Хорошие новости о распространении фотонных квантовых чипов в моей стране, машина для EUV-литографии стала «брошенным ребенком»?

Я до сих пор помню, что в 18/19 году самым популярным словом в отечественной науке и технике было «обгон на кривой». Среди них слово «чиповая промышленность» и это слово сочетались наиболее тесно и часто. В наши дни, когда все больше и больше отечественных полупроводниковых компаний погружаются в производство микросхем, термин «обгон на поворотах» используется не так часто. Наверное, потому, что после того, как ты научился познавать позор, одно только знание искусства - нехорошо.
К
После того, как правительство США стало мишенью для отечественной индустрии микросхем, недостатки были полностью раскрыты, и программное обеспечение для проектирования EDA, полупроводниковые материалы, машины для литографии EUV и т. Д. Стали «застрявшими шеями». В соответствии с политикой правительства США «выстрелить первым» большинство честолюбивых полупроводниковых компаний выбрали стратегию развития, заключающуюся в том, чтобы оставаться в тени и проявлять смелость.
К
Промышленное использование бытовых чипов действительно было очень низким в последние два года, но идея и практика «обгона в поворотах» фактически ни на мгновение не прервалась. Это очень важная попытка изменить экологию традиционного промышленность микросхем с помощью технологий квантовой связи.
К
1
Новые успехи коллектива академика Гуо Гуанцана
Недавно группа академика Го Гуанцана из Университета науки и технологий Китая добилась значительных успехов в исследованиях квантового хранилища и квантовых сетей. Результаты были опубликованы 19 июля во всемирно известном журнале Nature Communications. С детальной точки зрения результатом является инновация в области фотонного эха. Она подала заявку на патент на изобретение «бесшумное фотонное эхо», которое может быть использовано в оригинальном квантовом хранилище моей страны с независимыми правами интеллектуальной собственности.
К
С точки зрения реализации, решение творчески объединяет различные импульсы управления частотой и два процесса перефокусировки, так что верхний уровень энергии излучаемого фотонного эха и верхний уровень энергии остаточной совокупности являются разными уровнями энергии, поэтому его можно фильтровать через спектр Строго устраните шум спонтанного излучения и решите проблему, заключающуюся в том, что верхний энергетический уровень излучения фотонного эха и верхний энергетический уровень остаточной совокупности обязательно загрязнены на одном и том же уровне энергии, так что технология может быть использована в квантовом поле.
К
Рецензенты «Nature Communications» считают, что эта программа является важным шагом на пути к высокопроизводительной квантовой памяти.
К
Совершенно новый чип-трек
Квантовые микросхемы всегда считались исторической возможностью, которую нельзя упускать из виду. По определению, квантовый чип объединяет квантовые схемы на подложке, а затем выполняет функцию обработки квантовой информации и считается «мозгом» «компьютера будущего». Конечно, преобразование традиционных микросхем в суб-чипы не происходит в одночасье и за этот период прошло несколько этапов.
К
Первое - это предложение технологии полупроводниковых квантовых точек. Основная теория полупроводниковых квантовых точек заключается в том, что однокубитный логический элемент управления и двухкубитовый элемент НЕ могут быть объединены с любым универсальным квантовым логическим элементом управления. Этот метод имеет удобное управление, сверхбыструю скорость, интеграцию и параллелизм. Совместимость с такими важными преимуществами, как традиционная технология полупроводниковой электроники, закладывает основу для развития практических полупроводниковых квантовых вычислений.
К
Однако технология полупроводниковых квантовых точек также имеет недостатки. Она использует обменное взаимодействие между соседними квантовыми точками и кубитами для достижения многобитовых операций квантовых логических вентилей. Операции логических вентилей между несоседними кубитами должны проходить через ряд соседних вентилей. Комбинация операций завершена, что значительно увеличивает количество и сложность операций логического элемента в процессе расчета.
К
После полупроводниковых квантовых точек, сверхпроводящие системы кубитов стали мейнстримом. Последний использует такие концепции, как сверхпроводящие резонансные резонаторы передачи, для реализации шины квантовых данных, в которой полупроводниковые квантовые точки соединяются с несоседними кубитами, что решает проблему передачи информации между несмежными квантовыми точками.
К
В настоящее время отечественные компании уже намерены полностью открыть отраслевую цепочку систем сверхпроводящих кубитов. Не так давно Hefei Benyuan Quantum и Hefei Jinghe Integrated Circuit Co., Ltd. подписали соглашение о сотрудничестве. Обе стороны совместно построят совместную лабораторию квантовых микросхем Benyuan-Jinghe, которая будет заниматься разработкой всей цепочки на основе проектирования квантовых микросхем. упаковке и тестированию. В настоящее время компания выпустила два сверхпроводящих квантовых чипа: 6-битный Kuafu KF C6-130 и 24-битный Kuafu KF C24-300.
К
2
Kuafu KF C24-300 (Источник изображения: официальный сайт Origin Quantum)
К
Затем вернемся к теме нашей статьи.Команда академика Го Гуанцана способствовала развитию оптических кубитов в квантовой памяти с помощью технологии «бесшумного фотонного эха», которая устранила еще одно важное препятствие для реализации оптических квантовых чипов. У квантовой теории много неясных теорий, включая квантовую суперпозицию, квантовый коллапс и квантовую запутанность. Среди них квантовые вычисления должны реализовывать квантовую запутанность для реализации обработки информации, и чем больше запутанность, тем лучше. Квантовое хранилище предназначено для передачи информации через световые кванты и хранения информации через атомы. В хранилище, основанном на технологии квантового эха света, в основном используется принцип управляемого обратимого неоднородного уширения. После того, как среда полностью поглощает световой сигнал, она высвобождает его. через некоторое время Эхо-сигнал квантового состояния. Первоначальный план неизбежно будет иметь проблему шумового загрязнения, что в конечном итоге приведет к искажению информации.Команда академика Го Гуанцана решила эту проблему.
К
За последние годы команда академика Го Гуанцана неоднократно совершала прорывы в области оптических квантовых чипов. Не так давно команда опубликовала результаты исследования в Physical Review Letters.На основе эффекта Холла фотонной энергетической долины была реализована квантовая интерференция в структуре чипа топологического изолятора, связанного с энергетической долиной.
К
Помимо команды академика Го Гуанцана, команда Цзинь Сяньмина из Шанхайского университета Цзяотун также является представительной командой в области оптических квантовых чипов в моей стране. Также несколько дней назад команда Цзинь Сяньмина предложила первую масштабируемую специализированную схему оптических квантовых вычислений, основанную на фотонной интегрированной микросхеме для физических систем, и впервые реализовала алгоритм квантового ускорения для проблемы «быстрого прибытия» в эксперименте. .
К
По мере того, как проблемы на пути к оптической квантовой технологии преодолеваются одна за другой, ожидается, что индустрия микросхем создаст путь эволюции, который больше не требует машин для литографии EUV. Здесь необходимо упомянуть разницу между световыми квантовыми чипами и электронными чипами. Развитие электронных микросхем заключается в том, чтобы делать транзисторы все меньше и меньше, а также обеспечивать более высокую производительность системы на единицу площади кристалла.Поэтому процесс производства электронных микросхем будет расширяться по 14, 10, 7 и 5 нм на всех этапах. Когда процесс достигает 7 нм и ниже, установка для литографии EUV становится незаменимой. Поэтому, когда машина для литографии EUV становится звеном "застрявшей шеи", моя страна не сможет войти в сферу производства электронных чипов ниже 7 нм.
К
Напротив, из-за среды передачи фотонный чип сам по себе обладает преимуществами высокой скорости, низкого энергопотребления и защиты от помех. В то же время фотонный чип не преследует чрезвычайно продвинутый производственный процесс, и зрелый процесс может раскрыть преимущества высокой производительности системы., Широко оптимистичен в областях вычислений, передачи, хранения и отображения.
К
От концепции до посадки
Технология квантовой связи высоко ценится в нашей стране, и большинство текущих исследований основаны на теории квантовой запутанности технологии квантовой связи света. Академическая наука снова и снова решала технические проблемы, связанные с фотонами, с технической точки зрения, но для достижения посадки по-прежнему требуется участие отрасли.
К
С точки зрения прогресса моя страна уже начала индустриализацию в области квантовой защищенной связи и находится на ведущем международном уровне. В сентябре 2017 года была официально открыта первая в мире квантовая безопасная магистраль связи Пекин-Шанхай. В будущем такая технология безопасности связи будет играть огромную роль в развитии военной и гражданской областей. В настоящее время в концептуальные акции «квантовой связи» включено большое количество отечественных листинговых компаний, в том числе Yaguang Technology, Guodeng Electronics, Hengtong Optoelectronics и China Great Wall.
К
В области микросхем мы увидели потенциал легких квантовых микросхем и возможность «обгона на кривой». Конечно, некоторые говорят, что когда все бегут на большой скорости, невозможно обогнать поворот, а можно только сменить полосу движения. В настоящее время уже есть отечественные компании, производящие квантовые чипы, и если замысел этих компаний наконец осуществится, то мы действительно открыли новый путь.