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IBM、思科攜手，2030年實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)互連？

人工智能ai互聯(lián)網(wǎng)公司Googleopenai

IBM、思科攜手，2030年實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)互連？

IBM和思科周四表示 ， 計(jì)劃遠(yuǎn)距離連接量子計(jì)算機(jī) ， 目標(biāo)是到2030年底證明這一概念是可行的 。
此舉可能為量子互聯(lián)網(wǎng)鋪平道路 ， 盡管兩家公司的高管提醒稱(chēng) ， 這些網(wǎng)絡(luò)將需要目前尚不存在的技術(shù) ， 并且必須在大學(xué)和聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室的幫助下進(jìn)行開(kāi)發(fā) 。
【IBM、思科攜手，2030年實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)互連？】量子計(jì)算機(jī)有望解決物理、化學(xué)和計(jì)算機(jī)安全領(lǐng)域的問(wèn)題 ， 這些問(wèn)題若用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)解決可能需要數(shù)千年 。 但它們可能容易出錯(cuò) ， 制造一臺(tái)可靠的量子計(jì)算機(jī)是IBM、谷歌和其他公司正在追求的挑戰(zhàn) 。 IBM正尋求在2029年擁有一臺(tái)可投入使用的機(jī)器 。
今年早些時(shí)候 ， 思科開(kāi)設(shè)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室 ， 旨在研究如何連接量子機(jī)器 。
挑戰(zhàn)始于一個(gè)問(wèn)題：像IBM這樣的量子計(jì)算機(jī)位于巨大的低溫罐中 ， 那里的溫度極低 ， 以至于原子幾乎靜止不動(dòng) 。 為了從中獲取信息 ， IBM必須弄清楚如何將靜止的“量子比特”（量子計(jì)算機(jī)中信息的基本單位）中的信息轉(zhuǎn)化為微波形式傳輸?shù)男盘?hào) 。 IBM研究院院長(zhǎng)兼IBM院士Jay Gambetta表示 ， 后者被稱(chēng)為“飛行”量子比特 。
但這些飛行的微波量子比特必須被轉(zhuǎn)化為可以在光纖電纜上的思科交換機(jī)之間傳輸?shù)墓庑盘?hào) 。 這種轉(zhuǎn)換技術(shù)——稱(chēng)為微波-光換能器——必須在諸如芝加哥附近費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的超導(dǎo)量子材料和系統(tǒng)中心等團(tuán)體的幫助下開(kāi)發(fā) 。
在此過(guò)程中 ， 思科和IBM還將發(fā)布開(kāi)源軟件 ， 將所有部分整合在一起 。
“我們將此視為一個(gè)端到端的系統(tǒng)……而不是兩個(gè)離散的路線圖 ， ”思科Outshift創(chuàng)新孵化器高級(jí)副總裁Vijoy Pandey表示 。 “我們正在共同解決這個(gè)問(wèn)題 ， 這使得事情朝著同一方向發(fā)展的幾率大大增加 。 ”
IBM：利用最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù)構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)IBM宣布 ， IBM Quantum Loon和IBM Quantum Nighthawk ， 以及IBM量子技術(shù)發(fā)展路線圖上的所有未來(lái)芯片 ， 均在紐約CREATES的奧爾巴尼納米科技中心采用最先進(jìn)的300毫米半導(dǎo)體晶圓技術(shù)制造 。 奧爾巴尼納米科技中心是世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造廠之一 ， 此前 ， IBM量子芯片制造工藝的細(xì)節(jié)一直處于保密狀態(tài) 。 但現(xiàn)在 ， 團(tuán)隊(duì)迫不及待地想要展示這項(xiàng)技術(shù) ， 分享他們?nèi)绾纬晒ν瓿稍擁?xiàng)目 ， 并闡述他們對(duì)未來(lái)的愿景 。
這個(gè)故事不僅僅關(guān)乎在大尺寸晶圓上加工量子芯片 ， 更關(guān)乎如何運(yùn)用最頂尖的人才、設(shè)備和工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算 。 IBM量子芯片在奧爾巴尼納米技術(shù)中心的制造 ， 以及奧爾巴尼和位于約克鎮(zhèn)的IBM托馬斯·J·沃森研究中心的半導(dǎo)體專(zhuān)家和物理學(xué)家之間的緊密協(xié)作 ， 是IBM量子計(jì)算取得成功的關(guān)鍵 。
IBM量子制造技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施杰出工程師克里斯蒂·泰伯格表示：“如果我們當(dāng)初沒(méi)有在奧爾巴尼開(kāi)始使用300毫米技術(shù)加工芯片 ， 我們就無(wú)法取得實(shí)現(xiàn)我們開(kāi)發(fā)路線圖所需的成功 。 ”
IBM量子計(jì)算機(jī)的核心處理器與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)芯片的制造方式相同：均由硅晶圓制成 。 半導(dǎo)體制造過(guò)程始于將長(zhǎng)圓柱形硅片切割成薄片 。 工程師和物理學(xué)家使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)電路 。 然后 ， 通過(guò)一系列工藝步驟 ， 自動(dòng)化機(jī)器對(duì)晶圓進(jìn)行蝕刻、沉積新金屬和處理 。 最終在圓片表面形成矩形網(wǎng)格狀的計(jì)算機(jī)芯片 。
對(duì)于量子芯片 ， 我們會(huì)制造多種類(lèi)型的晶圓 ， 然后在約克鎮(zhèn)完成額外的定制加工步驟 。 最后 ， 我們將多個(gè)芯片層疊連接成三維堆疊結(jié)構(gòu) ， 并將其連接到控制電子設(shè)備 。
無(wú)論是量子芯片還是經(jīng)典芯片 ， 都需要極其精密的制造工藝和潔凈室環(huán)境 。 考慮到經(jīng)典計(jì)算機(jī)晶體管的微觀尺寸和量子比特的超高靈敏度 ， 任何顆粒或缺陷都可能影響其性能 。
晶圓尺寸意味著什么？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō) ， 晶圓的寬度決定了其最終可制造的芯片數(shù)量 。 20世紀(jì)以來(lái) ， 晶圓尺寸逐步增大 ， 90年代初出現(xiàn)了200毫米晶圓（約8英寸） 。 小型半導(dǎo)體晶圓廠通常加工200毫米或更小的晶圓 。 然而 ， 世紀(jì)之交出現(xiàn)了300毫米晶圓（約12英寸） 。
每種技術(shù)都配備不同的工具 。 300mm 工藝采用最先進(jìn)的工具和工藝 ， 能夠更快地制造更多芯片 。 而 200mm 工藝則更便于進(jìn)行實(shí)踐操作和定制研發(fā) 。
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