1959年，美國理論物理學(xué)家理查德·費曼（Richard Feynman）提出利用量子效應(yīng)進(jìn)行計算的概念。但直到最近幾年，量子計算機(jī)更像是科幻小說而不是現(xiàn)實，更多是物理實驗而不是商業(yè)機(jī)會。

現(xiàn)在，一場制造商業(yè)上可行的量子計算機(jī)的競賽已經(jīng)開始。作為英特爾研究院量子應(yīng)用與架構(gòu)總監(jiān)，Anne Matsuura博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊正在開發(fā)運行于量子處理器芯片上的計算機(jī)系統(tǒng)——算法、軟件、應(yīng)用、架構(gòu)——以及這種計算機(jī)可能的形態(tài)。

Anne Matsuura博士手持一個充滿自旋量子位的英特爾晶圓

Anne在斯坦福大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位，最初是一名高溫超導(dǎo)研究人員，擁有十余年跨學(xué)科研究的經(jīng)驗。2015年，英特爾宣布了一筆為期10年的5000萬美元投資，與荷蘭研發(fā)合作伙伴QuTech攜手推進(jìn)量子計算的研究。QuTech是一家由荷蘭代爾夫特大學(xué)參與創(chuàng)立，主攻量子計算和量子網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)先研究機(jī)構(gòu)。由此，Anne經(jīng)常往返于美國和荷蘭，與QuTech的量子物理學(xué)家進(jìn)行交流。

今年1月，英特爾宣布已經(jīng)向QuTech交付了首個49量子位量子計算測試芯片，研發(fā)代號為“Tangle Lake”。

英特爾49量子位量子計算測試芯片

同時，英特爾也在研究自旋量子位，其在硅片上運行，可以克服一些量子計算從研究到實用的障礙。相對于超導(dǎo)量子位，自旋量子位可以在較高的溫度下運行。英特爾和QuTech正在探索自旋量子位在更高溫度下運行，并獲得積極的成果，自旋量子位比超導(dǎo)量子位的運行溫度最多高1K（或熱50倍）。

這方面，英特爾取得了重要進(jìn)展。英特爾的研究人員正在測試一種微小的新型“自旋量子位”芯片，它是在英特爾位于俄勒岡州的D1D Fab工廠中制造出來的，使用了英特爾用以制造數(shù)十億傳統(tǒng)計算機(jī)芯片相同的硅制造技術(shù)。這也是目前英特爾制造出的最小的量子計算芯片，比鉛筆頭上的橡皮擦還要小。

英特爾研究人員正在測試的新型“自旋量子位”芯片

Anne和她的研究團(tuán)隊正在攻克艱巨的挑戰(zhàn)，以設(shè)計出可以采用量子芯片的系統(tǒng)。她說：“你無法簡單地拿起量子處理器芯片就插入一個通用量子計算系統(tǒng)，因為相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)并不存在。英特爾必須開發(fā)出整個系統(tǒng)。”這意味著承載算法、軟件、架構(gòu)、應(yīng)用、量子處理器以及很多尚未被發(fā)明出來的其它組件的整個系統(tǒng)。

在Anne和其他量子專家看來，量子計算機(jī)的發(fā)展至少還需要大約十年時間，“量子計算是個長期項目，但它有實現(xiàn)計算革命的潛力，并將對世界產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響”。