日前處理器龍頭英特爾（intel）推出針對量子運算超低溫環境設計的控制晶片 Horse Ridge，協助量子運算更進步。台北時間 18 日在舊金山的 2020 年國際固態電路會議（ISSCC），英特爾公布報告，讓大家對 Horse Ridge 的技術有更深一層認識。
英特爾表示，要想將量子運算應用於實際運算作業，就必須擴展到數千個量子位，同時還要控制這些量子位，並保證高保真度。於是英特爾發展的 Horse Ridge 晶片就是使用高度整合的單晶片系統（SoC）加快執行速度，極簡化當前運行量子系統所需的複雜控制電子設備，並改進量子位性能，同時還使系統高效擴展到量子計算所需的更多量子位，以便解決現實應用問題。
英特爾資料指出，Horse Ridge 晶片的可擴展性，是採用英特爾 22 奈米 FFL（FinFET 低功耗）CMOS 技術部署整合式 SoC 設計，並將 4 個射頻（RF）頻道整合到一個設備。利用「頻率複用」技術，讓每個頻道控制多達 32 個量子位。此技術還能將多路基頻信號聚合到一系列不重疊頻寬，每個頻寬傳送單獨信號。利用 4 個頻道，Horse Ridge 可望藉由單設備控制多達 128 個量子位，與以往相比，顯著減少所需電線和機架儀表數量。
保真度上，因量子位增加會帶來其他問題，對量子系統容量和運行提出挑戰，可能影響量子位的保真度和性能下降。開發 Horse Ridge 過程，英特爾進一步優化了頻率複用技術。英特爾表示，此技術支援系統擴展，並減少「相移」的錯誤。所謂「相移」是在不同頻率控制多個量子位時會出現的現象，結果會導致量子位互相干擾。
為了確保不會受諸如「相移」錯誤的影響，英特爾 Horse Ridge 使用多頻率，可以高精度調和，使量子系統用同一射頻線路控制多個量子位時，能自適應並自動校正相移狀況，提高量子位保真度。
最後靈活性，英特爾指出，Horse Ridge 涵蓋很寬頻率，能控制超導量子位和自旋量子位。超導量子位的頻率通常在 6 千兆赫（GHz）至 7 千兆赫，自旋量子位頻率則為 13 千兆赫至 20 千兆赫。目前英特爾正在研究矽自旋量子位，這種量子位有可能在高達 1 克氏（克耳文）溫度下工作。有了這項研究奠定的基礎，英特爾有望成功整合矽自旋量子位元件和 Horse Ridge 的低溫控制器，創造新的解決方案，以在未來將量子位和控制元件整合到一精簡封裝。
（首圖來源：intel）
