过去几年是量子计算领域令人兴奋的时期，资金投入达数十亿美元，支持者和反对者都不在少数，让整个量子社区的活动和势头继续增长。关于量子比特数增加的问题、商业可行系统、路线图等话题常常占据头条，一些人声称真正的商业化指日可待。
尽管该领域的发展非常令人兴奋，但距离100多万容错的量子位机器和真正商业应用的量子计算，至少还有10到15年时间。这是为了实现量子实用性，让量子计算机做一些改变我们生活的重要事情来实现商业相关性。相反，问题不应该集中在我们何时实现商业化，而是使用50到几百个量子位的设备能否实现某种量子优势，以及这种技术到底是什么？
随着社区继续推进新的研究，行业需要增加量子位数量并提高量子位质量——转向生产数千个高质量的量子位，这仍然需要几年时间，然后扩展到数百万个。
硅自旋量子位
过去六年来，英特尔研究人员一直致力于提供一种全栈商业量子系统。这包括量子位架构和算法研究、控制电子学、互连、量子软件工具链和编译器，以及应用层。利用在硅晶体管设计、大规模制造和先进制造技术方面的专业知识，英特尔可制造硅自旋量子位（silicon spin qubits）。
英特尔的量子位不同于行业中的其他方法。虽然英特尔不是唯一一家研究硅量子位的公司，但是唯一一家使用现有生产线制造量子位的公司。由于英特尔致力于晶体管和微电路设计，拥有像计算机辅助设计这样的技术（TCAD），可用来创建设备。量子领域还没有这种能力，但英特尔正在开发，并在内部实现了全栈产品。
在硅片上构建硅自旋量子位，这是一种看起来像晶体管的量子位技术，我们可以遵循摩尔定律（Moore's Law）来构建大规模系统。目前已取得的一些重大进展包括：
2022年10月：量产量子位。在大规模工厂中使用极紫外（EUV）光刻技术，在单个300毫米晶片上安装10，000个小型量子点阵列。
2022年9月：全栈软件开发套件（SDK）的开发。英特尔Quantum SDK允许开发人员与英特尔的量子计算堆栈进行交互。该套件允许开发人员编写新的量子算法，可在模拟和未来的真实量子硬件上执行量子位。
2022年4月：在300毫米研发制造设备上制造硅自旋量子位设备，这是向商业量子计算机所需的数千或潜在数百万量子位扩展的关键一步。这表明，在英特尔已有的晶体管生产线上制造量子芯片是一种获胜的策略，无论是在量子位的数量还是设备的质量方面。
2021年3月：冷冻探针。这是一种测量量子位并在几分钟内收集量子噪声源和量子点质量信息的测试设备，使英特尔能够在几个小时内从量子设备获得结果，而不是过去的几天或几周。
2020年12月：利用英特尔在半导体方面的经验，创造了低温量子控制芯片Horse Ridge，帮助解决与量子计算相关的互连挑战。Horse Ridge消除了大量拥挤在稀释冰箱上的电缆，稀释冰箱将量子比特保持在它们需要执行的低温下。
量子的下一步是什么？
在量子创新上，英特尔并不孤单。其他量子供应商正在努力开发自己的芯片和量子专用操作系统，并取得了一些重要技术进步，比如开源库，还有新的量子位处理器。业界甚至已经开始探索如何将硬件组合成一个完整的堆栈，以便在云中提供量子服务（但硬件必须首先存在）。
显然，挑战依然存在。今天的量子计算面临多个问题，需要更好的量子位设备和更高质量的量子位。
如果不考虑量子位类型，我们需要更好的材料。例如，我们需要比目前晶体管工艺更清洁、更清晰界面的材料。此外，至今还没有人提出比我们连接微处理器的方式更优雅的互连技术。
我们需要更快的控制，以及通过将控制芯片集成到量子位芯片附近来简化布线的能力。最后，我们需要证明误差修正，这样我们就可以拥有更稳定的量子位，可以执行各种计算，最终使我们能够实现量子实用性。
为了实现这一目标，英特尔预见了量子与经典超级计算的混合。目前，英特尔的工作仅限于处理相对较少的量子位，让量子算法在经典组件和量子组件之间协同优化。部分算法可能在经典系统上运行，其他数据则来自量子系统。一台超大规模的量子计算机旁边很可能会有一台小型超级计算机。量子计算机的材料清单（BOM）可能更多地来自经典计算，而不是实际的量子芯片。
社区的下一大步骤？
下一次重大的“量子飞跃（quantum leap）”很可能在五年后，那时英特尔有几千个量子位，并且基本上可以创建一个逻辑量子位（logical qubit）。但即便如此，要做一些商业上相关的事情，还需要不止一个逻辑量子位。也就是说，实验室里正在发生突破性进展，并展现出无限可能。
对于英特尔来说，整个行业、研究团体和学术界的合作推动了引人注目的发现。在战场上探索得越多，学习得越多，合作得越多，走得就越快。
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