近10年來，我國在量子計(jì)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(hào)。

　　近期，國外第三方機(jī)構(gòu) IPRdaily 發(fā)布2022年全球量子計(jì)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(jì)算科技有限責(zé)任公司(以下簡稱“本源量子”)以234件量子計(jì)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(jìn)入全球前十。

　　筆者了解到，本源量子量子計(jì)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(jìn)入榜單前十，位居全國第一。

　　近日，安徽省量子計(jì)算工程研究中心表示，國內(nèi)量子計(jì)算機(jī)“悟空”即將面世。同時(shí)，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(gè)專用于量子芯片生產(chǎn)的NDPT-100無損探針電學(xué)測量平臺(tái)(簡稱“無損探針臺(tái)”)，以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量生產(chǎn)。目前，無損探針臺(tái)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(tái)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(yùn)動(dòng)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?！盁o損探針臺(tái)”可實(shí)現(xiàn)量子比特電阻快速精準(zhǔn)測量，零損傷識(shí)別量子芯片的質(zhì)量優(yōu)劣。

　　安徽省量子計(jì)算工程研究中心副主任賈志龍博士表示，無損探針臺(tái)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(jī)是傳統(tǒng)芯片制造的工業(yè)母機(jī)一樣，此機(jī)器可以大大縮短量子芯片的研發(fā)周期，進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jì)算芯片，且良率達(dá)到了95%，這一成就代表了英特爾在晶體管制造工藝上擴(kuò)大規(guī)模和努力制造量子芯片的一個(gè)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(gè)量子點(diǎn)陣列，并使用專門設(shè)計(jì)的量子低溫探測器Cryoprober對最新硅自旋量子運(yùn)算芯片進(jìn)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(yùn)行，測試確認(rèn)自旋量子運(yùn)算芯片運(yùn)行穩(wěn)定性，也證實(shí)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(gè)。而英特爾的 EUV 工藝似乎能夠在晶圓上制造多個(gè)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(jì)算芯片制造技術(shù)，是允許單電子狀態(tài)跨芯片自動(dòng)收集數(shù)據(jù)，以完成迄今最大單量子點(diǎn)和雙量子點(diǎn)，也就是超過900個(gè)單量子點(diǎn)和超過400個(gè)雙量子點(diǎn)。與早期自旋量子運(yùn)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(jì)算機(jī)數(shù)千或數(shù)百萬個(gè)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(yùn)算發(fā)展。

　　IBM研發(fā)的量子計(jì)算新芯片亮相

　　除了英特爾在量子芯片上取得了進(jìn)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(jì)算芯片“魚鷹”(Ospreychip)，該芯片含433個(gè)量子比特，比之去年的“鷹”芯片(Eaglechip，127個(gè)量子比特)多3倍以上。

　　據(jù)了解，新的 Osprey 計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行復(fù)雜的量子計(jì)算。Osprey 可使同一臺(tái)設(shè)備同時(shí)控制 400 多個(gè)量子比特，并且可以與量子計(jì)算機(jī)的相關(guān)設(shè)備匹配，并輸出精確的信號(hào)、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(qiáng)了信號(hào)傳輸和設(shè)備安裝的靈活性。同時(shí)，Osprey 可憑借特殊的集成濾波功能可以降噪并且使設(shè)備運(yùn)行起來更穩(wěn)定。Osprey 的導(dǎo)線密度相較于以往計(jì)算機(jī)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(cuò)問題。此外，Osprey 運(yùn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)以量子為中心的超級計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)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(gè)量子系統(tǒng)構(gòu)建出多達(dá)16632個(gè)量子比特計(jì)算系統(tǒng)。同時(shí)，計(jì)劃在2025年推出超4000個(gè)量子比特的系統(tǒng)。