量子芯片还用光刻机吗?有什么进展?

由于光刻机买不到最先进的产品,芯片工艺落后于台积电,为什么不改变我们的思路呢?目前,我们很难赶上世界光刻机和芯片制造技术的发展水平。

  据中科院有关专家采访,

  在经过中国科学院院士的不懈努力,我国自主开发的2种纳米芯片技术在关键技术上取得了重大突破。

  最近有网友提出,为什么不改变一种思维方式呢?专注于量子芯片、光学芯片技术的研究和开发,以达到一种超越的方式。最近,网上出现了很多关于量子芯片的新闻。

  确实,我们是否能正确地改变我们的想法,但最基本的工业系统仍然必须努力发展,团结全国和所有能够团结一致的力量,打破美国的技术障碍。

  重要的是要知道,世界芯片技术的研究和发展仍然主要以5纳米技术为基础,并试图探索3纳米芯片的研究和开发。中国科学院在2纳米芯片领域的宣布已经是世界前沿的一项突破,也将被视为我国芯片技术发展史上非常耀眼的一步。

  美国对限制的武断政策给高通带来了一个黑暗时刻。因为世界其他国家都会担心科技企业,也许有一天会轮到他们自己。因此,不仅是国内企业,还有韩国和日本,都有意或无意地降低了对高通的依赖。

  国内小米、奥普开始转向联发、体和三星共同开发芯片,并与韩国和日本公司达成战略。

  革命性技术的出现将使最初的垄断巨头瞬间崩溃。下一代光学芯片和量子芯片即将问世。

  现在中国不能只盯着硅片,把太多的精力放在忽视尖端技术的积累上,总是跟在别人的屁股后面。硅片要发展,基础科学研究不能丢,双手要硬!

  如果我们在量子芯片的开发上取得成功,它将具有深远的意义。届时,美国主导的西方硅芯片垄断体系可能崩溃。你认为我们能绕道超越西方技术吗?

  当时,美国走数字化道路,日本不相信坚持极端研究模拟信号,最终落后于美国!那你为什么不研究量子芯片光学芯片呢?如果它能工作呢?

  中国的智慧从来没有被摧毁过,中国想要做的事情肯定会实现的。

  一切皆有可能,技术总是颠覆性的,时代在变化,我相信这是一个伟大的创新!

量子芯片就是将量子线路集成在基片上,进而承载量子信息处理的功能。借鉴于传统计算机的发展历程,量子计算机的研究在克服瓶颈技术之后,要想实现商品化和产业升级,需要走集成化的道路。超导系统、半导体量子点系统、微纳光子学系统、甚至是原子和离子系统,都想走芯片化的道路。从发展看,超导量子芯片系统从技术上走在了其它物理系统的前面;传统的半导体量子点系统也是人们努力探索的目标,因为毕竟传统的半导体工业发展已经很成熟,如半导体量子芯片在退相干时间和操控精度上一旦突破容错量子计算的阈值,有望集成传统半导体工业的现有成果,大大节省开发成本。

半导体的产业链非常之长,做一个芯片最起码需要IC(集成电路)设计、芯片制造、封装、测试四个基本步骤。阿里此次投资成立的平头哥是做IC设计的,而我国最不落后的恰恰就是IC设计,拥有包括华为海思、紫光展讯等等一大批还算有实力的企业。

中国芯片落后于人主要是指芯片制造环节落后于人,而芯片制造落后于人主要是光刻机落后于人。据重器君了解,我国目前成功商业化的光刻机最高分辨率只能达到90纳米,而荷兰的ASML早就量产了7纳米光刻机,正在向5纳米及以下进军,两者差距最乐观估计也在10以上。

中国在光刻机上与国外差距巨大

可以说,IC设计只要程序员肯花时间敲代码,几个月就能设计出一款高端手机芯片。而半导体加工设备以及芯片制造上的差距,没有数十年如一日的科技积累和上万亿的资本砸下去是绝对抹不平的。

与此同时,我国的芯片进口却屡创新高,今年前半年就进口了1467.05亿美元的芯片,比去年同期暴增35%。我国芯片对外依存度远远超过石油对外依存度,时刻都有被人掐脖子的风险,这对我们这个追求独立自主、谋求民族复兴的国家来说是不能忍受的。

半导体大基金才是中国芯片崛起的关键

于是在2014年,由国家财政、国开金融、中国烟草、中国移动等国有资本共同出资成立半导体大基金,第一期募集1387亿人民币,第二期募集资本预计超过2000亿人民币,以此为基础撬动上万亿资金来扶持中国整个半导体产业链。这才是中国芯片崛起的根本,阿里在这样的大手笔面前,简直就如同过家家。

当然了,多一个人就多一分力量,马云最起码心里还想着搞芯片,比那些搞房地产、卖广告、卖游戏的不知道高到哪里去了。




马云说:量子计算只要一台服务器就可以替换掉阿里云的100万台服务器!

所谓的量子芯片,如果它指的是产生量子的芯片的话,以目前的技术来看,最有效的还是光刻机制成的芯片。

但是哪怕光刻机的最小精度,也比一个量子要大许多倍,也许量子技术达到商用水平的时候,我们可以采用量子刀来雕刻芯片,或者更多的技术能力依赖于云计算。

为什么我们要用到那么高精度的芯片?

实际上芯片完成的大多数计算,都可以采用通用的计算机编程实现,不过,当根据一个专用需要,采用逻辑电路对它的算法优化后,它的功耗更低,成本更好。

在三十年前,大家都喜欢用一个叫“计算器”的工具,它的体积和现在一台手机差不多大,里面也采用了晶体管电子板来实现。

今天, 我们的手机芯片里一个相当于三十年前万分之一体积的集成芯片电路,就可以实现比“计算器”更强的功能。

这就是“摩尔定律”的影响,不停地采用集成度更高,密度更高的芯片来实现更多的功能,让生活更丰富多采!

为什么量子计算会减少芯片的使用

我们要实现量子计算,最重要的是产生可用于科学计算的量子,但是由于量子极不可测量,产生起来也很困难。

IBM声称将提供一台53量子位的量子计算机,这台计算机用很小的体积,有希望达到相当于目前10万台云计算节点的计算能力,是人类历史上划时代的进步。

所以说,量子计算是从另一个角度上解决了计算的集成度的问题,它采用通用的计算方式,一样可以节省耗能和成本 。

理论上,量子计算机出来之后,很多我们依靠专业芯片达成的计算能力,可以很快地转移到通用的,采用量子计算技术的云计算中。

所以从这个角度来讲,量子计算抢了芯片计算的蛋糕,降低了芯片的使用范围。

量子计算机的制造也要依赖于传统的芯片技术

但是,量子计算机并不是凭空产生的,要产生量子,一样需要采用传统的物理设备、电气技术,进行复杂的计算产生。

而为了进行这些计算,和加速它们,都需要更为专业的芯片,无论是通用的CPU工具,还是专门为量子计算设计的专用芯片,它们都需要光刻机来制造。

同样,也会遵循摩尔定律,为了生产量子,实现量子计算,集成度越高的芯片效果就会更好。

未来也有可能采用量子来生成芯片

我们知道,现在的芯片的精度就是最小的晶体管的直径,采用了半导体技术和光刻机之后,我们可以把一个晶体管的径长降低到5纳米之内,从而大大增加集成度,达成了更丰富的功能。

可是理论上来说,采用激光刻录的芯片,最小的径长取决于原子的直径,就是采用一个原子来做晶体管的时候,它的径长,决定了芯片的极限精度。

这个精度是多少?

台积电公布大约是0.1nm!氢原子大小的极限芯片,就是光刻机的物理极限。

但是比原子还小的是质子和电子,比电子更小的才是量子,它们的比较关系如下:

  • 分子10^(-10)m
  • 原子10^(-10)m
  • 质子10^(-15)m
  • 中子10^(-15)m
  • 电子10^(-16)m
  • 夸克10^(-18)m
  • 科学家们认为原子是物质的最小单位,而量子是能量的最小单位。它至少是原子大小的亿分之一!

所以你想想就能知道,如果人类能够让量子听话地跑出自已的路线,或者成为晶体管,那我们的集成度将会是现在的几亿倍还不止。

一个手机那么大小的芯片,可能比现在全世界所有的计算机加起来的计算能力还要强上不少!

未来是量子力学的未来

今天我们的经典物理已经遇到了很多极限的难题,比如说宇宙航行永远不能超越光速就是一个困难,制约着我们前进的深度和广度。

但是光速在量子信息传递的速度面前,不值一提!

所以全世界的领先国家都把对量子力学的研究作为重中之重。

量子计算能解决当前计算能力不足的问题,用云计算取代大部分的专用芯片能力!

量子通信能解决我们的通信速度和保密性!

量子的大小很可能制造出我们目前难以想象到集成度的芯片!

正因为这样,马云不惜重金资助中科院联合建设了国内第一家量子计算机研究的私人资助实验室,一旦量子力学搞出来了,阿里云就再也不用大量地购买美国人的芯片和服务器了。

量子的发展体现了一句古话,我思故我在!

最好送一首好诗给那些对量子有兴趣的人们:

庄周梦蝶先秦时,

蝶梦庄周未可知,

量子计算达宇宙,

一夕再无光刻机!

很高兴能够看到和回答这个有趣的问题!

在回答这个问题之前,我们先来了解一下什么是量子芯片

我们听到的量子芯片就是在主面板上集成了量子电路,所以它是一种量子信息处理功能。考虑到传统计算机的发展进程,量子计算机的研究在经历了狭隘的技术定位后,必须走上一体化道路,才能保证产业的商业化和现代化。超导系统、量子半导体系统、微波光度计系统,甚至原子和离子系统都在结晶的过程中。

从发展来看,芯片的超导量子系统在技术上超越了其他物理系统;传统的半导体量子点系统也是一个研究课题,因为毕竟传统的半导体产业已经足够成熟,比如半导体量子芯片的相干性和精确管理,一旦超过了量子计算允许的门槛,预计传统的半导体集成和现有的产业成果将大大节省开发成本。

量子芯片还用光刻机吗?中国的量子芯片发展真的如网上传言的那样吗?

我想我们听到的都是新闻。比如,中国和浙江省的主要中学都在使用高水平的 “芯片”,并测试了量子芯片24-Qubit的精度;为了实现全球挑战,超导量子芯片”,更不用说量子混沌仪器中最先进的quobits 世界纪录在中国创造。

近日,我们也知道,南京大学马士文教授团队在芯片上对光子传输模式进行编码,终于制作出了有源量子芯片。可以说,我们在量子芯片领域确实走在了前面。

目前正在努力研发3款纳米级量子芯片。中国纳米芯片科学研究院宣布,在世界范围内取得突破,将被视为芯片技术史上非常光明的一步。

美国的任意限制政策,迫使人们不得不采取隐蔽的、高度警惕的行动。因为世界上其他国家会担心科技公司,说不定哪天就会轮到他们。所以,不仅是国内企业,韩国、日本都在无形中降低了对高科技的依赖。

其实,芯片技术是通过光刻技术和其他多软件技术实现的。量子芯片需要量子计算,数字集成芯片则产生数字计算。从这个角度来看,他的本质可以从很多不同的方面进行探索。此外,新加坡南太平洋科技大学也开发了一种新的1%量子芯片,这表明与目前的芯片相比,除非严格满足摄影师的需求,否则很难满足量子芯片的需求。

我想我们听到的都是新闻。例如,中国和浙江省的大型中学采用了高速数字芯片,并测试了量子芯片24-Qubit的精度;为了实现全球的复杂性,超导quot量子芯片数量的世界纪录已经更新,更不用说制造混乱了 固态量子器件已经改变。

事实上,我们认为量子芯片是实验室里最重要的东西。

虽然我们希望他能够得到一个很高的评价,至少在很长一段时间内,他还在去实验室的路上。我们确实希望在摄影和石刻方面取得一些成果,但是这需要时间。

芯片技术实际上是通过光刻机和其他多功能技术来实现的。量子芯片需要量子计算,数字集成芯片产生数字计算。从这个角度看,可以从不同的角度看他的本质。此外,新加坡南太平洋科技大学也开发了一种新的1%量子芯片,这表明与目前的芯片相比,除非严光刻机的需求,否则很难满足量子芯片的需求。这也说明了光刻机将继续成为芯片生产的主力工具,在未来很长的时间里,世界上的任何一块芯片都将离不开光刻机,没有光刻机,所有的芯片生产都将是一片空白,包括量子芯片在内,也将离不来光刻机!

事实上,我们认为量子芯片是实验室里最重要的东西。虽然我们希望得到一个很高的评价,但至少在很长一段时间内,她还在去实验室的路上。我们确实希望在摄影和石刻方面取得一些成果,但这需要时间。

幸运的是,在其他领域,我们还在不断改进或克服国际上的技术限制。例如,武汉国家光电研究中心。据报道,该团队成功利用远程光场发射9纳米相机,并将最小宽度改为9纳米线,以实现超高分辨率的突破和创新。这就是为什么我们必须保持希望的原因。因此,量子芯片一直是一个问题。为什么这种想法和量子芯片具有扩展和整合的优势?

当美国走数字路线时,日本不相信它会继续研究极端的模拟信号,最终落后于美国! 日本的量子芯片是个不错的选择。那么为什么不研究量子芯片呢?如果运气好呢?

天道酬勤,科学的攀登的道路充满艰难困苦,不过我相信中国的智慧,在上个世纪,我们伟大的祖国在离开苏联人的帮助下,撸起袖子加油干,靠着算盘和无尽的演算,愣是搞出了原子弹,世人为之惊叹。诚然,光刻机研发虽难,但是我相信在我们我的努力下,我们一定能够攻克这一难关!

以上便是我的一些见解和回答,可能不能如您所愿,但我真心希望能够对您有所帮助!不清楚的地方您还可以关注我的头条号“每日精彩科技”我将竭尽所知帮助您!

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【量子芯片会不会是我们突破光刻机束缚的最主要方式?现在的量子芯片进展如何】

从目前来看,我觉得我们听到的所有突破的内容,很多都是新闻上的。比如之前的中科大和浙大的都采用了高量子比特芯片,并且还通过实验验证了24-Qubit 量子芯片的正确性;浙大方面,经过多家研究院的合作,合作开发出具有 20 个超导量子比特的量子芯片,实现全局纠缠,更是刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。

我们在最近还知道的是,南京大学的马小松教授团队通过对芯片上光子的路径模式进行编码,最终实现了有源集成光量子芯片。可以说不管是中科大、浙大还是南大,可以说在量子芯片领域,我们确实走在了前沿。

现在的芯片技术是实际上通过光刻机等进行光刻,多道程序实现芯片的制成;而量子芯片需要量子计算,而数字集成电路芯片进行的是数字计算,从这个角度,就能发现它们的本质的不同。而且据说新加坡南阳工业大学开发了正常芯片百分之一大小的新型量子通信芯片,说明相比现在的芯片,除非是技术方面能够达到量子芯片光刻机的要求,否则很难达到量子芯片的要求。

其实,我们觉得量子芯片更多只是在实验室中,虽然我们对于它的期待值很高;但是,至少有相当长一段时间,它还是处于一种实验室的路子。我们确实期待在光刻机领域有所作为,不过还是需要一定的时间的。

好在我们在别的方面已经不断的提升或者打破国际的技术束缚,比如武汉光电国家研究中心的一家团队据说已经成功推出了一台9nm光刻机通过使用远场光学,雕刻最小线宽为9nm的线段,实现了从超分辨率成像到超衍射极限光刻制造的突破和创新。因此,我们应该保持绝对的期待。

如今我们所使用的几乎所有电子产品都是基于硅基半导体,大规模集成电路小型化经过封装就形成了芯片。

大规模集成电路一直都遵循着摩尔定律发展,集成电路上的晶体管数量会每隔18个月增加一倍。如今芯片每平方毫米的晶体管密度已经高达1.76亿,一块苹果A14芯片85平方毫米的面积就塞下了125亿~150亿颗晶体管。这已经不是差之毫厘谬以千里了,目前仅有AMSL的极紫光刻机(EUV)才有这样的能力和精度制造这样的芯片。EUV不仅年产量少,一年仅能生产几十台,而且西方33个国家签订的《瓦森纳协定》给我们设下了门槛,想买都买不到。

量子计算是采用2个量子状态来叠加以及纠缠,只要物质的物理性质具有二阶系统就有可能作为量子计算的材料。所以实现量子计算的工艺和材料都会有别于传统的大规模集成电路芯片。

量子计算机是一套光学组件组成的硬件系统,光路结构决定了量子计算机的算法。而量子芯片拥有多种物理实现体系,比如光子、拓扑量子、超导量子电路、硅量子点、金刚石空位、离子阱等。比如以光子作为量子比特的量子计算机,就需要能够产生光子的单光子源,通过改变光子的状态、完成算法的光路结构来完成计算。但量子计算机目前还是需要普通的电脑进行基本信息的输入和输出。

想要完全的理解量子计算,就必须完全的摒弃传统基于电子“0”、“1”计算的老套路,而采用量子材料来制造一台全新的机器,我们脑袋里对于量子计算的理解就会很快的得到解决。

什么是量子计算

我们可以通过儿时玩的高尔顿板来理解量子计算,一颗小球从上端入口在第一个钉板上有一半的几率往左,也有一半的几率往右,用严谨的数据计算可以计算出小球跌落哪个槽的概率。但如果采用统计概率就很快能够得出结论,就是把很多的小球扔下去之后,所有凹槽内的小球会呈现出一种统计规律,而严谨的数据计算是很难计算出最终的答案,随着钉板和凹槽的增加计算的复杂程度会呈现指数级别的增加。

波色取样问题就是量子版的高尔顿板,只不过小球变成了光子,而钉板变成了分束器,光子最终从哪些出口出来会被探测记录下来,但累积到一定数量之后,光子数的分布就会完成一个采样。如此非常复杂的问题只是一瞬间就解出来了。

传统的电子电路仅能通过电通断的开关特性来表示“0”、“1”,再由电路构建逻辑门来完成与、或、非以及更为复杂的操作。通常情况下“0”、“1”仅能够表示00、01、10、11这四种可能性,而量子天生就具有叠加特性,可以进行并行计算,所以量子可以在“0”、“1”的基础上再乘以一个系数叠加成为更多的可能性,并且随着系数的增加,蕴含的信息量和运算速度会呈现指数级增加,传统计算机提鞋都不配。

英特尔实验室推出的17量子位的CMOS超导体芯片比i7快6万倍。之所以叫超导是因为量子芯片只要有一点噪声和温度过高就会导致量子位罢工,所以英特尔将为它造了一个绝对安静、低温的环境。

量子计算的现状

从客观的角度来说我国在量子计算领域可以说在第一梯队。2020年12月4日我国相关技术团队研制出了76个光子的量子计算原型机“九章”,它比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍,运算速度是谷歌53个超导比特量子计算机原型机“悬铃木”的一百亿倍。

最主要的是“九章”达成了量子研究的里程碑节点:量子霸权。标志着量子计算机可以解决传统电脑难以解决的问题。当然量子霸权仅仅只是量子计算机发展的一个很小阶段。

总结

毫无疑问当量子芯片、量子计算机发展到可以正式商用民用的时候,还要啥自行车,要啥光刻机。掌握了量子芯片技术意味着拿着开启未来大门的钥匙,传统硅基芯片的终点仅仅只是量子芯片的起点。


以上个人浅见,欢迎批评指正。

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量子芯片还用光刻机吗?有什么进展?对于芯片来说其实光刻机是无法绕开的,因为生产制造芯片就是需要光刻机的,那么现在有一种全新的量子芯片,还需要使用光刻机?下面和大家一起来说一说。

何为量子芯片

简单的来说,就是将量子线路集中在芯片的基带里面,那么通过这种方式,可以实现芯片承载量子信息处理的一种功能。

但是现在的量子芯片在技术上面已经遇到瓶颈了,如果说想要在量子芯片上面实现商业化的话,那么就需要走成半导体的路线,而这些年我们国家在量子芯片领域所取到的成绩也是非常不错的,更是研发出来中国的24位量子比特量子芯片。

这类型的芯片对于用户来说,其实在性能方面更加强劲,而且芯片的体积更小,能够具备目前智能手机芯片的所有功能,所有对于将来的手机行业芯片的发展,量子芯片还是非常值得期待。

量子芯片现在有何进展

现在量子芯片一直都是大家所关注的地方,那么为何会出现这样的问题,其实这个主意还是和量子芯片所具有的优秀拓展性和集成性为主的。

而且研发量子芯片能够有利于我们打破外国芯片的垄断,这也是非常重要的事情,是具有划时代意义。

而现在量子芯片最新的进展就是我国企业率先的研发出来与之相关的量子芯片,同时能够打破外芯垄断。


最后,对于说量子芯片来说,确实是值得用户所使用和期待的,而且对于我们自主研发也是有非常大的意义,那么大家还有什么不同的看法,可以在下方留言,咱们一起探讨!

    量子芯片对光刻机的依赖程度会很小。因为,传统的计算机、手机处理器芯片逻辑门是晶体管(0和1)高低频电路,而量子芯片并不是逻辑门的原理(0和1),我国能够通过量子芯片实现弯道超车吗?

    传统的芯片制造

    我们日常生活中用到、看到的电子设备,比如手机、电脑、电视等,都离不开芯片,而芯片是由数以万计的晶体管构成的,华为的麒麟990 5G处理器只有指甲壳大小,集成了103亿个晶体管。单个晶体管的结构如下图所示▼。

    生产芯片的关键设备之一是“光刻机”。目前,最先进的光刻机是荷兰ASML的EUV光刻机,台积电、三星已经利用EUV光刻机,制造出了5nm制程工艺的芯片,华为的下一代处理器麒麟1020将会采用台积电的5nm制程工艺。

    我国生产光刻机最先进的企业是上海微电子,目前只能量产90nm制程工艺的光刻机。大陆的晶圆代工厂中芯国际,早在2018年就成功预定了一台荷兰ASML的EUV光刻机,因为很多原因,至今未收货,一定程度上限制了中芯国际研发新工艺的脚步。

    量子芯片

    随着摩尔定律的终结,在后摩尔时代,为了提高运算嘟嘟,不少科学家提出了量子计算机。量子计算机的核心是量子芯片。

    量子芯片集成了大量的量子逻辑单元,可以执行量子信息处理过程,比如量子化学模拟,量子人工智能等,突破了传统计算机的算力极限。

    目前,超导系统、半导体系统、离子陷阱系统等,都是相应量子芯片的研究,然而未来量子芯片采用哪种技术路线,还未有定论。

    我国的本源量子和中科大合作研发了“玄微”,是第一代半导体二比特量子芯片,本源量子还自主研发了“夸父”,第一代超导六比特量子芯片,距当前国际先进水平只有一步之遥。


    总之,传统的IC芯片,已经到了7nm、5nm、3nm,很快就到了极限,摩尔定律已经失效,制造业的光刻机也会遇到光衍射的问题。未来量子计算、量子芯片、生物芯片将会是一个全新的世界。

如果觉得对你有帮助,可以多多点赞哦,也可以随手点个关注哦,谢谢。

半导体量子芯片目前应该还是需要用到光刻机,量子芯片是通过传统芯片和量子相结合,但是碳基芯片使用的纳米碳管搭建,不需要光刻机。

目前我国的量子芯片处于世界领先的状态,屡次突破世界记录,并且由我国中科大、浙江大学等科研团队共同努力下,已经成功的研发出“24位量子比特量子芯片”,在量子芯片领域取得了新突破。

量子芯片的优势

量子芯片的优势在于量子的可纠缠性和并行能力,量子的纠缠性就是说当你移动或者触发其中一个量子的时候,另外一个量子也会发生变化,因为其量子的不可能测量性很多科学家都想尽了办法,最终还是没有办法突破,所以正式因为如此,使用量子芯片制作的量子计算机传输的数据,几乎没有任何人能够就行破解。

不光如此,量子芯片的并行运算能力也是非常厉害的,量子芯片里面拥有无数个量子晶体管,通过激发后,量子的速度可以突破传统物理芯片的极限,并且量子计算机的存储方式是指数形式的,如果将量子位提升到300个,就能存储比宇宙中所有原子还要多的数字,除了能同时并行运算,还可以进行逆运算,量子计算机的性能或将是传统计算机的上万甚至上百万倍,为我们以后进行太空探索提供非常大的帮助。

量子芯片的缺点

量子作为一个最小且不可分割的单位,想要操控它可并不容易,并且在自然环境中它的形态变化是很难受到控制的,想要控制它只能在零下220℃的温度下进行。这样在制作过程和设备上都有着非常大的困难,特别是在芯片的材料上面。

总结

除此之外,相对于传统的物理芯片,量子芯片的主要工作方式是通过量子跳跃来实现的,需要的电流也是微乎其微,这样就导致了量子芯片的功耗非常低,也不会产生较大的热量。

许多的回答者其实都是半知不懂(包括本人),可能他自己说的自己都不懂。量子学科不仅仅是一门深奥的科学理论,也是近年来一直是科学前沿的高深领域,放在这里讨论的意义不大,理解不到位也说不清楚明白。

个人对量子领域的简陋理解:

其实早在30多年前,物理学家费曼就提出利用量子构建计算系统。量子计算在金融分析、药物研究、材料制备、半导体等领域都具有很大优势。

我们知道,经典计算机是用0和1二进制的方式储存与处理数据,非0即1。那量子计算强在哪里?它的基本计算单元「量子比特」可以同时是0和1,即允许“叠加态”共存。这便是量子计算的不可思议的并行计算能力。可操纵的量子比特数量增加将会让量子计算的运算能力实现指数级增长,从而远超传统电子计算机的性能。

就好比此前的例子,曾经有科学家用1600台计算机,花了8个月的时间,成功分解了一个129位大数的质因数,如果用量子计算机可能只需几秒钟的工夫。

量子芯片目前在半导体领域的进展?

常听说量子计算在金融分析、药物研究、材料制备、半导体等领域都具有很大优势。那就半导体领域而言,量子芯片又有了哪些进展?

  • 中科大:24 位量子比特量子芯片。

具体细节描述我也没看明白。大概是说中科大和中科院的研究团队采用一块 24 量子比特(Qubit)的量子芯片进行试验。通过对超过20个超导量子比特的高精度相干调控,实现了Bose-Hubbard梯子模型多体量子系统的模拟。

  • 20位量子比特量子芯片。

全球顶级学术期刊《Science》在2019年8月9日的时候,刊登了中国学者在量子计算研究中的新进展。这项成果由浙江大学、中科院物理所、中科院自动化所、北京计算科学研究中心等国内单位组成的团队通力合作。

研究团队开发出具有20个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠。虽然量子比特数没有达到 24,但是该芯片成功操控其实现全局纠缠,刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。

量子芯片的发展前景?

当前火热的AI、物联网、VR、大数据、云计算也都离不开芯片的支撑。而芯片制作完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、测试等几个环节,其中晶片制作过程尤为的复杂。

目前光刻机顶尖水平在7nm EUV,并向5nm工艺迈进。技术上来说光刻机的精度可以继续提升,但在越来越小的线宽下,芯片上的器件和线路的可靠性会变得越来越差。

而量子芯片就是将量子线路集成在基片上,进而承载量子信息处理的功能。那倘若随着未来芯片的工艺尺寸的发展,也克服了量子计算的瓶颈技术之后,是否意味光刻机并不是硅基芯片的终结者,量子芯片才是下一代技术?

但仍然值得一提的是,量子计算虽然已经问世,但目前乃至长期都还处于研发实验室阶段,距离能解决实际问题可能还需要比较漫长的一段时间。

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作者: admin

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