量子计算机悟空将面世,究竟是怎么一回事?

今年初，我国第一条量子芯片生产线在合肥建成，11月30日，记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉，最近，这条产线上出现了一双“火眼金睛”，可以近乎零损伤识别量子芯片的质量优劣。基于这条产线上生产的“悟空

正文摘要:

今年初，我国第一条量子芯片生产线在合肥建成，11月30日，记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉，最近，这条产线上出现了一双“火眼金睛”，可以近乎零损伤识别量子芯片的质量优劣。基于这条产线上生产的“悟空芯”，量子计算机“悟空”即将推出，问世后，这台“合肥造”量子计算机有望成为国内市面上顶尖的商用量子计算机。正式投入应用后，这台高算力的量子计算机将赋能金融、化工材料、生物医药、人工智能、大数据等众多行业。量子计算机悟空将面世究竟是怎么一回事，跟随小编一起看看吧。

今年初，我国第一条量子芯片生产线在合肥建成，11月30日，记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉，最近，这条产线上出现了一双“火眼金睛”，可以近乎零损伤识别量子芯片的质量优劣。基于这条产线上生产的“悟空芯”，量子计算机“悟空”即将推出，问世后，这台“合肥造”量子计算机有望成为国内市面上顶尖的商用量子计算机。

这台量子芯片生产线上的“火眼金睛”是国内首个专用于量子芯片生产的NDPT-100无损探针电学测量平台（简称“无损探针台”），这台设备可以实现量子比特电阻快速精准测量，像孙悟空的“火眼金睛”一样近乎零损伤识别量子芯片的质量优劣，从而进一步提高量子芯片良品率。

记者获悉，该无损探针台由合肥本源量子计算科技有限责任公司完全自主研发，它的最小测量范围可缩至微米级，探针造成的薄膜伤痕直径最小也在1um（微米）以内。测量过程中，不影响超导量子比特相干性能，同时，具备高稳定性和高运动精度的优势，也适用于半导体芯片、半导体器件等精密电气测试。目前，该无损探针台已在国内第一条量子芯片生产线上投入使用。

记者获悉，当前，本源量子芯片生产线正在紧锣密鼓生产“悟空芯”，这块芯片是为“悟空”量子计算机配套的量子芯片。本源量子工作人员向记者透露，“悟空”量子计算机即将推出，问世后，这台“合肥造”量子计算机有望成为目前国内市面上顶尖的商用量子计算机。正式投入应用后，这台高算力的量子计算机将赋能金融、化工材料、生物医药、人工智能、大数据等众多行业。

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光子、量子芯片，EDA软件都来了！中国有底气打赢这场芯片战

在5G、大数据、云计算、人工智能以及物联网等领域数字化发展的大背景下，一颗只有指甲盖大小的芯片几乎成了所有行业发展的重要基石，芯片的重要性也被提到了前所未有的高度，成为了大国博弈的关键产业之一。可以说，谁在芯片领域掌握了核心技术，谁就能在这场科技之战中掌握话语权。

众所周知，芯片是美国人在二十世纪五六十年代发明的。因此，作为芯片发源地的美国如今牢牢掌握着芯片领域的话语权。为了确保自己的霸主地位不受威胁，它绝不希望他国能掌握这门技术。一旦发现任何苗头，老美就会不惜动用国家力量，试图将其消灭在萌芽之中。

正因如此，所以当老美得知我国的华为、中芯国际、长江存储等科技企业在芯片领域有所成就时，老美就开始疯狂对这些中国芯片企业进行一波又一波的严厉制裁，比如刻意修改芯片规则，严禁三星、台积电为国内芯片代工，限制ASML对中国出口光刻机，断供EDA软件，与日韩及中国台湾联手组建芯片四方联盟等等。这一系列操作的目的就是为了遏制中国芯片的发展，并确保自己在芯片领域处于绝对领先地位。

但是，老美怎么也没想到，算计来算计去，最后却还是失算了。因为中国芯片虽然遭遇了一系列的围追堵截，但是我国在芯片领域还是取得了许多重大突破。老美想卡我们的脖子，终于还是没卡住。如今，国产光子芯片、量子芯片以及EDA软件都来了。

先说成熟芯片方面，目前我国已经在28nm国产芯片上站稳了脚跟。实际上，我国在中低端的成熟芯片上的市场是巨大的，因为不管是电动智能汽车、家用电器、工业互联网，即便是高速飞行器，需要的大部分都是28nm制程工艺的芯片。

更何况我们不止有28nm芯片，其实我国也早已实现14nm芯片的量产。不要以为成熟芯片就不够先进，要知道，全球的芯片量产企业中，也只有英特尔、台积电、三星等少数几家企业才拥有14nm的制造技术。另外，国产成熟芯片的产能也迎来了大爆发。数据显示，我国目前已经拥有了平均日产10亿颗芯片的能力。

再看高端芯片方面。了解芯片的人可能都知道，目前主流的芯片使用的都是硅基电子芯片，全球最先进的芯片工艺是台积电和三星的3nm制程，而硅基电子芯片发展到1nm就到了它的物理极限。

这是为什么呢？原因并不复杂，这是因为受限于摩尔定律，每隔18到24个月，集成电路上可以包容的元器件数目会增加一倍并且性能也会相应地增加。随着计算速率和集成度的不断提高，硅基电子芯片将面临越来越严重的串扰、功耗、时延等一系列固有瓶颈，传统芯片越来越受到晶体管数量布局的挑战。

此外，摩尔定律这个特点也让芯片制造商们很头疼，芯片要在每1~2年的时间里集成度翻倍，这样的话，时机和价格的控制就显得非常重要。慢了，价格降低，市场饱和了，没有多余的市场，会导致产能过剩，公司也会相应地出现财务问题，甚至存在倒闭的风险。快了，市场回报期变长，还来不及消化新一代的芯片。所以摩尔定律其实是摆在芯片制造商面前的一道难题，亟待新材料新技术的出现来破解这一困局。

而在芯片新材料研发方面，我国已经走在了世界的前沿，已经成功研发出光子芯片。在理想状态下，光子芯片的计算速度比电子芯片快约1000倍，同时功耗更低，仅有电子芯片的9万分之一，可以从性能上突破摩尔定律的限制。

更为重要的是，光计算芯片与电子芯片原理不同，它不依赖晶体管优化，而是通过光电转换原理、利用光信号传播速度更快、功耗更低和不受电磁干扰等特性，实现更快速度和更低功耗完成特定计算任务。同时芯片制造环节全流程都可以在国内实现，这是我们芯片领域“换道超车”的好机会。

可喜的是，据悉我国中科芯通正在筹备建设国内首条“多材料、跨尺寸”的光子芯片生产线，并将在今年建成投产。如果这一目标能够顺利实现，不仅能填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白，而且中国也将实现真正的国产高端芯片！

还有量子芯片领域，其实我国早有布局。早在2020年与2021年，中科大就研制成功九章光量子计算机和祖冲之号超导量子计算机，仅用200秒就完成了超级计算机25亿年才能完成的庞大数据量，其计算速度均已超越美国“悬铃木号”量子计算机，可以说我们已经初步掌握了量子霸权。

此外，华为在去年11月也发布了超导量子芯片专利，可有效降低量子比特之间的串扰，大幅提高计算速度。相比电子芯片，量子芯片性能更强、功耗更低，其制备环节主要是把量子线路集成在基片上，而不需要使用EUV光刻机。

而想要真正掌握量子霸权，不仅要掌握自主研发，更要能实现自主生产。

令人振奋的是，近日我国最强量子计算机“悟空”面世，同时国内首条量子芯片生产线也正在紧锣密鼓生产“悟空量子芯片”。

而在这条生产线上有一双火眼金睛，可实现对量子比特电阻的快速精准测量，近乎零损伤识别量子芯片的质量优劣，从而进一步提高量子芯片良品率。它就是由合肥本源量子自主研发的国内首个NDPT-100无损探针电学测量平台，其最小测量范围缩至微米级，探针造成的薄膜伤痕直径最小在1um以内，测量过程不影响超导量子的性能，具备高稳定性和高运动精度的优势，同时也适用于半导体芯片、半导体器件等精密电气测试。

再看芯片设计必备的EDA软件，我们之前一直使用的EDA软件知识产权都是美国的。当老美修改了芯片规则之后，全球EDA软件的授权就出现了问题，我国的EDA软件业被终止了授权，所以迫使我们不得不开始自研EDA软件！

经过不断努力攻关，如今国产EDA软件已经取得重大突破，国内的本源量子就发布了首个用于量子芯片设计的工业软件Q-EDA——本源坤元，可同时支持超导和半导体量子芯片自动化设计，进一步实现我国量子芯片的自主研发及批量生产。

此外，华大九天、芯华章等企业也都已经推出了国产EDA软件，并且中企弘快科技研发的RedEDA软件已经正式完美适配麒麟操作系统。相信用不了多久，我们自研的国产EDA软件就能正式商用了。

事实已经证明，中国芯的发展已经呈现势不可挡之势。越是被老美卡脖子，我国的芯片技术发展得越快。反而是美国半导体企业经营状况出现了严重的下滑趋势，出现了诸如库存积压、营收缩水、市值蒸发等严重问题。难怪有些美国媒体感叹：当芯片战开始的那一刻，我们其实已经输了。

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