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器在真實的實體量子計算測試臺上運行量子算法，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)機器組件質(zhì)量及其整體運行的反饋。
“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，”英特爾量子測量團隊負(fù)責(zé)人Jeanette Roberts表示，“這是一項團隊運動。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：量子計算機將能夠解決當(dāng)今性能最高的計算機無法解決的問題。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行所需的所有編程。
建造量子計算機的前景對Roberts來說吸引力極大，她一直試圖了解物理世界是如何運作的。
“我經(jīng)常在查閱資料時發(fā)現(xiàn)這樣一句話：更進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。她在世界各地進行了900多次潛水。
“我通常要么進行潛水，要么計劃進行潛水，”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)境的機會。”
對Roberts來說，潛水固然令人興奮，但建造量子計算機的挑戰(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隊的前兩名工程師之一，幫助開發(fā)英特爾的量子位，二進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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