早在 2019 年，英特爾就為可擴展量子計算機推出了第一代控制芯片 -- Horse Ridge。該控制芯片通過降低管理低溫量子比特及其控制硬件所需的電路的復(fù)雜性，幫助可擴展量子計算機朝著實際使用案例邁出了重要一步。

幾天前發(fā)表在《Nature Machine Intelligence》上的新論文中，英特爾和 QuTech 合作，報告了 Horse Ridge 實際使用過程中的主要發(fā)現(xiàn)。作為行業(yè)內(nèi)的首例，英特爾和 QuTech 通過使用同一根電纜來控制兩個量子比特，成功地進(jìn)行了頻率復(fù)用。

這一點非常重要，因為目前大多數(shù)方法都是使用單獨的電纜連接到量子計算機中的各個量子比特，這種技術(shù)很難擴展到數(shù)百和數(shù)千個量子比特(這是為制造商業(yè)上可行和有益的量子計算機而建議的最小量子比特數(shù))。

為了將他們的設(shè)置付諸實施，研究人員隨后在這兩個量子比特上對著名的 Deutsch-Jozsa 算法進(jìn)行編程，并獲得了基準(zhǔn)協(xié)議的數(shù)據(jù)，有效地證明了該芯片能夠用任意的量子算法進(jìn)行編程，并最終為未來的可擴展性鋪平道路。

使用隨機基準(zhǔn)(randomized benchmarking，一種測量一組量子門的錯誤率的技術(shù))，研究人員報告說，Horse Ridge 在控制雙量子比特處理器方面取得了驚人的高保真度(99.7%)，與當(dāng)代商業(yè)室溫電子裝置相當(dāng)。保真度的微小差異也是由于量子比特本身的原因，而不是因為 Horse Ridge 的原因。

英特爾和 QuTech 認(rèn)為這項研究工作是創(chuàng)建可擴展的硅量子計算機的一個重要里程碑，在這種計算機中，量子比特和控制硬件都平放在同一個硅芯片上。英特爾實驗室的首席工程師 Stefano Pellerano 在談到這項研究工作時說：“觀察 Horse Ridge 在其中扮演什么角色將是很有趣的”。

他繼續(xù)說道：“我們與 QuTech 公司合作推動的研究結(jié)果，定量地證明了我們的低溫控制器 Horse Ridge 可以在控制多個硅質(zhì)點的同時，實現(xiàn)與室溫電子學(xué)相同的高保真結(jié)果。我們還成功地演示了用一根電纜對兩個量子比特進(jìn)行頻率復(fù)用，這為簡化量子計算中的‘布線挑戰(zhàn)’掃清了道路。這些創(chuàng)新加在一起，為未來將量子控制芯片與量子處理器完全整合鋪平了道路，解除了量子擴展中的一個主要路障”。