待最終完成，具備商業可行性的系統也許會在2030年之後正式亮相……當然，只是也許。
英特爾正向美國多所高校及研究機構交付其最新量子晶片，希望推動量子電腦技術的發展，包括處理多量子比特的技術方案。
晶片巨頭此次向各研究實驗室提供的，是Tunnel Falls 12量子比特測試晶片。率先一睹其真容的有馬里蘭大學、羅切斯特大學、威斯康星大學玫迪遜分校以及桑迪亞國家實驗室。
英特爾量子硬體負責人James Clarke表示，「我們希望建立研究生態系統。」
「縱觀整個半導體社區歷史上取得的所有重大進步，無論是電晶體性能、還是用於構建電晶體的工具生態，都一定要經歷這個階段。我們需要吸引更多研究者建立並加入這樣一個生態系統，推動量子計算在未來十年內也跨過這道里程碑。」
Clarke這裡所說的「里程碑」，是指推出具備商業可行性的量子系統。他認為這個目標「要到2030年之後」才能實現，但英特爾目前正在為此奠定基礎。
Tunnel Falls是一款12量子比特的測試晶片，採用英特爾矽量子點技術打造而成。此晶片由英特爾俄勒岡州D-1研發製造工廠生產而成，與公司其他普通晶片採取類似的300毫米標準晶圓工藝。
Clarke解釋道，英特爾的量子開發思路是「搭順風車」，即充分借用半導體行業數十年來在CMOS電晶體小型化和工藝完善方面投入的努力。
「我們將量子技術集中在CMOS這項基礎技術之上，儘可能以製造電晶體的工具來構建量子晶片。」
千萬別被貌似艱深的概念所嚇倒，矽量子點技術其實就是打造基於單電子的電晶體。單個電子會被捕捉在電晶體的柵極下方，且該電子具有自旋這一量子特性，並以向上或向下來表示量子比特的0或1。
晶片上各個門附近還設有傳感器，可指示電子處於自旋向上、還是自旋向下的狀態。
作為測試晶片，Tunnel Falls可實現多種不同結構，分別代表量子比特設計上的幾種可能性。當然，整個系統必須在-271攝氏度（合-456華氏度）的超低溫環境下運行。
Clarke宣稱，這塊晶圓的良品率已經達到95%，且「這些設備在極低溫度下表現出的電壓均勻性，實際與CMOS邏輯過程非常相似。」雖然量子性能尚未最終確定，但「其產量與均勻性同先進的CMOS工藝基本一致。」
下一步就是與各研究實驗室合作建立生態系統，共同打造出具備實用性價值的量子系統。
Clarke表示，「Tunnel Falls基於CMOS技術，這也是我們能夠快速推進研究的訣竅所在。我們將42年間漫長的電晶體發展歷史濃縮到了量子比特當中，這種對電晶體知識積累的充分發掘，也成為英特爾與眾不同的優勢所在。」
「這款晶片將支撐起前所未有的技術實驗，帶來可處理多個量子比特的新方法。就在我們測試這款晶片的同時，英特爾還在著手開發下一代設計。沒錯，下一代量子晶片已經在路上了。」
「我們將繼續提高Tunnel Falls的性能，幾乎每周都會有所改進。另外向大家預告一下，預計下一代晶片將在2024年發麵。」
從長遠來看，英特爾希望構建起完整的量子系統，而不僅僅是量子晶片。
Clarke強調，「英特爾將提供完整的量子技術棧。屆時將有一台大型量子電腦，其中搭載量子晶片外加大量控制晶片，全部基於英特爾的技術。可能還會有與之配套的HPC系統或超級電腦，負責處理接入量子電腦的指數級數據量。」
「也就是說，英特爾完全可以憑藉自身架構和製造能力構建起所有組件，在量子計算市場上處於獨一無二的地位。那我們會直接銷售這些系統，還是藉助雲端開放量子即服務？我覺得談這些還太早，先解決量子系統中的現實難題再說吧。」
他同時警告稱，量子計算還有很長的路要走。除了英特爾這種循序漸進的方法，其他競爭對手也在努力推進自己的功能性量子系統探索之旅。
Clarke指出，「常常有人問我，還要多長時間才會有可用的量子電腦面世，我的回答是10到15年。但也有些量子廠商表示，他們將在5年之內交付可供商業使用的量子電腦。」
「當下，市面上的量子計算系統最高可提供幾百個量子比特。這些系統的主要作用是是探索應用邊界，在特定問題上實現超越經典超級電腦的解決能力。」
「幾年之後，也許是四到六年，我們將迎來數千個量子比特並解決糾錯難題，掌握四位數級別的物理量子比特並運行起算法。也就是說，那時候我們將真正擁有邏輯或長壽命量子比特，能在不丟失資訊的情況下完成大量操作。」
但他也堅稱，真正的商用量子計算系統需要先把量子比特的數量級推到百萬，同時輔以可靠的糾錯機制。而這一切恐怕至少要到2030年之後才有希望。
