英特尔实验室最近在旧金山的2020国际固态电路会议上发布了一份研究论文，该论文讨论了英特尔新型超低温量子控制芯片Horse Ridge的主要技术方面。

英特尔实验室首席工程师Stefano Pellerano拥有Horse Ridge。新的低温控制芯片将加速全栈量子计算系统的开发，标志着商业上可行的量子计算机发展的里程碑。（来源：Walden Kirsch /英特尔公司）

Horse Ridge具有令人印象深刻的技术能力，基本上可以解决与强大的量子系统设计有关的所有问题。它为量子芯片提供了足够的潜力来展示量子保真度，可扩展性以及灵活性。

该芯片是在英特尔实验室和QuTech的合作下开发的。它回答了许多与量子芯片开发有关的问题。

新型超低温量子控制芯片Horse Ridge的价值

量子研究世界仍处于少年阶段。量子计算在现实世界中的问题的应用依赖于扩展潜力，以同时控制数千个具有高保真度的量子比特。

Horse Ridge解决了与操作量子系统所需的控制电子设备相关的复杂问题。它使用高度集成的片上系统（SoC），可以缩短设置时间，提高扩展到更大qubit的效率并提高qubit性能。

新型超低温量子控制芯片Horse Ridge的技术细节

●可伸缩性：

此芯片中包含的SoC设计在单个设备中集成了四个射频（RF）通道。该设计是在英特尔的22nm FFL CMOS技术的帮助下实现的。借助此SoC，每个通道都利用称为“频率多路复用”的技术来控制32 qubit。

这四个通道的使用使Horse Ridge可以通过单个设备控制多达128个量子比特。这将机架仪器和电缆的数量减少到了可观的水平。

● 保真度：

随着量子比特数的增加，它导致了许多问题，这些问题挑战了量子系统的操作和容量。更高的量子位的最大后果之一是量子位性能和保真度的下降。在开发Horse Ridge时，英特尔采用了多路复用技术，该技术可使系统测量并减少“相移”引起的误差。

Horse Ridge利用各种可以最高精度“调谐”的频率。这使量子系统能够适应并自动修正相移带来的误差并改善量子位门
控保真度。

● 灵活性：

Horse Ridge能够涵盖广泛的频率范围，从而可以控制自旋量子位和超导量子位。超导量子位通常在6至7 GHz的频率范围内工作，而自旋量子位在13至20 GHz的频率范围内工作。

目前，英特尔正在研究硅自旋量子位的范围，即使温度高达1开尔文，硅自旋量子位也可以工作。这项新的研究将使Horse Ridge的低温控制与硅自旋量子位设备集成在一起，从而创建一种能够在单个流线型包装中同时提供控制和量子位的解决方案。

正如英特尔实验室量子硬件总监吉姆·克拉克（Jim Clarke）所说：“如今，量子研究人员只能使用少量的量子比特，使用较小的，定制设计的系统，这些系统被复杂的控制和互连机制所围绕。英特尔的Horse Ridge大大降低了这种复杂性。通过系统地努力扩展到量子实用性所需的数千个量子比特，我们正在朝着使商业上可行的量子计算成为我们未来的现实不断取得稳步进展。”