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IBM、思科攜手，2030年實現量子計算機互連？

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IBM、思科攜手，2030年實現量子計算機互連？

IBM和思科周四表示 ， 計劃遠距離連接量子計算機 ， 目標是到2030年底證明這一概念是可行的 。
此舉可能為量子互聯網鋪平道路 ， 盡管兩家公司的高管提醒稱 ， 這些網絡將需要目前尚不存在的技術 ， 并且必須在大學和聯邦實驗室的幫助下進行開發 。
【IBM、思科攜手，2030年實現量子計算機互連？】量子計算機有望解決物理、化學和計算機安全領域的問題 ， 這些問題若用現有計算機解決可能需要數千年 。 但它們可能容易出錯 ， 制造一臺可靠的量子計算機是IBM、谷歌和其他公司正在追求的挑戰 。 IBM正尋求在2029年擁有一臺可投入使用的機器 。
今年早些時候 ， 思科開設了一個實驗室 ， 旨在研究如何連接量子機器 。
挑戰始于一個問題：像IBM這樣的量子計算機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 。 為了從中獲取信息 ， IBM必須弄清楚如何將靜止的“量子比特”（量子計算機中信息的基本單位）中的信息轉化為微波形式傳輸的信號 。 IBM研究院院長兼IBM院士Jay Gambetta表示 ， 后者被稱為“飛行”量子比特 。
但這些飛行的微波量子比特必須被轉化為可以在光纖電纜上的思科交換機之間傳輸的光信號 。 這種轉換技術——稱為微波-光換能器——必須在諸如芝加哥附近費米國家加速器實驗室領導的超導量子材料和系統中心等團體的幫助下開發 。
在此過程中 ， 思科和IBM還將發布開源軟件 ， 將所有部分整合在一起 。
“我們將此視為一個端到端的系統……而不是兩個離散的路線圖 ， ”思科Outshift創新孵化器高級副總裁Vijoy Pandey表示 。 “我們正在共同解決這個問題 ， 這使得事情朝著同一方向發展的幾率大大增加 。 ”
IBM：利用最先進的半導體制造技術構建量子計算機IBM宣布 ， IBM Quantum Loon和IBM Quantum Nighthawk ， 以及IBM量子技術發展路線圖上的所有未來芯片 ， 均在紐約CREATES的奧爾巴尼納米科技中心采用最先進的300毫米半導體晶圓技術制造 。 奧爾巴尼納米科技中心是世界上最先進的半導體制造廠之一 ， 此前 ， IBM量子芯片制造工藝的細節一直處于保密狀態 。 但現在 ， 團隊迫不及待地想要展示這項技術 ， 分享他們如何成功完成該項目 ， 并闡述他們對未來的愿景 。
這個故事不僅僅關乎在大尺寸晶圓上加工量子芯片 ， 更關乎如何運用最頂尖的人才、設備和工藝來實現量子計算 。 IBM量子芯片在奧爾巴尼納米技術中心的制造 ， 以及奧爾巴尼和位于約克鎮的IBM托馬斯·J·沃森研究中心的半導體專家和物理學家之間的緊密協作 ， 是IBM量子計算取得成功的關鍵 。
IBM量子制造技術與基礎設施杰出工程師克里斯蒂·泰伯格表示：“如果我們當初沒有在奧爾巴尼開始使用300毫米技術加工芯片 ， 我們就無法取得實現我們開發路線圖所需的成功 。 ”
IBM量子計算機的核心處理器與傳統計算機芯片的制造方式相同：均由硅晶圓制成 。 半導體制造過程始于將長圓柱形硅片切割成薄片 。 工程師和物理學家使用計算機軟件設計電路 。 然后 ， 通過一系列工藝步驟 ， 自動化機器對晶圓進行蝕刻、沉積新金屬和處理 。 最終在圓片表面形成矩形網格狀的計算機芯片 。
對于量子芯片 ， 我們會制造多種類型的晶圓 ， 然后在約克鎮完成額外的定制加工步驟 。 最后 ， 我們將多個芯片層疊連接成三維堆疊結構 ， 并將其連接到控制電子設備 。
無論是量子芯片還是經典芯片 ， 都需要極其精密的制造工藝和潔凈室環境 。 考慮到經典計算機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？簡單來說 ， 晶圓的寬度決定了其最終可制造的芯片數量 。 20世紀以來 ， 晶圓尺寸逐步增大 ， 90年代初出現了200毫米晶圓（約8英寸） 。 小型半導體晶圓廠通常加工200毫米或更小的晶圓 。 然而 ， 世紀之交出現了300毫米晶圓（約12英寸） 。
每種技術都配備不同的工具 。 300mm 工藝采用最先進的工具和工藝 ， 能夠更快地制造更多芯片 。 而 200mm 工藝則更便于進行實踐操作和定制研發 。
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