來源：內容來自「IEEE電氣電子工程師」，作者：Samuel K. Moore ，謝謝。
近日在舊金山召開的IEEE國際電子設備會議上，英特爾公司推出一款低溫晶片，旨在加速他們與德爾夫特大學（Delft University）QuTech研究小組合作開發的量子計算機。該晶片名為Horse Ridge，是俄勒岡州最冷的地區之一，它使用了特殊設計的電晶體，從而為英特爾的量子計算晶片提供微波控制信號。
Photo: Intel
Intel Labs principal engineer Stefano Pellerano, holds Horse Ridge, a new cryogenic control chip to speed development of quantum computers.
IBM、谷歌、英特爾和其他公司目前正在開發的量子計算機晶片，其運行溫度幾乎到了絕對零度，通常運行在稀釋制冷機中。然而，隨著公司設法增加晶片中的量子比特（qubit）數量，從而提高晶片的計算能力，他們開始遇到一個問題。每個量子位都需要自己的一組電線，這些電線通向低溫容器外部的控制和讀出系統。它已經變得越來越擁擠，隨著量子計算機的不斷擴展，英特爾的量子比特已經高達49位，如果繼續擴容，不改變布線等方式，很快就沒有足夠的空間容納這些數據進出的導線。
英特爾（Intel）量子硬體主管Jim Clarke表示：「最終的目標是，最大限度地減少進入制冷機的導線數量。」「英特爾認識到，量子控制是我們開發大規模商用量子系統所需解決的難題中不可或缺的一部分。」解決方案是將儘可能多的控制和讀出電子設備放入制冷機，甚至可能將它們集成到量子位晶片上。
Horse Ridge將控制電子設備集成到一個晶片上，該晶片用於在制冷機內使用qubit晶片進行操作。Horse Ridge使用與基本量子位操作相對應的指令進行編程。它將這些指令轉換成微波脈衝，可以控制量子比特的狀態。
該晶片的設計工作溫度為4開爾文，略高於量子位晶片本身的溫度。該公司利用其22納米FinFET工藝製造了該晶片，儘管構成控制電路的電晶體需要大量的重新設計。
Clarke說：「如果您使用電晶體並將其冷卻至4K，就不能確定它會起作用。「器件具有許多基本特性，它們都與溫度有關。」
英特爾團隊必須描述在這種溫度下的設備是如何開關的。他們不得不使用他們開發的模型來重新優化裝置在低溫條件下的速度、性能和功耗。這些裝置本身必須設計成能夠散發出如此少的熱量，以至於它們不會干擾量子比特的微妙狀態。他說：「任何一點熱度都會擾亂信息。」
Clarke認為，HorseRidge是一個特別重要的發展，因為它有助於為公司的下一代量子位技術鋪平道路，稱為矽自旋量子位。這些量子位在結構上類似於電晶體，有可能在1開爾文下工作，而不是英特爾和其他公司一直在使用的超導量子位所需的毫開爾文。這種差異可能意味著，更多的控制和讀出電子設備可以與qubit晶片放在冰箱裡，因為它們可以在不干擾qubit的情況下釋放更多的熱量。
隨著英特爾和德爾夫特進一步開發這項技術，他們最終希望將更多的功能集成到Horse Ridge上，並最終將這些功能集成到量子位晶片上。
當然，其他致力於量子計算的公司也在研究同樣的問題。谷歌今年早些時候描述了其機器的低溫控制電路。
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