今天從安徽省量子計(jì)算工程研究中心了解到，我國(guó)最強(qiáng)量子計(jì)算機(jī)“悟空”即將面世，國(guó)內(nèi)首條量子芯片生產(chǎn)線正在緊鑼密鼓生產(chǎn)“悟空芯”。這條量子芯片生產(chǎn)線最近多了一雙“火眼金睛”：國(guó)內(nèi)首個(gè)專用于量子芯片生產(chǎn)的NDPT-100無損探針電學(xué)測(cè)量平臺(tái)（簡(jiǎn)稱“無損探針臺(tái)”），可實(shí)現(xiàn)量子比特電阻快速精準(zhǔn)測(cè)量，像孫悟空的“火眼金睛”一樣近乎零損傷識(shí)別量子芯片的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，從而進(jìn)一步提高量子芯片良品率。

據(jù)悉，“無損探針臺(tái)”可實(shí)現(xiàn)量子比特電阻快速精準(zhǔn)測(cè)量，就像孫悟空的“火眼金睛”一樣近乎零損傷識(shí)別量子芯片的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，從而進(jìn)一步提高量子芯片良品率。

據(jù)了解，該無損探針臺(tái)由合肥本源量子計(jì)算科技有限責(zé)任公司完全自主研發(fā)，最小測(cè)量范圍縮至微米級(jí)，探針造成的薄膜傷痕直徑最小在1微米以內(nèi)，測(cè)量過程不影響超導(dǎo)量子比特相干性能，具備高穩(wěn)定性和高運(yùn)動(dòng)精度的優(yōu)勢(shì)，也適用于半導(dǎo)體芯片、半導(dǎo)體器件等精密電氣測(cè)試。目前，該無損探針臺(tái)已在國(guó)內(nèi)第一條量子芯片生產(chǎn)線上投入使用。

安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任賈志龍博士介紹，就像光刻機(jī)是傳統(tǒng)芯片制造的工業(yè)母機(jī)，這臺(tái)儀器也是量子芯片的工業(yè)母機(jī)之一，是生產(chǎn)量子芯片的必要工具，可以大大縮短量子芯片的研發(fā)周期，進(jìn)一步提高量子芯片良品率。


量子芯片新突破

近日華為、百度等陸續(xù)公布了“超導(dǎo)量子芯片”專利，說明中國(guó)芯片在量子芯片技術(shù)上再進(jìn)一步，這對(duì)于中國(guó)芯片行業(yè)來說無疑是重大的技術(shù)突破，ASML勒住中國(guó)芯片脖子的EUV光刻機(jī)將逐漸被淘汰。

華為是中國(guó)技術(shù)研發(fā)實(shí)力最強(qiáng)的科技企業(yè)，在芯片技術(shù)方面更是有深厚積累，由于美國(guó)的限制，臺(tái)積電等芯片企業(yè)無法再為華為代工生產(chǎn)芯片，因此華為研發(fā)繞開EUV光刻機(jī)的新芯片技術(shù)更為迫切，如今它發(fā)布超導(dǎo)量子芯片專利，代表著它在新芯片技術(shù)方面的重大突破。

除了華為之外，在今年10月百度也公開了一件超導(dǎo)量子芯片專利，合肥本源量子計(jì)算公司更是在量子芯片制造、量子芯片工業(yè)設(shè)計(jì)軟件方面取得突破并籌建量子芯片生產(chǎn)線，這都顯示出中國(guó)芯片企業(yè)在量子芯片技術(shù)上的快速突破。

量子芯片被視為芯片技術(shù)的未來，可以大幅提升芯片的計(jì)算能力，改變當(dāng)下的芯片技術(shù)路線，其實(shí)除了量子芯片之外，中國(guó)在光子芯片方面的進(jìn)展更快。

日前報(bào)道指中國(guó)籌建全球第一條光子芯片生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)到2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，這就意味著中國(guó)在光子芯片商用方面走在了世界前面。光子芯片的運(yùn)行速度將是當(dāng)前硅基芯片的1000倍，而功耗將只有硅基芯片的千分之一。量子芯片和光子芯片的突破，為中國(guó)芯片行業(yè)的發(fā)展打開廣闊的前景。

對(duì)于中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)來說，目前最大的阻礙無疑就是EUV光刻機(jī)，由于眾所周知的原因，ASML至今無法對(duì)中國(guó)只有出貨EUV光刻機(jī)，而EUV光刻機(jī)對(duì)于中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)推進(jìn)7nm及更先進(jìn)工藝非常關(guān)鍵。

不過中國(guó)顯然不愿受困于EUV光刻機(jī)，基于現(xiàn)有的芯片技術(shù)，中國(guó)研發(fā)了芯粒技術(shù)，可以大幅提升芯片性能，依托于國(guó)內(nèi)已經(jīng)量產(chǎn)的14nm工藝可以獲得7nm的性能，并且中國(guó)的芯粒技術(shù)已走在世界前列，通富微電研發(fā)的5nm芯粒技術(shù)已獲得AMD的認(rèn)可，AMD交給通富微電近百億美元的訂單，另外一家東莞的企業(yè)更已研發(fā)出3nm封測(cè)技術(shù)，都凸顯出中國(guó)基于現(xiàn)有芯片技術(shù)的突破。

正如上述當(dāng)前的先進(jìn)芯片制造工藝還是需要EUV光刻機(jī)，中國(guó)也在努力尋求自研EUV光刻機(jī)，據(jù)悉已申請(qǐng)了數(shù)十項(xiàng)專利，只不過EUV光刻機(jī)需要上十萬個(gè)零件，本身就是一條很長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，解決EUV光刻機(jī)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，為此中國(guó)開始大舉發(fā)展新芯片技術(shù)，石墨烯芯片、量子芯片、光子芯片等都是中國(guó)正在研發(fā)的先進(jìn)芯片技術(shù)。

如今中國(guó)在量子芯片、光子芯片方面都取得了突破，那就意味著中國(guó)或?qū)?shí)現(xiàn)彎道超車，徹底繞開EUV光刻機(jī)，開辟新的芯片技術(shù)路線，徹底擺脫ASML的羈絆，如此中國(guó)可以徹底掌握芯片自研技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

光量子芯片的未來發(fā)展

數(shù)據(jù)處理：從戰(zhàn)略安全和發(fā)展戰(zhàn)略要求的角度來看，光量子芯片可以解決主要應(yīng)用中的許多重要問題，如數(shù)據(jù)處理方法耗時(shí)長(zhǎng)、無法并行處理、功能損失大等。例如，在以激光測(cè)距、限速和高分辨成像為總體目標(biāo)的長(zhǎng)距離、高速運(yùn)動(dòng)的毫米波雷達(dá)中，以及在以生物技術(shù)和納米技術(shù)組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)完成的高分辨無損檢測(cè)技術(shù)的新型測(cè)量顯微鏡相關(guān)成像武器裝備中，光量子芯片可以充分發(fā)揮其高速并行處理、低功耗和小型化的優(yōu)勢(shì)。

激光通信：室內(nèi)空間激光通信是目前解決室內(nèi)空間傳輸速度短的關(guān)鍵途徑，是打造綜合網(wǎng)絡(luò)信息的關(guān)鍵途徑；水下激光通信是解決水下數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸環(huán)境危害的關(guān)鍵途徑，也是構(gòu)建一體化水下通信系統(tǒng)的關(guān)鍵途徑。此外，還有具有戰(zhàn)略安全和發(fā)展戰(zhàn)略要求的行業(yè)，如星間互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、8G通信、智能遙感技術(shù)測(cè)繪工程等。所有這些都必須進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的快速、功耗和并行處理。光量子芯片將在這一戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用。

算法優(yōu)化：AI光量子芯片是一種匹配光學(xué)測(cè)量框架縱橫比和人工智能技術(shù)優(yōu)化算法的芯片設(shè)計(jì)。具有廣泛應(yīng)用于無人駕駛、安全監(jiān)控系統(tǒng)、語音識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、診療、手機(jī)游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、公司級(jí)服務(wù)器、大數(shù)據(jù)中心等重要人工智能技術(shù)行業(yè)的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

人工智能：類腦光量子芯片可以模擬和模擬人腦的計(jì)算，在模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，根據(jù)光量子帶的信息內(nèi)容求解數(shù)據(jù)信息，使芯片可以實(shí)現(xiàn)類似人腦的快速并行處理和功耗計(jì)算。將微結(jié)構(gòu)光量子集集成到基礎(chǔ)光量子芯片和基于電子光學(xué)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，對(duì)于解決未來功耗、高速運(yùn)行、寬帶網(wǎng)絡(luò)和大量信息資源管理等問題具有重要意義。

互聯(lián)網(wǎng)：每個(gè)人對(duì)計(jì)算機(jī)解決方案系統(tǒng)軟件的計(jì)算速率和速度都有越來越高的要求。破壞性創(chuàng)新的無效性使得電子芯片在處理速度和功能損失方面面臨巨大挑戰(zhàn)。光量子測(cè)量芯片具有并行處理速度快、功耗低的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來高速、大信息量和人工智能技術(shù)最有前途的測(cè)量和解決方案。