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。

　　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(xué) (TU Delft) 在英特爾半導(dǎo)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(xué)計算機學(xué)院QUANTA團隊，聯(lián)合軍事科學(xué)院、中山大學(xué)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(yīng)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(luò)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(xué)測量框架縱橫比和人工智能技術(shù)優(yōu)化算法的芯片設(shè)計。

　　具有廣泛應(yīng)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(wù)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(luò)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(chǔ)光量子芯片和基于電子光學(xué)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(dǎo)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。