Intel  開始制造量子計算機(jī)的芯片了。

雖然這種新的硬件目前很弱，并不能做什么實際工作，但它釋放出一個強(qiáng)烈的信號，即這種技術(shù)離實際應(yīng)用更近了一步。“我們正在把量子計算從學(xué)術(shù)界帶入半導(dǎo)體行業(yè)�！盜ntel 量子硬件的主管吉姆·克拉克（Jim Clarke）說道。

傳統(tǒng)計算機(jī)存儲并操作由 0 和 1 組成的數(shù)據(jù)，但量子計算機(jī)使用的則是量子比特，利用量子現(xiàn)象來同時表示多個數(shù)據(jù)。這將使得量子計算機(jī)可以用一種完全不同的方式進(jìn)行計算，在以往只能進(jìn)行一次運算的時間內(nèi)實現(xiàn)并行的復(fù)雜運算。

量子計算一直以來都是學(xué)術(shù)領(lǐng)域的探索對象，實現(xiàn)量子信息的可靠處理則需要應(yīng)對巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，量子計算機(jī)可能在未來幾年內(nèi)從實驗室中走出來。

Intel 的量子芯片使用超導(dǎo)量子比特。這種方法雖然使用了現(xiàn)有的電路設(shè)計，但其工作原理卻基于完全不同的電子現(xiàn)象，即金屬在極低溫度下的超導(dǎo)原理 。這個擁有 17 個量子比特的芯片是由 Intel 俄勒岡的研究人員歷時 18 個月研制，由亞利桑那州的一家 Intel 工廠制造。

這項工作是和 Qutech 合作完成的。Qutech 是一家荷蘭的公司，脫胎于代爾夫特大學(xué)的量子計算機(jī)小組。Qutech 近幾年在研制更加穩(wěn)定的量子比特方面取得了重大進(jìn)展，Intel 更是在 2015 年向 qutech 投了 5000 萬美元。

Intel 的研究人員使用了公司現(xiàn)有的 300nm“倒裝芯片”處理器設(shè)計來支持精密的量子計算，這意味著芯片必須在極低的溫度下工作，而且不能受到電磁信號的干擾。另外，研究者們還需要更改芯片的材料、外圍電路設(shè)計以及部件連接設(shè)計以適應(yīng)極低的溫度。

除 Intel 之外，還有眾多公司試圖實現(xiàn)量子計算機(jī)的實用化。包括谷歌、IBM、微軟等公司都在奮力研制首臺可以處理實際問題的量子計算機(jī)。雖然 Intel 起步較晚，但它寄希望于自身在制造工藝方面的強(qiáng)大優(yōu)勢可以使其趕上甚至超過競爭對手。克拉克表示公司在 2014 年選擇聚焦量子計算，可利用現(xiàn)有的制造工藝加速量子計算機(jī)的研制。“Intel 是這場競賽中唯一一個具有先進(jìn)制造和封裝技術(shù)的選手”，克拉克說道。

隨著量子芯片的能力進(jìn)一步提升，總有一天它們會在某類特定的計算任務(wù)上超過傳統(tǒng)計算機(jī)。最先受益的可能是化學(xué)和材料學(xué)領(lǐng)域的超復(fù)雜分子仿真。另外，計算能力的提升也會催生更多的新用途。

有人認(rèn)為未來量子計算機(jī)還可以助力機(jī)器學(xué)習(xí)。目前已有人提出若干“量子機(jī)器學(xué)習(xí)”的新算法，但每種算法的實現(xiàn)均還需要解決大量問題。

Intel 新興硬件實驗室主任吉姆·赫爾德（Jim Held）表示公司在研究硬件的同時也在進(jìn)行軟件探索�！拔覀冋J(rèn)為在混合算法方面會有主要的突破，這些算法將最大程度地利用經(jīng)典算法的能力來配合量子計算機(jī)的優(yōu)勢�！�

谷歌量子計算項目的負(fù)責(zé)人哈特穆特·奈文（Hartmut Neven）表示，明年谷歌將制造一個包含 49 量子比特的系統(tǒng)，屆時量子計算機(jī)將能完成傳統(tǒng)超級計算機(jī)無法模擬的計算，實現(xiàn)里程碑式的“量子霸權(quán)”。