Расчеты с использованием квантовых компьютеров могут изменить способ обработки данных. К сожалению, в настоящее время ученым приходится сталкиваться с серьезными ограничениями, работая одновременно с небольшим количеством кубитов, используя сложные механизмы управления и связи. Intel и QuTech решили упростить эти задачи управления, представив решение под названием Horse Ridge.
По мнению Intel, научное сообщество находится в шаге от демонстрации практичности использования квантовых вычислений для реальных задач. Однако необходимо контролировать тысячи кубитов одновременно, сохраняя при этом очень высокую точность. Horse Ridge может сделать это, значительно упрощая системы для поддержки квантовой системы. Intel и QuTech совместно разработали интегрированную SoC, задачей которой является быстрое и эффективное конфигурирование кубитов, а также возможность масштабирования для большего.
Horse Ridge был реализован с использованием 22 нм технологии FFL (FinFET Low Power) CMOS, обеспечивающей интеграцию до четырех радиочастотных каналов в одном устройстве. Каждый из них способен контролировать до 32 кубитов, используя «частотное мультиплексирование», метод, который делит общую доступную полосу частот на непересекающиеся полосы частот. Каждый из них используется для передачи отдельного сигнала. Таким образом, один SOC может работать со 128 кубитами, что значительно сокращает количество проводов и других компонентов, необходимых для их работы.
Intel также упомянула масштабируемость, которая является серьезной проблемой в квантовых компьютерах. Увеличение количества кубитов может привести к снижению эффективности отдельных единиц. Horse Ridge был разработан, чтобы гарантировать правильную работу большего количества элементов и, кроме того, минимизировать ошибки, возникающие в результате сдвига фаз. Это явление может возникать при управлении многими кубитами в разных полосах частот, вызывая перекрестные помехи между ними. В SoC Intel эти частоты могут быть настроены с очень высокой точностью, и было использовано автоматическое исправление ошибок.
Horse Ridge может поддерживать очень широкий частотный диапазон, гарантируя контроль над сверхпроводящими кубитами, также известными как передатчики, и спиновые кубиты. Первые должны работать в диапазоне от 6 до 7 ГГц, а вторые — от 13 до 20 ГГц. Спин-кубиты также интересны, поскольку теоретически они могут работать при температуре всего 1 Кельвин (около -272 ° C). Криогенный SOC имеет размер 4 х 4 мм и помимо уже упомянутых элементов также содержит память SRAM и цифровое ядро.
