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研發(fā)光量子芯片,,中國或?qū)⒂瓉硇聶C遇

2022-05-24
來源:Ai芯天下
關(guān)鍵詞: 光量子 芯片 晶體管 無人駕駛

前言:

目前正在研制的可編程光量子芯片是一個全新的領(lǐng)域,各國都在同一個起跑線,,這無疑需要面臨著很大的風險,但國家依舊堅持于此技術(shù)的研究,。

全球都在戰(zhàn)略布局,,爭奪未來量子計算的制高點,這一領(lǐng)域,,中國不能輸,。

作者 | 方文

光量子芯片的發(fā)展性能

傳統(tǒng)芯片的性能主要取決于芯片集成的晶體管數(shù)量多少,如果單個晶體管較小,,那么構(gòu)成芯片所集成的晶體管數(shù)量就多,,所以芯片的運算能力較相對較強,,反之則較弱。

光量子芯片其實這一概念最早是在2008年由英國提出,,可能有些人不太了解,,光量子芯片與傳統(tǒng)芯片相比是一種全新的芯片形態(tài),有著傳統(tǒng)芯片無法比擬的優(yōu)勢,。

量子技術(shù).jpg

其最大的優(yōu)勢就是,,該款芯片是以光來作為載體的,,從而取代電的作用,,利用微納工藝進行加工,從而在芯片上集成更大量的光量子器件,,這樣的集成屬性使得此種芯片穩(wěn)定性更高,,性能也更為強大。

各國對光量子計算芯片研發(fā)投資

4月7日美國政府撥款2500萬美元支持芯片代工廠格芯開發(fā)光量子計算機,。

4月14日英特爾與代爾夫特理工大學 (TU Delft) 在英特爾半導體制造工廠使用替代和先進工藝成功地在28 Si/28 SiO2 界面上制造了量子點,。

4月19日荷蘭政府將通過國家基金并動員其他私營部門機構(gòu),向該國光子集成電路(PIC)產(chǎn)業(yè)投入11億歐元,,推動本土企業(yè)發(fā)展,。

4月26日據(jù)外媒報道,由德國初創(chuàng)企業(yè)Q.ANT牽頭,,14家合作伙伴組成“PhoQuant”項目,,目前正在開展可在常溫下運行的光量子計算芯片研發(fā)。

可繞開卡脖子光刻機

制造光量子芯片最引人注意的一點就是可以不借助于光刻機,。今年2月,,國防科技大學計算機學院QUANTA團隊,聯(lián)合軍事科學院,、中山大學等國內(nèi)外單位,,研發(fā)出一款新型可編程硅基光量子計算芯片,實現(xiàn)了多種圖論問題的量子算法求解,,被外界認為是繞開光刻機的辦法之一,,而美國卻眼熱要求技術(shù)共享。

這種新型量子芯片雖然也是采用微納加工工藝,,但是主要是在單個芯片上集成大量光量子器件,,由于生產(chǎn)原理的不同,所以可以繞開光刻機的限制,。

一旦光量子芯片成功商用,,諸如7nm、5nm等制程工藝的研究將失去原有的意義,,芯片制造領(lǐng)域也將邁進一個新的里程,,我們將突破芯片制造被卡脖子的困境,。

光量子芯片的研發(fā)和制作,并不依賴西方的高端光刻機,,一旦該技術(shù)研制成功,,并且走向成熟,我們將徹底打破被西方卡脖子的局面,。甚至在該領(lǐng)域,,乃至未來全球的芯片市場,我們都能占據(jù)優(yōu)勢,。

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用中的許多重要問題,如數(shù)據(jù)處理方法耗時長,、無法并行處理,、功能損失大等。

例如,,在以激光測距,、限速和高分辨成像為總體目標的長距離、高速運動的毫米波雷達中,,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技術(shù)的新型測量顯微鏡相關(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,。

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)測繪工程等,。所有這些都必須進行互聯(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測量框架縱橫比和人工智能技術(shù)優(yōu)化算法的芯片設計,。

具有廣泛應用于無人駕駛、安全監(jiān)控系統(tǒng),、語音識別技術(shù),、圖像識別技術(shù)、診療,、手機游戲,、虛擬現(xiàn)實技術(shù),、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、公司級服務器,、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?/p>

人工智能:類腦光量子芯片可以模擬和模擬人腦的計算,,在模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡架構(gòu)下,根據(jù)光量子帶的信息內(nèi)容求解數(shù)據(jù)信息,,使芯片可以實現(xiàn)類似人腦的快速并行處理和功耗計算,。

將微結(jié)構(gòu)光量子集集成到基礎光量子芯片和基于電子光學的神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中,對于解決未來功耗,、高速運行,、寬帶網(wǎng)絡和大量信息資源管理等問題具有重要意義。

互聯(lián)網(wǎng):每個人對計算機解決方案系統(tǒng)軟件的計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),。

光量子測量芯片具有并行處理速度快,、功耗低的優(yōu)點,,被認為是未來高速、大信息量和人工智能技術(shù)最有前途的測量和解決方案,。

結(jié)尾:

量子領(lǐng)域重大突破的消息意味著,,未來我國不僅將重點發(fā)展新型碳基芯片,還將加大量子芯片技術(shù)的研發(fā)力度,,作為未來中國芯片科技發(fā)展的新方向,。

部分內(nèi)容來源于:半導體產(chǎn)業(yè)縱橫:光量子芯片,中國或?qū)⒂瓉硇聶C遇,;騰訊新聞網(wǎng):光量子芯片———中國芯變道超車的機遇,;硝煙回憶:光量子芯片即將問世,中國團隊再度發(fā)力,,西方光刻機魔咒被打破,?;打破美國壟斷,,中國成功研發(fā)光量子芯片,,可成功繞開光刻機




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