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首条量子芯片产线!量子计算机“悟空”即将面世,中国或将迎来新机遇
2022-12-01 来源:半导体产业纵横&光明网
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关键词: 量子芯片 光刻机 ASML

今天从安徽省量子计算工程研究中心了解到,我国最强量子计算机“悟空”即将面世,国内首条量子芯片生产线正在紧锣密鼓生产“悟空芯”。这条量子芯片生产线最近多了一双“火眼金睛”:国内首个专用于量子芯片生产的NDPT-100无损探针电学测量平台(简称“无损探针台”),可实现量子比特电阻快速精准测量,像孙悟空的“火眼金睛”一样近乎零损伤识别量子芯片的质量优劣,从而进一步提高量子芯片良品率。



据悉,“无损探针台”可实现量子比特电阻快速精准测量,就像孙悟空的“火眼金睛”一样近乎零损伤识别量子芯片的质量优劣,从而进一步提高量子芯片良品率。

据了解,该无损探针台由合肥本源量子计算科技有限责任公司完全自主研发,最小测量范围缩至微米级,探针造成的薄膜伤痕直径最小在1微米以内,测量过程不影响超导量子比特相干性能,具备高稳定性和高运动精度的优势,也适用于半导体芯片、半导体器件等精密电气测试。目前,该无损探针台已在国内第一条量子芯片生产线上投入使用。

安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙博士介绍,就像光刻机是传统芯片制造的工业母机,这台仪器也是量子芯片的工业母机之一,是生产量子芯片的必要工具,可以大大缩短量子芯片的研发周期,进一步提高量子芯片良品率。


量子芯片新突破

近日华为、百度等陆续公布了“超导量子芯片”专利,说明中国芯片在量子芯片技术上再进一步,这对于中国芯片行业来说无疑是重大的技术突破,ASML勒住中国芯片脖子的EUV光刻机将逐渐被淘汰。

华为是中国技术研发实力最强的科技企业,在芯片技术方面更是有深厚积累,由于美国的限制,台积电等芯片企业无法再为华为代工生产芯片,因此华为研发绕开EUV光刻机的新芯片技术更为迫切,如今它发布超导量子芯片专利,代表着它在新芯片技术方面的重大突破。

除了华为之外,在今年10月百度也公开了一件超导量子芯片专利,合肥本源量子计算公司更是在量子芯片制造、量子芯片工业设计软件方面取得突破并筹建量子芯片生产线,这都显示出中国芯片企业在量子芯片技术上的快速突破。

量子芯片被视为芯片技术的未来,可以大幅提升芯片的计算能力,改变当下的芯片技术路线,其实除了量子芯片之外,中国在光子芯片方面的进展更快。

日前报道指中国筹建全球第一条光子芯片生产线,预计到2023年实现量产,这就意味着中国在光子芯片商用方面走在了世界前面。光子芯片的运行速度将是当前硅基芯片的1000倍,而功耗将只有硅基芯片的千分之一。量子芯片和光子芯片的突破,为中国芯片行业的发展打开广阔的前景。

对于中国芯片产业来说,目前最大的阻碍无疑就是EUV光刻机,由于众所周知的原因,ASML至今无法对中国只有出货EUV光刻机,而EUV光刻机对于中国芯片产业推进7nm及更先进工艺非常关键。

不过中国显然不愿受困于EUV光刻机,基于现有的芯片技术,中国研发了芯粒技术,可以大幅提升芯片性能,依托于国内已经量产的14nm工艺可以获得7nm的性能,并且中国的芯粒技术已走在世界前列,通富微电研发的5nm芯粒技术已获得AMD的认可,AMD交给通富微电近百亿美元的订单,另外一家东莞的企业更已研发出3nm封测技术,都凸显出中国基于现有芯片技术的突破。

正如上述当前的先进芯片制造工艺还是需要EUV光刻机,中国也在努力寻求自研EUV光刻机,据悉已申请了数十项专利,只不过EUV光刻机需要上十万个零件,本身就是一条很长的产业链,解决EUV光刻机需要较长的时间,为此中国开始大举发展新芯片技术,石墨烯芯片、量子芯片、光子芯片等都是中国正在研发的先进芯片技术。

如今中国在量子芯片、光子芯片方面都取得了突破,那就意味着中国或将实现弯道超车,彻底绕开EUV光刻机,开辟新的芯片技术路线,彻底摆脱ASML的羁绊,如此中国可以彻底掌握芯片自研技术优势。




光量子芯片的未来发展

数据处理:从战略安全和发展战略要求的角度来看,光量子芯片可以解决主要应用中的许多重要问题,如数据处理方法耗时长、无法并行处理、功能损失大等。例如,在以激光测距、限速和高分辨成像为总体目标的长距离、高速运动的毫米波雷达中,以及在以生物技术和纳米技术组件内部结构完成的高分辨无损检测技术的新型测量显微镜相关成像武器装备中,光量子芯片可以充分发挥其高速并行处理、低功耗和小型化的优势。

激光通信:室内空间激光通信是目前解决室内空间传输速度短的关键途径,是打造综合网络信息的关键途径;水下激光通信是解决水下数据信号传输环境危害的关键途径,也是构建一体化水下通信系统的关键途径。此外,还有具有战略安全和发展战略要求的行业,如星间互联网技术、8G通信、智能遥感技术测绘工程等。所有这些都必须进行互联网大数据的快速、功耗和并行处理。光量子芯片将在这一战略性产业中发挥关键支撑作用。

算法优化:AI光量子芯片是一种匹配光学测量框架纵横比和人工智能技术优化算法的芯片设计。具有广泛应用于无人驾驶、安全监控系统、语音识别技术、图像识别技术、诊疗、手机游戏、虚拟现实技术、工业互联网、公司级服务器、大数据中心等重要人工智能技术行业的发展潜力。

人工智能:类脑光量子芯片可以模拟和模拟人脑的计算,在模拟人脑的神经网络架构下,根据光量子带的信息内容求解数据信息,使芯片可以实现类似人脑的快速并行处理和功耗计算。将微结构光量子集集成到基础光量子芯片和基于电子光学的神经网络数据处理系统中,对于解决未来功耗、高速运行、宽带网络和大量信息资源管理等问题具有重要意义。

互联网:每个人对计算机解决方案系统软件的计算速率和速度都有越来越高的要求。破坏性创新的无效性使得电子芯片在处理速度和功能损失方面面临巨大挑战。光量子测量芯片具有并行处理速度快、功耗低的优点,被认为是未来高速、大信息量和人工智能技术最有前途的测量和解决方案。



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