Intel ожидает, что его подход к квантовым вычислениям обойдет конкурентов
Intel expects its approach to quantum computing to outperform competitors.
В потенциально революционной новой технологии квантовых вычислений количество кубитов, которое использует машина для обработки данных, не является единственным фактором, который имеет значение. Но это большое дело, и Intel считает, что его стратегия – оставаться как можно ближе к обычным компьютерам – в конечном итоге окупится, позволив использовать большое количество кубитов.
По некоторым показателям Intel отстает от конкурентов в разработке квантовых компьютеров. Она надеется обойти их с помощью квантовых процессоров, которые в конечном итоге будут обладать достаточной мощностью, чтобы реализовать потенциал квантовых компьютеров в таких областях, как разработка новых материалов для аккумуляторов или солнечных панелей, снижение затрат на производство удобрений, оптимизация финансовых инвестиций, разработка лучшей водонепроницаемой одежды и немного пугающая перспектива взлома современного шифрования. Квантовые компьютеры также обещают ускорить искусственный интеллект.
Квантовые вычисления основаны на странной физике ультрамалого. Обычные компьютеры хранят данные в битах, которые хранят либо ноль, либо единицу, но фундаментальный элемент, который используют квантовые компьютеры для хранения и обработки данных, кубит, может хранить особую комбинацию нуля и единицы благодаря явлению, называемому суперпозицией. И несколько кубитов могут быть спутаны, переплетая свои вычислительные судьбы таким образом, что некоторые вычислительные задачи могут быть драматически ускорены.
Кубиты – непостоянные существа, легко сбиваемые в сторону внешними силами, которые нарушают вычисления. Один из подходов к решению этой ситуации заключается в объединении нескольких физических кубитов в один большой исправленный кубит, который не теряет связь так быстро. Но исправление ошибок потребует еще больше кубитов.
“Вам нужно масштабироваться до миллионов кубитов и миллионов исправленных кубитов, чтобы получить эффективные вычислительные рабочие нагрузки”, – сказал главный технолог Intel Грег Лавендер в своей речи на конференции Intel Innovation в среду.
- Осеннее событие Amazon Hardware – футуристическое гаджет-шоу
- Самые простые тесты скорости интернета для проверки вашего соединения
- Получить Starlink никогда не было так просто, как сейчас | ENBLE
Пока еще рано говорить о победе, но аналитик CCS Insight Джеймс Сандерс считает, что подход Intel, по крайней мере, обещает успех. “Идея Intel попытаться использовать десятилетия опыта в производстве для создания кубита на основе кремния неизбежно сработает. Я не знаю, будет ли она лидером рынка”, – сказал он.
Обновления процессоров Intel
- Внутри фабрики чипов Intel я увидел будущее. Это обычное стекло
- Intel присоединяется к гонке квантовых компьютеров с 12-кубитным чипом
- Три будущих поколения процессоров Intel обгонят Apple, говорит генеральный директор
- Intel встроил в свой процессор Meteor Lake трюки, которые экономят энергию аккумулятора
Сначала качество, потом масштабирование
У конкурентов Intel есть машины с десятками кубитов, гораздо больше, чем 12, которые содержатся в квантовом процессоре Tunnel Falls, который показал директор Intel Labs Рич Алиг на конференции Innovation. Уже готовится его продолжение.
“Мы работаем над еще одним”, – сказал Алиг, но отказался сообщать количество кубитов. “Не скажу сколько. Для нас важнее качество, а не количество”, – добавил он.
На 300-миллиметровом кремниевом слитке, украшенном процессорами Tunnel Falls, находится в общей сложности 24000 кубитов – главный исполнительный директор Intel Пэт Гелсингер показал один из них во время своей презентации во вторник – но это относительно академическое число до тех пор, пока Intel не улучшит качество кубитов. Факторы качества включают улучшение надежности операций кубитов, увеличение связи между кубитами внутри процессора и, позже, решение проблем с исправлением ошибок, – сказал он.
Intel также работает над лучшей технологией управления кубитами с помощью своего процессора Horse Ridge. Это сложно, так как квантовые процессоры должны работать при таких низких температурах, а процессоры выделяют отходящее тепло.
Тестирование продуктов также трудно, так как требуется несколько часов, чтобы охладить оборудование до достаточной для работы квантового компьютера температуры. Поэтому Intel создал устройство, которое может одновременно тестировать тысячи процессоров при низких температурах для ускорения разработки аппаратного обеспечения.
Множество видов кубитов
Существует более или менее один способ создания обычных компьютеров: элементы цепей обработки данных, называемые транзисторами, которые выгравированы в пластины кремниевого кристалла. В отличие от этого компании исследуют множество очень разных способов создания квантового компьютера. Пока не ясно, какой путь преобладает или если применяются несколько подходов.
Печатная плата, содержащая квантовый процессор Tunnel Falls от Intel, квадрат посередине устройства, примерно размером с руку взрослого человека.
Stephen Shankland/CNET
IBM, Google и стартап Rigetti Computing предпочитают сверхпроводящие кубиты – маленькие цепи, охлаждаемые до доли градуса абсолютного нуля. IonQ и Quantinuum предпочитают ионные ловушки, которые перемещают электрически заряженные атомы для взаимодействий, которые проходят медленнее, но более надежно. Другие работают с электрически нейтральными атомами или световыми частицами, называемыми фотонами.
После исследования подхода суперпроводящего кубита, также называемого трансмоном, Intel вместо этого выбрала технику, близкую к обычному производству микропроцессоров – уже основу компании. Она использует электроны, размещенные в кремниевых чипах, используя квантовомеханическое свойство, называемое спином, для записи состояния кубита.
Эти спиновые кубиты могут стать претендентами в достижении прогресса в квантовых вычислениях, которого ожидает Сандерс.
“Я уверен, что к 2030 году будет что-то, что не является трансмоном [суперпроводящим] или ионным ловушкой, и которое превзойдет возможности квантовых вычислений сегодня”, – сказал он.
