Intel вступает в гонку квантовых вычислений с 12

May 28, 2023

Но прежде чем квантовая физика произведет революцию в вычислительной технике, Intel и ее конкурентам придется научиться создавать гораздо более мощные машины.

Чип квантового компьютера Intel Tunnel Falls содержит 12 кубитов — относительно небольшое количество вычислительных элементов квантового компьютера, но это шаг к процессорам гораздо большего масштаба.

Intel создала квантовый процессор под названием Tunnel Falls, который она предложит исследовательским лабораториям в надежде сделать революционную вычислительную технологию практичной.

Процессор Tunnel Falls, анонсированный в четверг, содержит 12 фундаментальных элементов обработки данных, называемых кубитами. Это важный шаг в попытке производителя чипов разработать аппаратное обеспечение для квантовых вычислений, которое, как он надеется, в конечном итоге превзойдет конкурентов.

Intel, в отличие от большинства своих конкурентов, создает кубиты из отдельных электронов, размещенных в компьютерных чипах, которые являются родственниками тех, на которых работают миллионы ПК. Компания отстает. Конкуренты, такие как IBM, Google, Quantinuum и IonQ, уже много лет предлагают квантовые компьютеры, но Intel считает, что связывание своего успеха с технологией традиционных чипов в конечном итоге позволит ускорить прогресс.

«Для меня естественно использовать уже разработанные инструменты, а не разрабатывать новые», — сказал Джим Кларк, директор по аппаратному обеспечению квантовых вычислений в Intel Labs. Intel производит собственные чипы квантовых вычислений на своей фабрике D1 в Орегоне.

Вы не купите собственный квантовый компьютер, но они могут напрямую повлиять на вашу жизнь. Среди тех, кто инвестирует в эту технологию, есть компании финансовых услуг, ищущие более выгодные инвестиции, исследователи материалов, надеющиеся на более качественные батареи, фармацевтические компании, пытающиеся разработать более качественные лекарства, и правительства, пытающиеся взломать зашифрованные сообщения противников.

Эти проблемы недоступны обычным компьютерам, но квантовые вычисления могут решить их, воспользовавшись преимуществами странной физики сверхмалых размеров. Сегодняшние квантовые компьютеры, как правило, непрактичны, и полная перспективность этой технологии останется еще далекой, но физики и инженеры добились устойчивого прогресса год за годом.

Intel, эксперт в области крупномасштабного производства, надеется ускорить процесс, создав множество квантовых чипов, которые она называет квантовыми процессорами или QPU. Университет Мэриленда, один из центров, получающих выгоду от программы правительства США по ускорению прогресса в области квантовых вычислений, будет использовать машины Intel.

Одной из примечательных особенностей квантовых вычислений является огромное разнообразие подходов. Intel использует электроны для хранения данных с квантово-механическим свойством, называемым вращением, которое аналогично двум направлениям, в которых может вращаться волчок. IBM и Google используют небольшие электрические схемы из сверхпроводящих материалов. IonQ и Quantinuum манипулируют заряженными атомами, хранящимися в ловушке. Другие подходы включают нейтральные атомы и даже самую мимолетную из частиц — фотон.

В достаточно малых масштабах квантовая механика доминирует в физике, и кубитом может стать что угодно, сказал в более раннем интервью пионер квантовых вычислений и исследователь Массачусетского технологического института Сет Ллойд. «Вопрос в том, сможете ли вы правильно их массировать, чтобы убедить их выполнять вычисления».

Другими словами, квантовые вычисления — это не скачки, как на традиционном рынке компьютерных чипов. Это больше похоже на борьбу лошади с соколом, мотоциклом и олимпийским спринтером.

Intel нравится ее подход. Tunnel Falls сегодня находится в производстве, но компания очень скоро «запишет на пленку» своего преемника, а это означает, что проектирование завершено, и после этого она приступила к разработке модели, сказал Кларк. Двенадцать кубитов — это лишь малая часть того, что необходимо для полезных квантовых компьютеров, но Intel начала с простого подхода, разработанного для быстрого улучшения и устойчивого прогресса на протяжении многих лет, необходимых для создания серьезных квантовых компьютеров.

Тестовый чип квантового компьютера Intel Tunnel Falls расположен на кончике пальца

«Следующая важная веха — это когда у нас будет несколько тысяч кубитов», — количество, которое позволит инженерам квантовых компьютеров исправлять частые ошибки, которые мешают операциям с кубитами, — сказал Кларк. «Вероятно, это произойдет через три, четыре, а может быть, и через пять лет», — сказал Кларк. «И, вероятно, только в начале 2030-х или середине 2030-х годов у нас появится миллион локтей, которые изменят мир».