量子芯片研发的新进展是什么意思?
近年来,芯片的热度不降,尤其是随着5G的大规模发展和新能源汽车的发展,对芯片的需求达到了前所未有的程度。因此,全世界都出现了“芯片荒”。中国作为全球最大的芯片进口国,受到的影响越来越大。不过,虽然部分芯片采购仍受制于海外公司,但好消息是,未来这种情况将得到很大改善。因为量子芯片要来了。如果量子芯片能够研发成功,将彻底改变目前的局面。
或许还有很多人对量子芯片不熟悉。但它是在电子大国中发展起来的。
那么什么是量子芯片呢?
量子芯片是集成在主面板上的量子电路,所以是量子信息处理功能。基于叠加和纠缠的量子力学特性,量子计算机可以实现远超经典计算机的计算能力飞跃,被誉为信息时代的“核武器”,关系到国家未来的核心竞争力。而量子芯片就是这种颠覆性技术的核心。
与经典计算机中的CPU类似,量子芯片是量子计算机的中央处理单元,也称为QPU(Quantum Processing Unit),集成了量子计算机的计算单元——量子比特。量子芯片的制造工艺越成熟,集成的量子位越多,其计算能力就越强大。理论上,一台300个量子比特的量子计算机可以计算出比整个宇宙中原子总和还要多的数据。
目前进展最快的是超导量子技术。从2019到10,Google用53位超导量子芯片实现了量子优势,证明了量子计算机在一个特定问题(随机量子电路采样)上超越了经典计算机。
国产量子芯片
据最新消息,合肥本元量子与合肥晶和集成电路公司已签署合作协议,双方将共建本元-晶和量子芯片联合实验室。
按照规划,这个实验室将实现从量子芯片设计到封装测试的全链条开发。换句话说,国内芯片公司将通过开发量子芯片来超越传统的芯片设计者和制造商。
值得一提的是,目前国内量子芯片生产仍以实验室加工为主。要实现量子芯片的规模化生产,需要有成熟的制造技术和成熟的生产加工模式。
事实上,两家公司共建实验室的最终目的是让量子计算芯片的生产线尽快落地,这也是国内量子计算产业发展的最大障碍。
而对于起源联合实验室——晶和量子芯片的建立,美国詹姆斯院士甚至直言,美国未来不可能拿芯片在中国做文章,芯片大战终将告一段落。相信未来中国的量子芯片会在国际上大放异彩。