a face calculul cuantic — unul dintre Sfântul Graal al calculului — mai practic. Noul prototip se bazează pe controlerul Horse Ridge din prima generație introdus în 2019. Horse Ridge II are mai multe capacități și niveluri mai ridicate de integrare pentru a controla un computer cuantic, care rămâne un obiectiv pe termen lung pentru companie.la începutul proiectului, cercetătorii Intel au proiectat sistemul scalabil pe cip (soc) pentru a funcționa la temperaturi criogenice, simplificând electronica de control și interconectările necesare pentru a scala elegant și a opera sisteme mari de calcul cuantic. Majoritatea sistemelor de calcul cuantic funcționează cu adevărat doar la temperaturi aproape de îngheț. Intel încearcă să schimbe asta, dar între timp, cipul de control elimină necesitatea de a rula sute de fire într-o carcasă frigorifică care găzduiește computerul cuantic.

cercetătorii cuantici lucrează doar cu un număr mic de qubiți sau biți cuantici, folosind sisteme mai mici, proiectate la comandă, înconjurate de mecanisme complexe de control și interconectare. Aplicarea calculului cuantic la problemele din lumea reală se bazează în primul rând pe capacitatea de a scala și controla mii de qubiți în același timp, cu niveluri ridicate de fidelitate.

creșterile numărului de qubiți declanșează alte probleme care provoacă capacitatea și funcționarea sistemului cuantic. Un astfel de impact potențial este o scădere a fidelității și performanței qubitului. În dezvoltarea originalului Horse Ridge, Intel a optimizat tehnologia de multiplexare care permite sistemului să scaleze și să reducă erorile de la „schimbarea de fază” — un fenomen care poate apărea atunci când controlați mulți qubiți la frecvențe diferite, rezultând o discuție încrucișată între qubiți. Inginerii pot regla diferite frecvențe cu efect de levier cu Horse Ridge cu niveluri ridicate de precizie, permițând sistemului cuantic să se adapteze și să corecteze automat pentru schimbarea fazelor atunci când controlează mai multe qubits cu aceeași linie de frecvență radio (RF), îmbunătățind fidelitatea porții qubit.

cu Horse Ridge II, cercetătorii Intel au adăugat capacitatea de a manipula și citi stările qubit și de a controla potențialul mai multor porți necesare pentru a încurca mai mulți qubiți, potrivit unei discuții a lui Jim Clarke, directorul quantum hardware din grupul de cercetare a componentelor Intel.

de ce contează

Stefano Pellerano, inginer Principal la Intel Labs, deține Horse Ridge. Noul cip de control criogenic va accelera dezvoltarea sistemelor de calcul cuantic cu stivă completă, marcând o piatră de hotar în dezvoltarea unui computer cuantic viabil din punct de vedere comercial.

de mai sus: Stefano Pellerano, inginer principal la Intel Labs, deține original Horse Ridge.

credit de imagine: Intel a spus că sistemele cuantice timpurii de astăzi folosesc electronice la temperatura camerei cu multe cabluri coaxiale care sunt direcționate către cipul qubit din interiorul unui frigider de diluare. Acesta este motivul pentru care cipul pe care îl vedeți în imagine este înconjurat de fire și sisteme de răcire criogenice. Această abordare nu se extinde la un număr mare de qubiți datorită factorului de formă, costului, consumului de energie și sarcinii termice la unitatea de refrigerare. Cu originalul Horse Ridge, Intel a făcut primul pas spre abordarea acestei provocări, eliminând necesitatea mai multor rafturi de echipamente și mii de fire care intră și ies din frigider pentru a opera mașina cuantică. Intel a înlocuit aceste instrumente voluminoase cu un sistem-on-chip (soc) extrem de integrat, care simplifică proiectarea sistemului și utilizează tehnici sofisticate de procesare a semnalului pentru a accelera timpul de configurare, pentru a îmbunătăți performanța qubit și pentru a permite echipei de Inginerie să scaleze eficient sistemul cuantic la un număr mai mare de qubit.

Horse Ridge II se bazează pe capacitatea soc din prima generație de a genera impulsuri RF pentru a manipula starea qubitului, cunoscută sub numele de qubit drive. Acesta introduce două caracteristici suplimentare de control, deschizând calea pentru integrarea în continuare a comenzilor electronice externe în SoC care funcționează în interiorul frigiderului criogenic.

de exemplu, o caracteristică numită qubit readout oferă posibilitatea de a citi starea curentă qubit. Citirea este semnificativă, deoarece permite detectarea stării qubit pe cip, cu latență redusă, fără a stoca cantități mari de date, economisind astfel memorie și energie. Intel a adăugat un microcontroler programabil în cadrul circuitului integrat pentru a permite Horse Ridge II să ofere niveluri mai ridicate de flexibilitate în modul în care sunt executate cele trei funcții de control. Microcontrolerul utilizează tehnici digitale de procesare a semnalului pentru a efectua filtrarea suplimentară a impulsurilor, ajutând la reducerea discordiei între qubiți.

Intel a construit Horse Ridge II cu un proces de fabricație FinFET de 22 nanometri cu putere redusă. Funcționează la o temperatură de 4 Kelvin sau minus 452 grade Fahrenheit. E destul de rece, doar o fracțiune peste zero absolut.qubitele de spin din siliciu — baza eforturilor cuantice ale Intel-au proprietăți care le-ar putea permite să funcționeze la temperaturi de 1 kelvin sau mai mari, ceea ce ar reduce semnificativ provocările de refrigerare a sistemului cuantic. Intel va descrie în continuare detalii tehnice la Conferința Internațională a circuitelor în stare solidă (ISSCC) din februarie 2021.

integrate silicon photonics pentru datacenters

de mai sus: Intel este cercetarea silicon photonics pentru a face datacenters mai eficiente.

credit de imagine: Intel

între timp, Intel a anunțat, de asemenea, progrese în integrarea fotonicii cu siliciu cu costuri reduse și cu volum mare. Progresele reprezintă progrese critice în domeniul interconectărilor optice, care abordează provocările din ce în ce mai mari în ceea ce privește scalarea performanței intrărilor/ieșirilor electrice (I/O), deoarece volumul de lucru al datelor înfometate de calcul copleșește din ce în ce mai mult traficul de rețea în centrele de date. Intel a demonstrat progrese în blocurile cheie de tehnologie, inclusiv miniaturizarea, deschizând calea pentru o integrare mai strânsă a tehnologiilor optice și de siliciu.

industria de calcul se apropie rapid de limitele practice ale performanței electrice de intrare-ieșire (I / O). Pe măsură ce cererea de lățime de bandă pentru calculul centrelor de date continuă să crească, I/o-ul electric nu se scalează pentru a ține pasul, rezultând un „perete de alimentare I/O” care limitează puterea disponibilă pentru operațiile de calcul. Prin aducerea I/O optică direct în servere și pe pachetele de cipuri, Intel speră să descompună această barieră, permițând datelor să se deplaseze mai eficient.

la evenimentul Intel Labs, compania a demonstrat progrese cheie în blocurile de construcție, care includ generarea de lumină, amplificarea, detectarea, modularea, circuitele de interfață complementare metal-oxid semiconductor (CMOS) și integrarea pachetelor — toate esențiale pentru realizarea fotonicii integrate. Un prototip prezentat la eveniment a prezentat o cuplare strânsă a tehnologiilor fotonice și CMOS, servind ca dovadă a conceptului viitoarei integrări complete a fotonicii optice cu siliciul core compute. Intel a prezentat, de asemenea, modulatoare micro-inel care sunt de 1.000 de ori mai mici decât componentele tradiționale. Dimensiunea mare și costul modulatoarelor convenționale de siliciu au fost o barieră în calea aducerii tehnologiei optice pe pachetele de servere, care necesită integrarea a sute de astfel de dispozitive. Aceste rezultate combinate deschid calea pentru utilizarea extinsă a fotonicii de siliciu dincolo de straturile superioare ale rețelei până în interiorul serverului și pe viitoarele pachete de servere.

VentureBeat

Misiunea VentureBeat este de a fi o piață digitală a orașului pentru factorii de decizie tehnici pentru a dobândi cunoștințe despre tehnologia transformatoare și a tranzacționa.Site-ul nostru oferă informații esențiale despre tehnologiile și strategiile de date pentru a vă ghida în timp ce vă conduceți organizațiile. Vă invităm să deveniți membru al comunității noastre, să accesați:

  • informații actualizate despre subiectele care vă interesează
  • buletinele noastre informative
  • conținut de lider de gândire închis și acces redus la evenimentele noastre apreciate, cum ar fi Transform 2021: Aflați mai multe
  • funcții de rețea și multe altele

Deveniți membru

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.