华为“芯”转机！中科院传出一条惊动全球科技界的好消息！

光量子计算芯片是上海交通大学物理与天文学院金贤敏团队通过“飞秒激光直写”技术制备出节点数达49×49的芯片，是世界最大规模的三维集成光量子芯片，也是国内首个光量子计算芯片。2018年5月，美国《科学》杂志子刊《科学—进展》发表了金贤敏团队光量子计算芯片的最新研究成果。

近年来，关于通用量子计算机的新闻屡屡见于报端，IBM(国际商用机器)、谷歌和英特尔等公司竞相宣告实现了更高的量子比特数纪录，但几十个甚至更多的量子比特数，若无法全互连、精度不够且难以纠错，通用量子计算依然难以实现。与之相比，模拟量子计算可以直接构建量子系统，无需依赖复杂量子纠错。作为模拟量子计算的一个强大算法内核，二维空间中的量子行走，能够将特定计算任务对应到量子演化空间中的相互耦合系数矩阵中。当量子演化体系能够制备得足够大并且能灵活设计结构时，可以用来实现许多算法和计算任务，展现出远优于传统计算机的表现。

近日，中科院传出一条惊动全球科技界的好消息，我国已经成功研制出新型芯片--光量子芯片，且该芯片一旦研发成功，即可解决EUV光刻机被卡脖子的问题。随着科学技术的发展，人们已一只脚迈进了智能社会的门槛，大量智能电子产品随处可见。随着社会智能化的发展，芯片的地位越来越重要，已成为手机、电脑、智能汽车。航天、物联网等行业发展的基础。

众所周知，我国进入半导体行业较晚，技术积累薄弱，国内企业在发展的过程中，太过于注重品牌知名度的提升，将大部分精力投入到了轻资产行业的发展，忽视了重资产行业的重要性，再者就是西方国家为了限制我国科技的崛起，早在几十年前就签订了《瓦森堡协定》，禁止向我国出口高尖端技术。受多种因素的影响，国内企业发展所需的芯片大部分从西方国家进口。芯片过于依赖进口，对我国科技的发展而言真的不是一件好事，华为的遭遇就是很好的证明!

2020年5月，美国为了绞杀华为，突然修改世界半导体行业规则，禁止全球使用美国技术超过10%的半导体企业与华为合作，直接引发了华为的芯片危机，业务发展受到了很大的影响，如手机业务，已从世界第一大手机厂商的宝座跌落，今年第一季度国内市场份额从44%暴跌至16%，海外市场份额从去年的18.9%跌落至4%。美国之所以欲将华为置之死地而后快，并不全是因为华为在5G通信领域打破了高通等美企的垄断，成为通信领域新的领头羊，主要是因为华为强大的研发能力!

智能时代，芯片是核心。芯片对于智能设备的作用就好像人类的大脑对于躯壳的重要作用。在人体的脑部，有一个神经中枢系统，它控制着人类的行动和想法。一个聪明的人，一定有一个聪明的脑袋。智能设备同样如此，一个优秀的智能设备，一定有一个强大性能的芯片。

芯片的性能强大与否与其所能承载的晶体管数量息息相关，数量越多，处理数据的能力越强，耗能越低。所以缩小晶体管的体积一直是芯片技术追求的目标，现在世界上最高端的芯片技术是3nm，不过在我们日常的生活生产中，像3nm和5nm这样的芯片很少被应用，反而是28nm，55nm技术的芯片适用更普遍，这和时代的发展有关。

在我们这个时代，3nm和5nm的生产成本过高，也没有更广阔的适用。不过在时间的作用下，3nm，5nm的高端技术迟早会成为主流，而28nm，55nm的使用会变得更加低端，直到被淘汰。所以芯片高端技术之争非常重要，这不是在竞争当下的市场，而是在竞争未来。不过我国在芯片竞争中落后了很多，在3nm芯片已经面世的前提之下，我国能够自主生产的芯片最多只达到14nm芯片，距离3nm还有7nm，5nm的门槛要跨过。现在我国被老美打压，想要突破一代都需要耗费庞大的人力精力，并且等我国实现了技术突破，可能最高端的芯片技术已经变成了1nm。

anadu和Imec正在合作开发用于容错量子计算的光芯片。他们的共同目标是创建一台量子计算机，一台能够执行通用算法的大规模量子比特计算机，并能检测和纠正可能影响计算的任何错误。他们的这种百万量子比特计算机将利用光量子构建 ，方便客户可以立即使用。此外，该项目的合作还包括制造可容错的低损耗氮化硅量子电路。

在接受欧洲EE时报的采访时，Imec业务发展经理Amin Abbasi(阿明·阿巴西)和Xanadu硬件业务负责人Zachary Vernon(扎卡里·弗农)强调了量子计算机的未来应用前景。“有些应用程序可能不需要完全容错就能提供计算价值，例如机器学习和组合优化就是这样。我们通过Xanadu的云平台向用户提供了一些在这些领域内的应用，并发现量子计算最大的应用价值可能在于化学。但是如果没有数百万物理量子比特并能纠错的量子计算设备，就无法解决这些问题。”Vernon说。

Vernon补充道：“量子计算在充分发挥其应用价值之前，必须克服的最大障碍就是噪声。要具备强大的纠错能力，实现容错优势，优良的制造材料、高质量的光刻工艺和芯片封装至关重要。”对于某些特定计算任务，采用能实现指数加速的量子计算可能比经典计算更合适。而当下量子计算实用化的一个核心挑战是要实现容错，也就是在有噪声的情况下，可以执行不超过某个阈值的长度或大小的计算。因为在最基本的层面上，量子计算机可视作一台利用量子门转换并测量特定状态的量子比特的机器，而在这些特定状态下，量子门已经利用了纠缠性将不同的量子比特融合，所以不可能描述出单个量子比特的状态。

要知道，我国是属于芯片行业起步较晚的国家，技术和人才储备都很薄弱，我们要想实现在光量子芯片领域的领先，付出的汗水将是发达国家科研人员的几百倍!

对于光量子芯片的发明，不少业内人士认为，其重要性不亚于计算机的发明，谁率先掌握了这种技术，谁就可以领跑一个新的时代!

笔者坚信，随着我国科研人员的不断付出，我们必将能在短时间内攻克光量子芯片所有技术难关，实现大规模量产，打破美国的芯片封锁，成为新时代的领跑者!