Intel đã công bố bước tiếp theo trên con đường tiến tới lượng tử với việc phát hành chip lượng tử mới nhất của mình, chip dựa trên silicon, 12 qubit mà công ty gọi là “Tunnel Falls”. Không, không, không sao đâu, bạn có thể giữ những đồng bạc xanh đó trong ví của mình: Intel vẫn chưa ở giai đoạn thương mại hóa. Thay vào đó, Tunnel Falls được coi là một con chip thử nghiệm nghiên cứu: nó vẫn là một bước đệm hướng tới các Đơn vị xử lý lượng tử thực tế trong tương lai. Hy vọng rằng những thứ đó sẽ giống với Tunnel Falls của Intel hơn là công nghệ “điện toán lượng tử” dựa trên Amazon của Iran.
“Tunnel Falls là chip qubit spin silicon tiên tiến nhất của Intel cho đến nay và dựa trên chuyên môn sản xuất và thiết kế bóng bán dẫn trong nhiều thập kỷ của công ty. Việc phát hành chip mới là bước tiếp theo trong chiến lược dài hạn của Intel nhằm xây dựng một hệ thống điện toán lượng tử thương mại đầy đủ. Mặc dù vẫn còn những câu hỏi và thách thức cơ bản phải được giải quyết trên con đường dẫn đến một máy tính lượng tử có khả năng chịu lỗi, cộng đồng học thuật giờ đây có thể khám phá công nghệ này và đẩy nhanh quá trình phát triển nghiên cứu.” Jim Clarke, Giám đốc Phần cứng Lượng tử của Intel cho biết.
Mặc dù có thể không ấn tượng khi biết rằng Tunnel Falls chỉ là một con chip thử nghiệm nghiên cứu, nhưng nó cũng là một điều cần thiết thường bị bỏ qua đối với bất kỳ công nghệ mới nào. Trước khi bất kỳ công việc nào có thể được thực hiện trong các máy tính lượng tử của tương lai, các thuật toán, quá trình học và cách thực hiện phải được bắt đầu ngay hôm nay. Một vấn đề với điều đó là khó khăn trong việc sản xuất phần cứng máy tính lượng tử; có một lý do khiến một số lượng nhỏ các công ty lớn như vậy – từ Intel đến Microsoft, IBM, IonQ và Google – đang tích cực phát triển phần cứng điện toán lượng tử.
Tuy nhiên, đây chính xác là nơi chiến lược sử dụng qubit quay silicon của Intel mang lại hiệu quả cao: đó là công nghệ điện toán lượng tử có thể được xây dựng dựa trên chuyên môn sản xuất chip nhiều năm của Intel, áp dụng kiến thức của họ về những đòn bẩy nào sẽ di chuyển để cải thiện tỷ lệ năng suất. Trên thực tế, Intel cho biết quá trình chế tạo Tunnel Falls đạt được tỷ lệ năng suất 95% với tính đồng nhất về điện áp tương tự như các chip được sản xuất theo quy trình CMOS thông thường hơn. Theo công ty, một tấm wafer 300mm duy nhất cung cấp 24.000 chip thử nghiệm chấm lượng tử với hiệu suất 95%.
“Mỗi thiết bị qubit về cơ bản là một bóng bán dẫn điện tử duy nhất, cho phép Intel chế tạo nó bằng cách sử dụng một luồng tương tự như luồng được sử dụng trong dây chuyền xử lý logic chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung (CMOS) tiêu chuẩn.”
Với chiến lược đó, một số lợi ích mở rộng dự kiến sẽ xuất hiện: Intel có một trong những nhà máy sản xuất chất bán dẫn lớn nhất trên thế giới. Với việc đầu tư và đầu tư đầy đủ vào công cụ, công ty có thể có một con át chủ bài để nhanh chóng đẩy mạnh sản xuất QPU: thứ nhất, cho mục đích giáo dục, nghiên cứu và phát triển; và cuối cùng, cho sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
Sự lựa chọn qubit của Intel kết hợp rất tốt với việc chế tạo bóng bán dẫn hàng đầu – một trong những qubit của Tunnel Fall có kích thước gần bằng một bóng bán dẫn. Chỉ riêng điều đó đã khiến nó nhỏ hơn tới 1 triệu lần so với các thiết kế qubit khác; và thực tế là qubit spin silicon – nơi thông tin (0/1) được mã hóa theo đặc tính spin (lên/xuống) của một electron – hóa ra lại là một trong những biến thể nhỏ nhất có thể của qubit chắc chắn cũng sẽ hỗ trợ công ty trong việc nhồi nhét hàng ngàn – hoặc hàng triệu – trong số chúng theo yêu cầu để mở khóa tiềm năng của lượng tử.
Tunnel Falls của Intel nhằm tiếp thêm nhiên liệu cho các nỗ lực nghiên cứu hiện tại, với việc công ty hợp tác với Phòng thí nghiệm Khoa học Vật lý (LPS) tại Đại học Maryland, Phòng cộng tác Qubit của College Park (LQC), một Cơ quan Khoa học Thông tin Lượng tử (QIS) cấp quốc gia Trung tâm Nghiên cứu. Một phần của sự hợp tác này sẽ chứng kiến Intel tham gia vào chương trình Qubits for Computing Foundry (QCF) – liên kết với Văn phòng Nghiên cứu Quân đội Hoa Kỳ – để cung cấp chip lượng tử mới của Intel cho các phòng thí nghiệm nghiên cứu.
Intel kiên quyết nói rằng họ tin rằng các qubit spin silicon vượt trội hơn các công nghệ khác. Nhưng tất nhiên, phân tích này có toàn bộ trọng lượng của chính Intel: công ty nào lại không cố gắng khai thác càng nhiều giá trị từ công nghệ và chuyên môn mà họ đã có?
