芯片制造商英特尔日前推出了一款12量子比特硅基量子处理器(QPU)，其名称为“隧道瀑布”（Tunnel Falls）。而凭借这款芯片，英特尔成为了最新一家进入量子计算领域的大型科技公司。该公司表示，将专注于构建量子生态系统，因为量子计算在短期内不具有商业化运营优势，而开发这款芯片只是为了研究人员进行实验。
英特尔利用在芯片领域40年的知识和经验来更快地扩展量子架构
英特尔很少对外透露有关QPU的具体细节。它是一种硅自旋芯片，英特尔可以利用现有的晶体管工业制造技术生产。英特尔表示，随着硬件的进步，这将使该公司能够更快地扩大规模，因为可能利用现有的生产线进行生产。
与此同时，英特尔宣布计划在波兰投资46亿美元新建一家生产工厂。
量子点技术
英特尔的方法是基于量子点技术。基于CMOS的微小硅量子点就像晶体管一样工作，当施加电势时，电流就会流过器件。英特尔表示，已经创建了一个由这些量子点组成的阵列，并产生了可以向上或向下自旋的电子“口袋”。电子的自旋变成量子比特的0和1，然后量子比特被用来编码信息。
英特尔没有透露QPU的任何指标或性能信息，而是让其合作研究机构在测试和基准测试之后发布信息。英特尔实验室量子主管Jim Clarke说，“如果这项技术没有竞争力，没有成为未来最佳技术的希望，我们就不会从事这项技术的研究。”
“隧道瀑布”是英特尔第一代硅自旋QPU Horse Ridge的后续产品。该公司一直专注于推进芯片的晶圆级测试并提高产量。Clarke说:“隧道瀑布是英特尔迄今为止最先进的硅自旋量子比特芯片，它借鉴了我们的晶体管设计和制造专业知识。”
这种芯片将在英特尔位于俄勒冈州的研发制造工厂采用30毫米晶圆生产。与传统计算机不同的是，要运行采用这款量子芯片的量子计算机，必须将其冷却到略高于绝对零度的1.6开尔文(－271℃)。
英特尔的量子长期规划
英特尔表示，在不久的将来，并不会看到量子计算机具有任何商业优势。因此该公司的重点是在硬件准备就绪时构建一个进行研究的量子生态系统。Clarke解释说：“下一个重大的‘量子飞跃’可能是在五年之后，那时我们将拥有几千个量子比特，基本上可以创建一个逻辑量子比特。但即便如此，如果实现一些与商业化相关的运营，需要不止一个逻辑量子位。”
这对英特尔来说并不是一种新方法。长期以来，该公司一直认为，在当前嘈杂、容易出错的物理量子比特时代，量子计算不会有任何显著优势。该公司还认为，扩展的最佳方式是利用用于CPU和硅基硬件的现有系统，考虑到该公司在该领域的巨额投资和悠久历史，这也许并不奇怪。
这与IBM以及很多量子硬件初创企业的做法背道而驰，这些初创企业的重点已经转移到改进错误缓解和纠正上。IBM最近宣布，已经实现了“量子效用”，可以更快地找到错误。这使得其Eagle QPU的性能超过了传统的超级计算机。
为了实现“硅自旋量子比特民主化”的目标，并与超导、光子和俘获离子等更成熟的技术进行竞争，英特尔与美国国防部的国家量子研究中心——LPS量子比特合作实验室开展合作。这将包括让研究人员使用当前和未来一代的QPU，但随后由研究机构构建系统和基础设施来利用它们。
英特尔进入量子计算领域是否太晚了?
Clarke表示，这款芯片每周都在进行改进，下一代芯片可能在2024年发布，尽管他没有透露芯片的具体名称，也没有透露单个晶片上可能有多少量子比特。
量子工程初创公司Riverlane产品副总裁Maria Maragkou表示，这是英特尔向前迈出的一大步，假设这些量子比特可用，它将是迄今为止最大的自旋量子比特。她补充说：“看到硅基自旋量子比特正在赶超其他更先进的平台，这令人鼓舞。”
Maragkou解释说，英特尔将会面临与其他更先进平台相同的扩展挑战，因此成为第一个达到实用规模的平台竞争还远未结束。她说:“目前还不可能预测哪种架构将会成功扩展。这个生态系统之所以发展如此之快，是因为大型科技公司和初创企业都被动员起来，提供推动该领域发展的解决方案。”
Maragkou表示，量子的真正价值需要构建一个由硬件、操作系统和算法组成的生态系统，才能释放量子计算的真正潜力。
英特尔宣布投资46亿美元在波兰建厂
与此同时，英特尔继续投资于用于传统计算机的先进硅芯片。该公司计划斥资46亿美元在波兰建立一个新的芯片组装和测试设施工厂。该工厂将于2027年投入运营，并将创造2000个新的就业机会。
英特尔表示，该公司在波兰的投资计划，加上其爱尔兰莱克利普运营的一家晶圆制造工厂，以及计划在德国马格德堡建设的一家芯片工厂，将有助于创建欧洲首个端到端的半导体制造价值链。它还可以作为波兰和欧盟额外生态系统投资和创新的催化剂。
英特尔首席执行官Pat Gelsinger表示：“波兰已经是英特尔芯片业务的所在地，并且处于与英特尔在德国和爱尔兰的工厂合作的有利位置。波兰与全球其他制造基地相比也具有很强的成本竞争力，并提供了一个强大的人才基础，我们很高兴能够帮助其发展。我们感谢波兰提供的支持，因为我们致力于开发当地的半导体生态系统，并为欧盟创建一个更具弹性和可持续性的半导体供应链的目标做出贡献。”
