Les bonnes nouvelles concernant la puce quantique à photons de mon pays se répandent, la machine de lithographie EUV est devenue « enfant abandonné » ?

Je me souviens encore qu'en 18/19, le mot le plus populaire dans le cercle des sciences et technologies nationales était "dépasser sur une courbe". De nos jours, alors que de plus en plus de sociétés nationales de semi-conducteurs se lancent dans la fabrication de puces, le terme "dépassement dans les virages" n'est pas mentionné si souvent. Probablement parce qu'après avoir appris à connaître la honte, ne connaître que l'art n'est pas bon.
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Après que l'industrie nationale des puces ait été ciblée par le gouvernement américain, les lacunes ont été complètement exposées et les logiciels de conception EDA, les matériaux semi-conducteurs, les machines de lithographie EUV, etc. sont devenus des « cous coincés ». Dans le cadre de la politique du gouvernement américain consistant à "tirer le premier coup", la plupart des entreprises de semi-conducteurs en herbe ont choisi la stratégie de développement consistant à faire profil bas et à essayer de faire preuve de courage.
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L'attitude industrielle des chips domestiques a en effet été très faible au cours des deux dernières années, mais l'idée et la pratique du "dépassement dans les virages" n'a en fait pas été interrompue un instant. C'est une tentative très importante pour changer l'écologie de la l'industrie des puces grâce à la technologie de communication quantique.
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Nouvelle avancée de l'équipe de l'académicien Guo Guangcan
Récemment, l'équipe de l'académicien Guo Guangcan de l'Université des sciences et technologies de Chine a réalisé des progrès originaux dans la recherche sur le stockage quantique et les réseaux quantiques. Les résultats ont été publiés dans la revue de renommée internationale Nature Communications le 19 juillet. D'un point de vue détaillé, le résultat est une innovation dans l'écho photonique. Il a déposé un brevet d'invention d'« écho photonique sans bruit », qui peut être utilisé dans la solution de stockage quantique originale de mon pays avec des droits de propriété intellectuelle indépendants.
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En termes de mise en œuvre, la solution combine de manière créative différentes impulsions de contrôle de fréquence et deux processus de recentrage, de sorte que le niveau d'énergie supérieur de l'écho photonique émis et le niveau d'énergie supérieur de la population résiduelle soient des niveaux d'énergie différents, de sorte qu'il puisse être filtré à travers le spectre Élimine strictement le bruit d'émission spontanée et résout le problème selon lequel le niveau d'énergie supérieur de l'émission d'écho photonique et le niveau d'énergie supérieur de la population résiduelle sont nécessairement contaminés au même niveau d'énergie, de sorte que la technologie peut être utilisée dans le quantum domaine.
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Les examinateurs de "Nature Communications" estiment que ce programme est un développement important vers une mémoire quantique haute performance.
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Nouvelle piste de puce
Les puces quantiques ont toujours été considérées comme une opportunité historique à ne pas manquer. Par définition, une puce quantique intègre des circuits quantiques sur un substrat, et porte alors la fonction de traitement de l'information quantique, et est considérée comme le « cerveau » du « futur ordinateur ». Bien entendu, la transformation des puces traditionnelles en sous-puces ne se fait pas du jour au lendemain et a traversé plusieurs étapes au cours de cette période.
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Le premier est la proposition de la technologie des points quantiques semi-conducteurs. La théorie de base des points quantiques semi-conducteurs est qu'un contrôle de porte logique à un qubit et une porte NON contrôlée à deux qubits peuvent être combinés avec n'importe quel contrôle de porte logique quantique universel.Cette méthode a un contrôle pratique, une vitesse ultra-rapide, une intégration et un parallélisme Compatible avec des avantages importants tels que la technologie électronique traditionnelle des semi-conducteurs, il jette les bases du développement de l'informatique quantique pratique des semi-conducteurs.
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Cependant, la technologie des points quantiques à semi-conducteurs présente également des inconvénients. Elle utilise l'interaction d'échange entre des points quantiques et des qubits adjacents pour réaliser des opérations de porte logique quantique multi-bits. Les opérations de porte logique entre des qubits non voisins doivent passer par une série de portes voisines. La combinaison d'opérations est terminée, ce qui augmente considérablement le nombre et la difficulté des opérations de porte logique dans le processus de calcul.
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Après les points quantiques semi-conducteurs, les systèmes qubit supraconducteurs sont devenus le courant dominant. Ce dernier utilise des concepts tels que les cavités résonantes de transmission supraconductrices pour réaliser un bus de données quantiques dans lequel des points quantiques semi-conducteurs sont couplés à des qubits non voisins, ce qui résout le problème de transmission d'informations entre des points quantiques non adjacents.
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À l'heure actuelle, les entreprises nationales se sont déjà engagées à ouvrir complètement la chaîne industrielle des systèmes qubit supraconducteurs. Il y a peu de temps, Hefei Benyuan Quantum et Hefei Jinghe Integrated Circuit Co., Ltd. ont signé un accord de coopération. Les deux parties construiront conjointement un laboratoire commun Benyuan-Jinghe Quantum Chip, dédié à la réalisation du développement de l'ensemble de la chaîne de conception de puces quantiques. à l'emballage et aux tests. Actuellement, la société a lancé deux puces quantiques supraconductrices, la Kuafu KF C6-130 6 bits et la Kuafu KF C24-300 24 bits.
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Kuafu KF C24-300 (Source de l'image : site officiel d'Origin Quantum)
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Revenons ensuite au sujet de notre article : l'équipe de l'académicien Guo Guangcan a favorisé les progrès des qubits optiques dans le stockage quantique grâce à la technologie « écho de photons sans bruit », qui a levé un autre obstacle important pour la réalisation de puces quantiques optiques. Quantum a de nombreuses théories obscures, y compris la superposition quantique, l'effondrement quantique et l'intrication quantique. Parmi eux, l'informatique quantique doit réaliser l'intrication quantique afin de réaliser le traitement de l'information, et plus il y a d'intrication, mieux c'est. Le stockage quantique consiste à transmettre des informations à travers des quanta de lumière et à stocker des informations à travers des atomes. Le stockage basé sur la technologie d'écho quantique de lumière utilise principalement le principe de l'élargissement non uniforme réversible contrôlé. Une fois que le milieu a complètement absorbé le signal lumineux, il libère le même après un certain temps Le signal d'écho de l'état quantique. Le plan initial aura inévitablement le problème de la pollution sonore, qui finira par entraîner une distorsion de l'information.L'équipe de l'académicien Guo Guangcan a résolu ce problème.
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Ces dernières années, l'équipe de l'académicien Guo Guangcan a réalisé à plusieurs reprises des percées dans le domaine des puces quantiques optiques. Il n'y a pas si longtemps, l'équipe a publié des résultats de recherche dans Physical Review Letters.Sur la base de l'effet Hall de la vallée de l'énergie photonique, une interférence quantique a été réalisée dans la structure de la puce isolante topologique liée à la vallée de l'énergie.
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En plus de l'équipe de l'académicien Guo Guangcan, l'équipe de Jin Xianmin de l'Université Jiaotong de Shanghai est également une équipe représentative dans le domaine des puces quantiques optiques dans mon pays. Il y a quelques jours également, l'équipe de Jin Xianmin a proposé le premier schéma de calcul quantique optique dédié évolutif basé sur une puce photonique intégrée pour les systèmes physiques, et a pour la première fois implémenté un algorithme d'accélération quantique pour le problème « arrivée rapide » dans une expérience .
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Alors que les problèmes sur la voie de la technologie quantique optique sont surmontés un par un, l'industrie des puces devrait créer une voie d'évolution qui ne nécessite plus de machines de lithographie EUV. Ici, la différence entre les puces quantiques légères et les puces électroniques doit être mentionnée. Le progrès des puces électroniques consiste à rendre les transistors de plus en plus petits et à obtenir des performances système plus élevées par zone de puce.Par conséquent, le processus de fabrication des puces électroniques s'étendra sur 14 nm, 10 nm, 7 nm et 5 nm jusqu'au bout. Lorsque le processus atteint 7 nm et moins, la machine de lithographie EUV est indispensable. Par conséquent, lorsque la machine de lithographie EUV devient un lien "collé cou", mon pays ne pourra pas entrer dans le domaine de la fabrication de puces électroniques en dessous de 7 nm.
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En revanche, en raison du support de transmission, la puce photonique elle-même présente les avantages d'une vitesse élevée, d'une faible consommation d'énergie et d'une anti-interférence.En même temps, la puce photonique ne poursuit pas le processus de fabrication extrêmement avancé et le processus mature peut faire jouer les avantages de la haute performance du système. , Est largement optimiste dans les domaines de l'informatique, de la transmission, du stockage et de l'affichage.
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Du concept à l'atterrissage
La technologie de communication quantique est très appréciée dans notre pays, et la plupart des recherches actuelles sont basées sur la théorie de l'intrication quantique de la technologie de communication quantique légère. La fin académique a résolu à maintes reprises les problèmes techniques liés aux photons d'un point de vue technique, mais pour atteindre l'atterrissage, il faut toujours la participation de l'industrie.
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Dans une perspective de progrès, mon pays a déjà amorcé l'industrialisation dans le domaine des communications quantiques sécurisées et se situe au niveau international de pointe. En septembre 2017, la première ligne interurbaine de communication sécurisée quantique au monde, la ligne interurbaine Pékin-Shanghai, a été officiellement ouverte. À l'avenir, une telle technologie de sécurité des communications jouera un rôle énorme dans le développement des domaines militaires et civils. À l'heure actuelle, un grand nombre de sociétés cotées nationales ont été incluses dans les actions du concept de «communication quantique», notamment Yaguang Technology, Guodeng Electronics, Hengtong Optoelectronics et China Great Wall.
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Dans le domaine des puces, nous avons vu le potentiel des puces quantiques légères et une opportunité de « dépassement en courbe ». Bien sûr, certains disent que lorsque tout le monde roule à grande vitesse, il n'est pas possible de doubler un virage, et il est seulement possible de changer de voie. À l'heure actuelle, il existe déjà des entreprises nationales qui fabriquent des puces quantiques. Si la vision de ces entreprises se réalise enfin, alors nous avons en effet ouvert une nouvelle voie.