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量子计算硬件进展-量子计算机进度

量子计算 10个月前 (06-13) 94

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1、阿里云首席量子科学家施尧耘在近期的Future Forum上，以前瞻性的眼光探讨了量子计算机的未来。他强调，量子计算的焦点不应仅停留在量子比特的数量上，而应关注算法、软件和应用的创新与整合。

1、还是需要去依靠光刻机来进行的。而且现在量子芯片也是能够让我们自己觉得这一个技术的优势，能够造成一些电路芯片的下一步可能在集成电路芯片的一些性能上，也是能够取决于我们自己晶体管的数量。

（图片来源网络，侵删）

2、国内研发的光量子芯片在硅基芯片的基础上，利用光学和量子计算等知识进行整合，令芯片的精准度更高，使用稳定性更好，且信息留存度强，能够在恶劣环境下保持正常使用。

3、当前，进展最快的是超导量子技术。2019年10月，谷歌公司用一块53比特的超导量子芯片实现了量子优越性，证明了在某一特定问题上（随机量子电路***样）量子计算机超越经典计算机的能力。

4、目前，只有荷兰的阿斯麦尔（ASML）公司能够制造高端光刻机。沙子经过提炼，变成99999%纯度的单晶硅锭，随后被切割成晶圆，并通过光刻机等一系列设备，将芯片的庞大设计图层叠“刻在”硅片上。经过切割和封装后，就形成了手机和电脑中的芯片。

（图片来源网络，侵删）

5、量子芯片的制造对光刻机没有依赖。目前市面上的芯片几乎都需要光刻机完成制造，如果生产高端芯片还需要利用EUV光刻机。量子芯片不同于硅基芯片，量子芯片是运用量子碰撞实现信息的交互，在整个的制造环节，对光刻机没有依赖。因此发展量子芯片可以摆脱国内芯片制造企业对西方芯片技术的依赖。

知情人士透露，微软与高通曾讨论过研发一款能承受极低温度的芯片，以适应量子计算的严苛环境。尽管合作未果，高通数据中心项目的削减给了微软绝佳的挖角机会。微软将量子计算项目转移至与Azure云计算服务相关的硬件团队，霍尔姆达尔等高管的加入，预示着微软在硬件研发上的投入巨大，每年可能投入数十亿美元。

按照规划，这个实验室将会实现从量子芯片设计到封装测试的全链条开发。也就是说，国内芯片企业将会通过研发量子的方式芯片对传统芯片设计、生产商进行弯道超车。值得一提的是，目前国内量子芯片生产仍是以实验室加工为主。而想要实现量子芯片规模生产，就必然需要成熟的制造工艺和成熟的生产加工模式。

从理论上讲，量子芯片是一种可以绕过传统硅芯片制造的光刻机。量子芯片将量子电路集成在基片上，通过量子碰撞技术处理和传输信息，而根本不需要光刻机。尽管量子技术已经取得了一些成就，但在投入商业应用之前还有很长的路要走。

量子计算机的核心是用于存储和操作信息的量子位元。发表在杂志上的一篇新论文科学呼吁材料专家为制造量子位元贡献新想法，量子位元有多种形式。图中显示了五种不同的量子位类型。从左上顺时针方向：超导量子比特，硅量子点，钻石色中心，捕获离子和拓扑保护系统。

中国之所以在量子领域取得如此巨大的成就，是中国科学家所有努力的结果，而在光量子芯片领域，我国将在不久的将来冲破一切障碍，成功实现大规模生产光量子芯片。我们相信，在即将到来的5G大数据时代，光量子芯片将在更多领域发挥巨大作用，一定是适应未来时代发展的最佳选择。

新材料既是当代高新技术的重要组成部分，又是发展高新技术的重要支柱和突破口。正是因为有了高强度的合金，新的能源材料及各种非金属材料，才会有航空和汽车工业；正是因为有了光纤，才会有今天的光纤通讯；正是因为有了半导体工业化生产，才有今天高速发展计算机技术和信息技术。

在量子硬件的硬件平台上，量子材料的作用不可忽视，它们对于固态量子比特和支撑材料的优化至关重要，这涉及多学科的协同创新。材料革新与技术驱动量子材料的相干性特性，突破了经典物理的界限，为技术变革提供了可能，如MRI和量子计算的显著提升。

1、计算机科学：量子计算机能够通过利用量子叠加态和纠缠态进行并行计算，提供比传统计算机更高效的算法，从而在解决某些特定问题时具有巨大优势。例如，量子计算可以在短时间内解决传统计算机需要花费几百年甚至更长时间才能解决的问题，如分解大素数、优化问题等。

2、中国科学家取得里程碑式进展成功构建了76个光子的量子计算原型机。根据现有理论，其速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍，比去年谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机快一百亿倍。这是一个里程碑式的进展，代表着我国达到了量子计算优越性（也称量子霸权）。

3、近日，本源量子联合中科大研究团队在量子近似优化算法（Quantum Approximate Optimization Algorithm，后称“QAOA”）的研究中取得最新进展。

4、我国在QIT领域取得的成果包括如下2016年：世界首颗量子通信科学实验卫星“墨子号”发射成功。2017年：10量子比特量子计算芯片研制成功。2020年：“九章”原型机高斯玻色***样实现量子计算优越性。2020年：分布式量子精密测量。

关于量子计算硬件进展，以及量子计算机进度的相关信息分享结束，感谢你的耐心阅读，希望对你有所帮助。