当你努力颠覆量子计算范式时，有时冷静下来是明智的。这就是Equal1的理念。这家总部位于爱尔兰的公司在深入快速发展的量子计算领域的旅程中又取得了一个里程碑。Equal1在2023年“硅创业大赛”的成功基础上，在3.3开尔文（-269.85°C）的惊人温度下成功测试了第一个包含Arm Cortex处理器的芯片。这只比绝对零度高几度，绝对零度是原子运动几乎停止的理论最低温度。
Equal1的成就是在量子低温室极其功率受限的环境中集成经典计算组件的关键一步。这使世界更接近实用、可扩展的量子计算系统。低温降低了可能导致量子计算错误的热噪声，并保持了量子“相干性”——量子比特同时存在于多个状态的能力。低温在量子计算中的重要性
Equal1在量子计算领域的独特之处在于它对量子集成的务实方法。Equal1的愿景不是创建全新的基础设施，而是建立在成熟的半导体行业的基础上。
随着完全耗尽绝缘体上硅（FDSOI）工艺的出现，这一战略变得可行，该公司的创始人认识到该工艺有可能支持量子操作。Equal1首席执行官Jason Lynch表示：“我们的论点是，与其放弃我们所做的一切，重新开始，不如在我们已经建立的基础上再接再厉。”。这一理念促成了与Arm和NVIDIA等行业领导者的合作，利用现有的半导体专业知识，同时进军量子领域。
低温突破
这一成就之所以特别引人注目，是因为实现这一目标需要大量的工程设计。Equal1的首席技术官Brendan Barry说：“没有一种Spice Kit可以预测硅在3开尔文下的行为。”。“事实上，没有一种方法论，也没有一个库可以实现这一点。”
在五年多的时间里，Equal1（Arm Flexible Access项目的一部分）开发了自己的内部过程设计工具包（PDK）和方法，用于预测和优化低温下的逻辑行为。Equal1的方法使用电子或空穴（没有电子）作为量子位，使其技术与标准CMOS制造工艺独特兼容。这个选择并非偶然；这是该公司创造实用、可制造的量子计算机愿景的基础。
Equal1与商业CMOS晶圆厂合作，使用经过六年研究开发的专有设计技术的标准工艺。这些技术能够在低温下运行，同时保持可制造性。巴里说：“我们不会改变这个过程本身，但我们肯定会挑战这个过程的极限。”。集成Arm Cortex-A55处理器
在这一成功的基础上，Equal1现在将目光放得更高。该公司计划将更强大的Arm Cortex-A55处理器整合到其下一代量子片上系统（QSoC）中。
该公司表示，这个雄心勃勃的项目旨在到2025年中期实现硅的供应。Arm技术的集成不仅对处理能力至关重要，而且对能效也至关重要。在低温下，功率管理变得至关重要，因为产生的任何热量都会影响量子态。Arm先进的电源管理功能使其成为这种具有挑战性环境的理想选择。Equal1的技术针对三个主要应用领域：化学和药物发现，可能会减少目前15年将新药推向市场的平均成本13亿美元。
金融、物流和其他需要复杂变量管理的领域的优化问题。量子人工智能应用，量子计算可以显著提高效率。也许最具革命性的是Equal1的部署方法。与需要专门设施的传统量子计算机不同，Equal1设想了机架式量子计算机，可以以当前解决方案成本的一小部分安装在标准数据中心。Equal1的营销主管Patrick McNally说：“它们就像任何其他标准高性能计算一样。”。
量子计算和Equal1的未来之路
Equal1的进步使世界更接近紧凑、强大的量子计算机的现实，这些计算机可以部署在标准的高性能计算环境中。该公司在低温下集成Arm技术为量子经典混合系统开辟了新的可能性，可能会增加整个量子计算行业对Arm采用的需求。随着量子计算的不断发展，Equal1与现有半导体技术和基础设施集成的实用方法可能会改变游戏规则。
随着从药物发现到金融建模等领域的应用，量子计算的未来看起来越来越容易实现和实用。这很酷。