超車量子計算機！中國破冰62比特量子計算原型機，全球比特數最高

摩爾定律規定：芯片的性能與芯片本身所包含的晶體管數量成正比，在此定律下，芯片廠商都會通過增加晶體管數量來提升芯片性能。科學永無止境，眼下硅芯片規格的有限性，很難滿足未來智能設備對大數據傳輸的要求，摩爾定律也處在失效的邊緣。在此背景下，許多國家都將目光放在了可發展性更高的“量子領域”。

我是柏柏說科技，90後科技愛好者。今天帶大家瞭解的是：中國科技大學量子信息與量子科技創新研究院推出的，62比特可編程超導量子計算原型機“祖沖之號”。

2021年5月7日，中科大信息研究院在國際學術期刊《科學》上，公佈了自己在量子計算機領域中的新突破。即62比特可編程超導量子計算機研製成功，且在既有超導量子計算機的基礎上實現了可編程的二維量子行走。簡單科普一下量子計算機是什麼。

量子計算機是負責數據處理、信息傳輸的可見物質載體。與傳統的硅基芯片計算機不同，量子計算機在數據處理上採用的是量子算法，是通過量子力學規律來實現數學與邏輯運算。由於擺脫了傳統硅基芯片的限制，對比傳統的“硅”計算機，量子計算機在運算效率，大數據處理能力中遠勝於傳統的計算機。

雖說我們在傳統的硅基半導體領域中，技術比較落後，但在量子領域中，我們國家一直處在世界前沿水平。在潘建偉、朱曉波、彭承志等中國科學家們的長期努力下，我們在量子計算領域中接連破冰。

2019年，中科大團隊成功打破業界創造的10個超導量子比特糾纏的記錄，實現了12個量子比特糾纏設備的突破，且在一維鏈結構12比特超導量子芯片的加持下，數據信息保真度高達70%。

此外，中科大在量子領域中開創性地將“超導量子比特”應用到“量子行走”的研究中。該突破在給我國發展多體模擬、量子通道奠定基礎的同時，也給世界量子領域帶來了借鑑和經驗。

隨後，中科大團隊一鼓作氣，將芯片結構從一維延伸到準二維。在固態量子計算系統中，成功打破20比特高精度量子技術的瓶頸，研製出具有24個比特的高精度超導量子處理器。

到了2021年，中科大團隊不斷突破自我，在自研二維結構超導量子比特處理器的基礎上，成功演示了二維可編程量子的行走。據悉，中國科技大學信息研究院推出的62比特超算“祖沖之號”，是當前比特數最高的量子計算機。換句話說：“祖沖之號”在目前的量子計算機領域中，位於世界前沿水準，甚至領先。

在美國高強度打壓我國半導體發展的背景下，中科大團隊成功研製出62比特可編程超導量子計算原型機，進一步證明了未來量子設備代替硅晶半導體設備的可行性。爲了解決芯片卡脖子的問題，目前我們正在積極探索替代傳統硅基芯片的其他方法。

例如西湖大學的冰刻機、中科院的石墨烯碳基芯片、武漢弘芯、本文所講的量子計算機和量子處理器。簡單科普一下量子芯片，不同於傳統的硅基芯片，量子芯片是將量子線路集中在基片上，採用量子集成的芯片，在信息處理能力與數據傳輸效率方面，都遠勝於傳統的晶體管集成硅片。因此量子處理器對於芯片製程代工的門檻難度也會降低很多。

看到這裡，可能有些朋友會好奇，我們的量子技術這麼高，光刻機還重要嗎？量子計算機這麼厲害，爲什麼現實生活中見不到量子計算機的身影呢？答：光刻機依舊很重要。至於現實生活中見不到量子計算機的原因，成本和技術決定了目前量子計算機與我們的個人生活無緣。

雖說我們在量子領域中的造詣很高，但目前的半導體市場，硅基芯片纔是主流趨勢。而且至少在未來的10年、20年裡，硅基半導體仍會佔據主導地位。這是因爲與石墨烯、量子芯片相比，硅基芯片已經有了很長時間的歷史，技術十分成熟。另一方面則需要考慮到研發資金與上市成本。

當然，在未來，量子半導體、石墨烯碳基芯片亦或是其它新型材料終究會代替傳統的硅基半導體。至於什麼時候替代，將由時間說了算。目前我們在光刻機領域中獲得了很多突破，芯片自主化製程已經達到了28納米的水準。滴水穿石，只要堅持下去，美國針對我國半導體發展設立的壁壘，終究會被我們逐個突破。

對於中國科技大學打破技術瓶頸推出的“62比特可編程超導量子計算原型機”，大夥有什麼想說的呢？你認爲我們能否依仗量子學，在半導體領域實現“變道超車”呢？歡迎在下方留言評論。我是柏柏說科技，90後科技愛好者。關注我，帶你瞭解更多資訊，學習更多知識。