В конце прошлого года Intel объявила о существенном прогрессе в сфере квантовых компьютеров. Чип Horse Ridge был разработан QuTech, в партнерстве между TU Delft и TNO (Netherlands Organization for Applied Scientific Research).
Horse Ridge призван решить проблему расположения компонентов логики и управления внутри "квантового холодильника". Низкие температуры, приближающиеся к абсолютному нулю, как раз являются основной причиной, почему квантовые компьютеры до сих пор не превзошли уровень в несколько десятков кубитов.
На конференции International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2020 в Сан-Франциско Intel рассказала новые подробности о Horse Ridge SoC. Например, Horse Ridge производится по 22-нм техпроцессу FFL (FinFET Low Power) по технологии CMOS на мощностях Intel. Размер чипа составляет 4 x 4 мм, площадь 16 мм². Что касается функций, Horse Ridge предлагает четыре радиочастотных канала (RF), которые через мультиплексирование позволяют управлять 32 кубитами на канал. Технология мультиплексирования делит общий доступный диапазон частот на серию непересекающихся частотных диапазонов, каждый из которых используется для передачи отдельного сигнала. Таким образом, Horse Ridge может управлять 128 кубитами (4x 32), что позволяет существенно сократить количество кабелей и инфраструктурного оборудования.
Разрабатывая чип Horse Ridge, Intel оптимизировала технологию мультиплексирования, которая позволяет масштабировать систему и уменьшить ошибки от «фазового сдвига» – явления, которое может возникнуть при управлении множеством кубитов на разных частотах, что приводит к появлению перекрестных помех между кубитами.
Чип Horse Ridge способен работать с широким диапазоном частот, позволяя управлять как работой сверхпроводящих кубитов (так называемых трансмонсов – transmons), так и спиновых кубитов. Трансмонсы обычно работают на частоте около 6 ГГц-7 ГГц, тогда как спиновые кубиты – на частоте от 13 ГГц до 20 ГГц. Как указывает Intel, чип Horse Ridge может обрабатывать сигналы в диапазоне от 2 до 20 ГГц. На данный момент Intel занимается исследованием спиновых кубитов, которые могут работать на высоких температурах. Впрочем, под высокими температурами здесь подразумевается всего 1 K, те же трансмонсы работают при температуре всего 13 мК.
Скорость обработки сигналов составляет 18 Гбит/с, данные хранятся на встроенной на чип памяти SRAM. Частота опроса составляет 41 мкс, используется таблица Look-Up Table (LUT) с восемью инструкциями на кубит. Использование LUT уменьшает необходимый поток данных примерно до 1 кбит/с.
Подобно многим другим компаниям, Intel наращивает инвестиции в квантовые компьютеры. Лишь недавно был анонсирован "прорыв" в данном сегменте, хотя при внимательном рассмотрении результат разработки остается неясным. Но это не мешает крупным компаниям продолжать работать в данном направлении.
Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).
Мы рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по выбору лучшего процессора Intel и AMD на зиму 2020. Оно поможет выбрать оптимальный CPU за свои деньги и не запутаться в ассортименте моделей на рынке.