Intel 展示量子運算與類神經型態運算成果

Intel 於2018 CES國際消費電子展上，宣布在研究與開發未來運算技術方面的兩項重大里程碑，包括量子(quantum)與類神經型態(neuromorphic)運算，這兩大技術有十足潛力能協助業界、研究機構、以及社會，一起克服現今傳統電腦面臨的難題。英特爾執行長科再奇(Brian Krzanich)在主題演說中宣布成功設計、製造、以及完成一款49 qubit的超導體量子測試晶片的出貨，並強調類神經型態運算的光明前景。

今日世界全面性的數位化，結構與非結構的資料大幅增加，各界亟需蒐集、分析與應用龐大資料。這樣的趨勢除了帶動各界對運算效能的需求，也激勵英特爾著手研究全新的特殊架構。

擴展量子運算系統
在推出17 qubit超導體測試晶片(superconducting test chip)短短兩個月後，英特爾迅速推出代號「Tangle Lake」這款49 qubit超導體量子測試晶片。新晶片命名的靈感來自阿拉斯加當地一連串迷宮般的Tangle Lake，象徵超低溫度以及量子位元(或「qubit」)相互依存才能運作的特色。

Tangle Lake代表英特爾在開發一套完整的量子運算系統的目標上獲得許多進展─從架構到演算法，再到控制電子。完成49 qubit測試晶片著實為一項重大里程碑，它使研究人員能試驗與改進各種錯誤校正技巧，以及模擬各種運算問題。

科再奇在演說中預測量子運算將能解決現今許多嚴峻難題，而這些難題即便動用目前最強的超級電腦也得花上數月甚至數年的時間才能運算出解答，像是藥物開發、金融財務模型、以及氣象預測等。傳統電腦迄今無法解決的問題，解決之道就是目前還處於萌芽階段的量子運算。

英特爾副總裁暨實驗室執行總監Mike Mayberry表示：「追求商業上可行的量子運算系統，是重要課題。我們估計業界要花5到7年才能解決技術層面的問題，必須達到100萬甚至更多的量子位元數才足以商品化。」

由於需要擴充到更多數量的量子位元，所以英特爾除了投資開發超導體量子位元，還研究另一種名為spin qubits in silicon的技術。Spin qubit (譯名：自旋量子位元)擁有可擴充的優勢，因為它遠比超導體量子位元來得小。Spin qubit就像單電子電晶體，許多方面類似傳統電晶體，而且未來有可能用相似的製程做出成品。事實上，英特爾已運用12吋晶圓製程發明出一套spin qubit晶片的製程。

類神經型態運算的前景
科再奇還展示英特爾研究類神經型態運算的成果─一種新的運算模式，仿效人腦運作的架構，能讓未來的人工智慧發揮更高的效能且更省電。

英特爾實驗室已開發一款類神經型態研究晶片，代號為「Loihi」，內含模仿人腦基本運作方式的數位電路。Loihi能將訓練與推論整合在一顆晶片，目的是讓機器學習功能更加省電。

科再奇強調這項研究的重要性，以及英特爾獲得的進展。「這一直是英特爾重要的研究計畫，今日我們做出可完整運作的類神經型態研究晶片。這項驚人的技術將擴大英特爾開發中的AI解決方案陣容。」

類神經型態晶片最終能在各個持續發展的即時環境裡，用來處理真實世界的大量資料。舉例來說，這些晶片能用來打造更智慧的安全攝影機，以及智慧城市的基礎建設，或是用來和自駕車進行即時通訊。

今年上半年，英特爾計畫和多所頂尖大學與研究機構分享Loihi測試晶片，並讓Loihi處理更複雜的資料集和問題。