英特爾研究院一直在與QuTech聯(lián)手推進量子硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)的研究，力圖在未來實現(xiàn)量子計算機的商業(yè)應用。而整個行業(yè)在商業(yè)規(guī)模量子計算領域所面臨挑戰(zhàn)中，互連和控制電子設備是其中主要瓶頸。

　　構建容錯型商業(yè)規(guī)模量子計算機，需要一個同時適用于量子位和控制電子設備的可擴展架構。Horse Ridge是一款高度集成的片上系統(tǒng)（SoC），提供了一個巧妙的解決方案來實現(xiàn)對多個量子位的高保真度控制，這是通往量子實用性的一個重要里程碑。

　　Horse Ridge的特性有哪些？

　　Horse Ridge是一款高度集成、混合信號的低溫片上系統(tǒng)（SoC），硅片面積為4 x 4mm2，采用英特爾22nm FFL （FinFET低功耗）CMOS技術。Horse Ridge將靜態(tài)隨機存取存儲器（SRAM）、數(shù)字核心和模擬/射頻（RF）電路集成到單個封裝中，用微波脈沖操縱量子系統(tǒng)中量子位的狀態(tài)。

　　集成式高速數(shù)模轉換器和寬帶上變頻器，頻率在2-20千兆赫（Ghz）之間。

　　脈沖整形的幅度和相位調制信息（18Gb/s）存儲在片上SRAM中，支持最高41μs的包絡，該包絡由查找表（LUT）提供信息，該表可為每個量子位定義8條指令。

　　測量的任意脈沖輸出信號

　　利用LUT降低了控制器所需的數(shù)據(jù)速率，通過在外部觸發(fā)器上執(zhí)行集成可編程指令集，在指令之間延遲最小的情況下，數(shù)據(jù)速率進一步降低到約1kb/s。

　　Horse Ridge在同一個設備中有4個射頻（RF）頻道，并利用頻率復用控制多達128個量子位。每一個射頻頻道均使用直接數(shù)字合成，帶有32個數(shù)控振蕩器，以200Hz的高精度產生32個復用量子位頻率。

　　Horse Ridge的關鍵優(yōu)勢是什么？

　　縮小了運行量子系統(tǒng)所需的外形尺寸（芯片和PCB大小）并減少了所需的功率。

　　能夠擴展和控制更多的量子位（多達128個量子位）

　　Horse Ridge高度靈活的脈沖控制能力降低了量子位之間的串擾，并提高了整體量子門保真度。

　　該芯片可以自動校正相移（使用同一射頻線路控制不同頻率的多個量子位時會發(fā)生這一現(xiàn)象），并在每次控制電子器件脈沖后更新數(shù)字代碼。

　　對比表