英特尔携手美国国家实验室打造量子工厂

英特尔(Intel)「量子硬件」已送往美国能源部下辖阿贡国家实验室(ANL)，将成为第一个安装在ANL量子运算系统中的主要零件。此系统将作为「量子工厂」，投入新量子材料与装置的打造与测试之用，预计2022年内建置完成。

综合The Register与AnandTech报导，ANL量子系统是美国Q-NEXT量子运算与通讯公私部门合作计划的一环，但所谓的量子硬件具体内容未知。英特尔曾经制造出采22纳米FinFET低功耗制程的Horse Ridge样本，使用混合信号IC控制量子位元，同时拥有提升到更多量子位元数的能力。至於ANL所使用的硬件是否与Horse Ridge有关，还待更多细节揭露。

面对国内的竞争，美国学界多有埋怨政府没有用心投入量子运算演算法与硬件开发的不平之鸣，包括2018年入法的《国家量子倡议法案》(NQI)欲推动的计划也停滞不前。即便如此，来自美国政府或创业投资(VC)的资金仍然源源不绝流入相关领域，希望推动量子电脑与基础科学的发展，如金融研究机构PitchBook统计，2021年在量子硬件业者Rigetti宣布获SPAC 15亿美元收购以前，当年量子电脑软硬件业者已得到接近10.2亿美元的VC投资，相较2019年1.88亿、2020年6.84亿美元实有长足进步。

迄今已有多家美国大小企业投身量子运算系统开发，但技术发展方向与挑战各不相同，除了英特尔偏好自旋量子位元(spin qubit)为特殊案例以外，目前已经证明可行的两大主流技术，包括Rigetti、Google与IBM的跨子量子位元(transmon qubit)，以及Quantinuum与IonQ利用离子陷阱(Ion Trap)技术。但这2种技术在投入实际运用前，都还有很大的品质改善空间，而宣称能解决问题的，是号称已有能力打造出可支持拓扑量子位元(topological qubit)运作的稳定环境的微软(Microsoft)，即便这种量子位元尚未被证明存在。

PsiQuantum希望能打造出数据中心大小的百万量子位元电脑，其中所搭载的芯片，一半为光子，一半为电子，会用一般的光纤连接。至於在量子系统硬件量产问题上，如英特尔与Rigetti都认为自家方案的优势在於能够透过现有工厂生产。与之形成对比的是，加拿大量子退火系统业者D-Wave的产品，虽说已投入特殊应用，但同时需要专门的工厂产线才能进行制造。

责任编辑：张兴民