Tin vui về chip lượng tử photon của nước mình đang được lan truyền, máy in thạch bản EUV đã trở thành "đứa con bị bỏ rơi"?

Tôi vẫn nhớ rằng vào năm 18/19, từ phổ biến nhất trong giới khoa học và công nghệ trong nước là “vượt trên một đường cong.” Trong số đó, ngành công nghiệp chip và từ được kết hợp chặt chẽ nhất và thường xuyên nhất. Ngày nay, khi ngày càng có nhiều công ty bán dẫn trong nước dốc tâm sức chế tạo chip, thì thuật ngữ "vượt góc" không còn được nhắc đến thường xuyên. Có lẽ là vì sau này học mới biết xấu hổ, chỉ biết mỹ thuật không tốt.
Đến
Sau khi ngành công nghiệp chip trong nước được Chính phủ Mỹ nhắm đến, những bất cập đã hoàn toàn lộ ra, các phần mềm thiết kế EDA, vật liệu bán dẫn, máy in thạch bản EUV,… trở nên “mắc cổ”. Theo chính sách "bắn phát súng đầu tiên" của chính phủ Hoa Kỳ, hầu hết các công ty bán dẫn tham vọng đã chọn chiến lược phát triển là giữ một cấu hình thấp và cố gắng can đảm.
Đến
Thái độ công nghiệp của chip nội địa thực sự rất thấp trong hai năm qua, nhưng ý tưởng và thực hành "vượt ở góc cua" thực sự đã không bị gián đoạn trong giây lát. Đây là một nỗ lực rất quan trọng để thay đổi hệ sinh thái của truyền thống. ngành công nghiệp chip thông qua công nghệ truyền thông lượng tử.
Đến
1
Tiến bộ mới của nhóm viện sĩ Guo Guangcan
Gần đây, nhóm của Viện sĩ Guo Guangcan thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã đạt được tiến bộ ban đầu trong nghiên cứu mạng lượng tử và lưu trữ lượng tử. Kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature Communications nổi tiếng quốc tế vào ngày 19/7. Từ quan điểm chi tiết, kết quả là một sự đổi mới trong tiếng vang photon. Nó đã đăng ký bằng sáng chế về "tiếng vang photon không tiếng ồn", có thể được sử dụng trong giải pháp lưu trữ lượng tử ban đầu của nước tôi với các quyền sở hữu trí tuệ độc lập.
Đến
Về mặt thực hiện, giải pháp kết hợp một cách sáng tạo các xung điều khiển tần số khác nhau và hai quá trình tái tập trung, để mức năng lượng trên của tiếng vọng photon phát ra và mức năng lượng trên của quần thể dư là các mức năng lượng khác nhau, vì vậy nó có thể được lọc qua quang phổ Loại bỏ nghiêm ngặt nhiễu phát xạ tự phát, và giải quyết vấn đề rằng mức năng lượng trên của phát xạ tiếng vọng photon và mức năng lượng trên của tập hợp dư nhất thiết bị ô nhiễm ở cùng một mức năng lượng, để công nghệ có thể được sử dụng trong lượng tử. đồng ruộng.
Đến
Các nhà phê bình của "Nature Communications" tin rằng chương trình này là một bước phát triển quan trọng hướng tới bộ nhớ lượng tử hiệu suất cao.
Đến
Theo dõi chip hoàn toàn mới
Chip lượng tử luôn được coi là cơ hội lịch sử mà chip nội địa không nên bỏ lỡ. Theo định nghĩa, chip lượng tử tích hợp các mạch lượng tử trên một chất nền, sau đó mang chức năng xử lý thông tin lượng tử, và được coi như "bộ não" của "máy tính tương lai". Tất nhiên, quá trình chuyển đổi chip truyền thống sang chip phụ không thể hoàn thành trong một sớm một chiều mà phải trải qua nhiều giai đoạn trong giai đoạn này.
Đến
Đầu tiên là đề xuất về công nghệ chấm lượng tử bán dẫn. Lý thuyết cốt lõi của chấm lượng tử bán dẫn là điều khiển cổng logic đơn qubit và cổng NOT được điều khiển hai qubit có thể được kết hợp với bất kỳ điều khiển cổng logic lượng tử phổ dụng nào. Phương pháp này có khả năng điều khiển thuận tiện, tốc độ cực nhanh, tích hợp và song song Tương thích với những ưu điểm quan trọng như công nghệ điện tử bán dẫn truyền thống, nó đặt nền tảng cho sự phát triển của tính toán lượng tử bán dẫn trong thực tế.
Đến
Tuy nhiên, công nghệ chấm lượng tử bán dẫn cũng có nhược điểm là nó sử dụng sự tương tác trao đổi giữa các chấm lượng tử và các qubit liền kề để đạt được các hoạt động cổng logic lượng tử nhiều bit. Các hoạt động cổng logic giữa các qubit không lân cận cần phải đi qua một loạt các cổng lân cận. Sự kết hợp của các hoạt động được hoàn thành, điều này làm tăng đáng kể số lượng và độ khó của các hoạt động cổng logic trong quá trình tính toán.
Đến
Sau các chấm lượng tử bán dẫn, các hệ thống qubit siêu dẫn đã trở thành xu hướng chủ đạo. Loại thứ hai sử dụng các khái niệm như khoang cộng hưởng truyền dẫn siêu dẫn để nhận ra một bus dữ liệu lượng tử trong đó các chấm lượng tử bán dẫn được ghép nối với các qubit không lân cận, giải quyết vấn đề truyền thông tin giữa các chấm lượng tử không liền kề.
Đến
Hiện tại, các công ty trong nước đã cam kết mở cửa hoàn toàn chuỗi công nghiệp hệ thống qubit siêu dẫn. Cách đây không lâu, Hefei Benyuan Quantum và Hefei Jinghe Integrated Circuit Co., Ltd. đã ký thỏa thuận hợp tác. Hai bên sẽ cùng nhau xây dựng Phòng thí nghiệm Chung Chip Lượng tử Benyuan-Jinghe, dành riêng cho việc phát triển toàn bộ chuỗi từ thiết kế chip lượng tử để đóng gói và thử nghiệm. Hiện tại, công ty đã tung ra thị trường hai chip lượng tử siêu dẫn là Kuafu KF C6-130 6-bit và Kuafu KF C24-300 24-bit.
Đến
2
Kuafu KF C24-300 (Nguồn ảnh: Trang web chính thức của Origin Quantum)
Đến
Sau đó, quay lại chủ đề của bài báo của chúng tôi, Nhóm của Viện sĩ Guo Guangcan đã thúc đẩy sự tiến bộ của qubit quang học trong lưu trữ lượng tử thông qua công nghệ "tiếng vọng photon không nhiễu", công nghệ này đã giải quyết được một trở ngại quan trọng khác đối với việc thực hiện các chip lượng tử quang học. Lượng tử có nhiều lý thuyết mù mờ, bao gồm chồng chất lượng tử, sụp đổ lượng tử và rối lượng tử. Trong số đó, tính toán lượng tử cần nhận ra sự vướng víu lượng tử để thực hiện quá trình xử lý thông tin, và càng nhiều rối thì càng tốt. Lưu trữ lượng tử là truyền thông tin qua lượng tử ánh sáng và lưu trữ thông tin thông qua nguyên tử. Lưu trữ dựa trên công nghệ dội âm lượng tử ánh sáng chủ yếu sử dụng nguyên tắc mở rộng không đồng nhất có thể đảo ngược có điều khiển. Sau khi môi trường hấp thụ hoàn toàn tín hiệu ánh sáng, nó sẽ giải phóng như vậy sau một khoảng thời gian.Tín hiệu dội lại của trạng thái lượng tử. Kế hoạch ban đầu chắc chắn sẽ có vấn đề về ô nhiễm tiếng ồn, cuối cùng sẽ dẫn đến việc bóp méo thông tin, nhóm của Viện sĩ Guo Guangcan đã giải quyết vấn đề này.
Đến
Trong những năm gần đây, nhóm của Viện sĩ Guo Guangcan đã nhiều lần có những bước đột phá trong lĩnh vực chip lượng tử quang học. Cách đây không lâu, nhóm đã công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Physical Review Letters. Dựa trên hiệu ứng thung lũng năng lượng quang tử Hall, giao thoa lượng tử đã được thực hiện trong cấu trúc chip cách điện tôpô liên quan đến thung lũng năng lượng.
Đến
Ngoài đội của Viện sĩ Guo Guangcan, đội của Jin Xianmin của Đại học Giao thông Thượng Hải cũng là một đội tiêu biểu trong lĩnh vực chip lượng tử quang học ở nước tôi. Cũng cách đây vài ngày, nhóm của Jin Xianmin đã đề xuất sơ đồ tính toán lượng tử quang học chuyên dụng có thể mở rộng đầu tiên dựa trên một chip tích hợp quang tử cho các hệ thống vật lý và lần đầu tiên triển khai một thuật toán gia tốc lượng tử cho vấn đề "đến nhanh" trong một thử nghiệm. .
Đến
Khi các vấn đề trên lộ trình công nghệ lượng tử quang học được khắc phục từng vấn đề một, ngành công nghiệp chip được kỳ vọng sẽ tạo ra một lộ trình phát triển không còn cần đến các máy in thạch bản EUV. Ở đây, cần đề cập đến sự khác biệt giữa chip lượng tử ánh sáng và chip điện tử. Sự tiến bộ của chip điện tử là làm cho các bóng bán dẫn ngày càng nhỏ hơn và để đạt được hiệu suất hệ thống cao hơn trên mỗi diện tích chip. Do đó, quy trình sản xuất chip điện tử sẽ kéo dài theo 14nm, 10nm, 7nm và 5nm. Khi quy trình đạt từ 7nm trở xuống thì không thể thiếu máy in thạch bản EUV, vì vậy, khi máy in thạch bản EUV trở thành một mắt xích “mắc cổ” thì nước ta sẽ không thể bước vào lĩnh vực sản xuất chip điện tử dưới 7nm.
Đến
Ngược lại, do môi trường truyền dẫn, bản thân chip photon có ưu điểm là tốc độ cao, tiêu thụ điện năng thấp và chống nhiễu. phát huy lợi thế về hiệu suất cao của hệ thống., rất lạc quan trong các lĩnh vực máy tính, truyền dẫn, lưu trữ và hiển thị.
Đến
Từ khái niệm đến hạ cánh
Công nghệ truyền thông lượng tử rất được coi trọng ở nước ta, và hầu hết các nghiên cứu hiện nay đều dựa trên lý thuyết rối lượng tử của công nghệ truyền thông lượng tử ánh sáng. Kết thúc học thuật đã giải quyết các vấn đề kỹ thuật liên quan đến photon từ quan điểm kỹ thuật hết lần này đến lần khác, nhưng để đạt được mục tiêu vẫn cần sự tham gia của ngành công nghiệp.
Đến
Từ quan điểm của sự tiến bộ, đất nước của tôi đã bắt đầu công nghiệp hóa trong lĩnh vực truyền thông an toàn lượng tử và đang ở cấp độ hàng đầu quốc tế. Vào tháng 9 năm 2017, đường trục liên lạc an toàn lượng tử đầu tiên trên thế giới, đường trục Bắc Kinh-Thượng Hải, đã chính thức được khai trương. Trong tương lai, công nghệ bảo mật thông tin liên lạc như vậy sẽ đóng một vai trò rất lớn trong sự phát triển của các lĩnh vực quân sự và dân sự. Hiện tại, một số lượng lớn các công ty niêm yết trong nước đã được đưa vào danh sách cổ phiếu khái niệm "giao tiếp lượng tử", bao gồm Yaguang Technology, Guodeng Electronics, Hengtong Optoelectronics và China Great Wall.
Đến
Trong lĩnh vực chip, chúng tôi đã nhìn thấy tiềm năng của chip lượng tử ánh sáng và cơ hội để "vượt trên một đường cong". Tất nhiên, một số ý kiến ​​cho rằng khi mọi người đều chạy tốc độ cao thì không thể vượt ở góc cua mà chỉ có thể chuyển làn đường. Hiện tại, đã có những công ty trong nước sản xuất chip lượng tử, nếu tầm nhìn của những công ty này cuối cùng được hiện thực hóa thì chúng tôi đã thực sự mở ra một hướng đi mới.