近10年來,,我國在量子計算方面一直走在世界前面,,在2011年國內(nèi)就建立量子衛(wèi)星技術(shù)研究,2016年發(fā)射了首顆量子衛(wèi)星墨子號,。
近期,,國外第三方機構(gòu) IPRdaily 發(fā)布2022年全球量子計算技術(shù)發(fā)明專利排行榜(TOP100),。排行榜顯示,合肥本源量子計算科技有限責(zé)任公司(以下簡稱“本源量子”)以234件量子計算發(fā)明專利數(shù)和133件發(fā)明專利被引證數(shù),,在專利數(shù)量和被引證數(shù)量上均居全國第一,,且進入全球前十,。
筆者了解到,,本源量子量子計算專利數(shù)量,連續(xù)3年居于全國第一,。從專利被引證數(shù)量來看,,該榜單前十名企業(yè)來自美國、日本,、加拿大和中國,,其國內(nèi)只有本源量子進入榜單前十,位居全國第一,。
近日,,安徽省量子計算工程研究中心表示,國內(nèi)量子計算機“悟空”即將面世,。同時,,我國第一條量子芯片生產(chǎn)線正在緊鑼密鼓生產(chǎn)“悟空芯”,該芯片為“悟空”配套的量子芯片,。
值得注意的是,,該量子芯片生產(chǎn)線采用了國內(nèi)首個專用于量子芯片生產(chǎn)的NDPT-100無損探針電學(xué)測量平臺(簡稱“無損探針臺”),以實現(xiàn)高質(zhì)量生產(chǎn),。目前,,無損探針臺已在國內(nèi)第一條量子芯片生產(chǎn)線上投入使用。
據(jù)了解,,該無損探針臺由本源量子完全自主研發(fā),,最小測量范圍縮至微米級,探針造成的薄膜傷痕直徑最小在1微米以內(nèi),,測量過程不影響超導(dǎo)量子比特相干性能,,具備高穩(wěn)定性和高運動精度的優(yōu)勢,也適用于半導(dǎo)體芯片,、半導(dǎo)體器件等精密電氣測試,。“無損探針臺”可實現(xiàn)量子比特電阻快速精準(zhǔn)測量,,零損傷識別量子芯片的質(zhì)量優(yōu)劣,。
安徽省量子計算工程研究中心副主任賈志龍博士表示,無損探針臺對量子芯片的生產(chǎn)具有重要作用,,它是生產(chǎn)量子芯片的必要工具,,地位如同光刻機是傳統(tǒng)芯片制造的工業(yè)母機一樣,此機器可以大大縮短量子芯片的研發(fā)周期,進一步提高量子芯片良品率,。
英特爾成功制造量子芯片
10月8日,,處理器龍頭英特爾(Inte)實驗室和組件研究組織對外公布成功以現(xiàn)有硅基半導(dǎo)體技術(shù)生產(chǎn)自旋量子計算芯片,且良率達到了95%,,這一成就代表了英特爾在晶體管制造工藝上擴大規(guī)模和努力制造量子芯片的一個重要里程碑,。
據(jù)悉,英特爾的研究使用EUV光刻工藝,,在300mm晶圓成功生產(chǎn)出了10000個量子點陣列,,并使用專門設(shè)計的量子低溫探測器Cryoprober對最新硅自旋量子運算芯片進行了測試。
為保持量子比特的穩(wěn)定性,,Cryoprobe在極低的溫度(1.7開爾文或-271.45攝氏度)下運行,,測試確認自旋量子運算芯片運行穩(wěn)定性,也證實300毫米晶圓上95%的量子位封裝芯片按預(yù)期工作,。
值得注意的是,,目前為止大多數(shù)量子芯片生產(chǎn)努力一次只制造一個。而英特爾的 EUV 工藝似乎能夠在晶圓上制造多個量子芯片,,且具有上述出色的均勻性和良率,。
此外,英特爾的量子計算芯片制造技術(shù),,是允許單電子狀態(tài)跨芯片自動收集數(shù)據(jù),,以完成迄今最大單量子點和雙量子點,也就是超過900個單量子點和超過400個雙量子點,。與早期自旋量子運算設(shè)備相比,,提高芯片產(chǎn)量和均勻一致性,使芯片制造商能控制技術(shù)確定優(yōu)化制造過程,。
英特爾量子硬件總監(jiān)James Clarke表示,,這代表未來能朝商業(yè)量子計算機數(shù)千或數(shù)百萬個量子比特方向邁出重要一步。英特爾也將繼續(xù)提高設(shè)備品質(zhì),,并開發(fā)更大規(guī)模系統(tǒng),,創(chuàng)建模塊化架構(gòu),幫助量子運算發(fā)展,。
IBM研發(fā)的量子計算新芯片亮相
除了英特爾在量子芯片上取得了進一步的成果,,IBM也緊隨其后。
近期11月,,IBM宣布推出最新研發(fā)的量子計算芯片“魚鷹”(Ospreychip),,該芯片含433個量子比特,比之去年的“鷹”芯片(Eaglechip,,127個量子比特)多3倍以上,。
據(jù)了解,,新的 Osprey 計算機可以進行復(fù)雜的量子計算。Osprey 可使同一臺設(shè)備同時控制 400 多個量子比特,,并且可以與量子計算機的相關(guān)設(shè)備匹配,,并輸出精確的信號、頻率與功率,。
在配置方面,,與去年發(fā)布的 Eagle 一樣,Osprey 之中的線路分布具有多層次,。這種線路布局增強了信號傳輸和設(shè)備安裝的靈活性,。同時,Osprey 可憑借特殊的集成濾波功能可以降噪并且使設(shè)備運行起來更穩(wěn)定,。Osprey 的導(dǎo)線密度相較于以往計算機提升了百分之七十,大大降低了相關(guān)成本,。
IBM還發(fā)布了配套 Qiskit Runtime 軟件的更新版本,,以解決Osprey 中的糾錯問題。此外,,Osprey 運用柔性帶狀電纜可以在低溫條件下使用,。據(jù)悉,該芯片可以在 -269.15℃ 的低溫下發(fā)揮作用,,IBM將電路進行了集成,,借此降低設(shè)備體積與使用過程中的能量損耗。
IBM表示,,已準(zhǔn)備好開始實現(xiàn)以量子為中心的超級計算機,,該計算機系統(tǒng)將在明年年底前正式投入使用,能夠通過連接其它三個量子系統(tǒng)構(gòu)建出多達16632個量子比特計算系統(tǒng),。同時,,計劃在2025年推出超4000個量子比特的系統(tǒng)。
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