近10年來，我國在量子計算方面一直走在世界前面，在2011年國內就建立量子衛(wèi)星技術研究，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 IPRdaily 發(fā)布2022年全球量子計算技術發(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，國內量子計算機“悟空”即將面世。同時，我國第一條量子芯片生產線正在緊鑼密鼓生產“悟空芯”，該芯片為“悟空”配套的量子芯片。
值得注意的是，該量子芯片生產線采用了國內首個專用于量子芯片生產的NDPT－100無損探針電學測量平臺（簡稱“無損探針臺”），以實現(xiàn)高質量生產。目前，無損探針臺已在國內第一條量子芯片生產線上投入使用。
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，測量過程不影響超導量子比特相干性能，具備高穩(wěn)定性和高運動精度的優(yōu)勢，也適用于半導體芯片、半導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測量，零損傷識別量子芯片的質量優(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具有重要作用，它是生產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)有硅基半導體技術生產自旋量子計算芯片，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晶圓成功生產出了10000個量子點陣列，并使用專門設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期工作。
值得注意的是，目前為止大多數(shù)量子芯片生產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，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備相比，提高芯片產量和均勻一致性，使芯片制造商能控制技術確定優(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)提高設備品質，并開發(fā)更大規(guī)模系統(tǒng)，創(chuàng)建模塊化架構，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 計算機可以進行復雜的量子計算。Osprey 可使同一臺設備同時控制 400 多個量子比特，并且可以與量子計算機的相關設備匹配，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備運行起來更穩(wěn)定。Osprey 的導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，借此降低設備體積與使用過程中的能量損耗。
IBM表示，已準備好開始實現(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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