對標(biāo)IBM、英特爾！國產(chǎn)量子芯片生產(chǎn)線即將落地

  ICC訊 合肥本源量子計算科技有限責(zé)任公司與合肥晶合集成電路股份有限公司日前簽訂合作協(xié)議，雙方宣布共同建設(shè)“本源-晶合量子芯片聯(lián)合實驗室”，將在極低溫集成電路領(lǐng)域進(jìn)行工藝合作開發(fā)以及工程流片驗證，實現(xiàn)從量子芯片設(shè)計到封裝測試全鏈條開發(fā)。

  “隨著半導(dǎo)體行業(yè)‘缺芯’問題愈演愈烈，我國作為全球最大芯片進(jìn)口國，某些高端芯片受制于國外廠商。但在未來的量子計算時代，這種情況將會大為改觀?！北驹戳孔涌偨?jīng)理張輝博士告訴科技日報記者。

  從設(shè)計到封裝全鏈條開發(fā)

  “目前，國內(nèi)量子芯片的生產(chǎn)仍以實驗室加工為主。但要研制性能更加優(yōu)越的量子芯片，必然需要成熟的制造工藝與產(chǎn)線化的生產(chǎn)加工模式?！睆堓x告訴記者，為推動國內(nèi)量子計算產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，讓量子計算技術(shù)從科研成果向現(xiàn)實應(yīng)用轉(zhuǎn)化，本源量子與晶合集成宣布攜手共建“本源-晶合量子芯片聯(lián)合實驗室”，目的就是讓量子計算機最核心部件——國產(chǎn)量子芯片產(chǎn)線早日落地。

  據(jù)介紹，實驗室將實現(xiàn)從芯片設(shè)計到封裝測試全鏈條開發(fā)，重點攻關(guān)量子芯片設(shè)計，半導(dǎo)體和超導(dǎo)量子芯片的設(shè)計研發(fā)、試制，量子芯片制造和封裝測試，QGPU、FPGA、ASIC等高端專用芯片的產(chǎn)線化中試。

  張輝表示，“本源-晶合量子芯片聯(lián)合實驗室”在超導(dǎo)的技術(shù)路線上，將對標(biāo)IBM、谷歌等國際巨頭，在半導(dǎo)體技術(shù)線上則對標(biāo)英特爾的22nm FinFET、CEA-Leti 28nm FDSOI，從而打造國內(nèi)第一家面向產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用的量子芯片實驗室，努力建成國際先進(jìn)的量子芯片專用的微電子研究中心。

  擁有顛覆算力的量子芯片

  產(chǎn)業(yè)化正式上路

  量子計算機基于疊加與糾纏的量子力學(xué)特性，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)超經(jīng)典計算機的算力飛躍，被喻為信息時代的“核武器”，關(guān)系著國家的未來核心競爭力。而量子芯片就是這項顛覆性技術(shù)的核心環(huán)節(jié)。

  與經(jīng)典計算機中的CPU類似，量子芯片是量子計算機的中央處理器，也被稱為QPU(Quantum Processing Unit)，它集成了量子計算機的運算單元——量子比特。一塊量子芯片的制造工藝越成熟、集成的量子比特數(shù)量越多，它的運算能力也就越強大。理論上，擁有300個量子比特的量子計算機所能運算的數(shù)據(jù)量超過整個宇宙的原子數(shù)量總和。

  當(dāng)前，進(jìn)展最快的是超導(dǎo)量子技術(shù)。2019年10月，谷歌公司用一塊53比特的超導(dǎo)量子芯片實現(xiàn)了量子優(yōu)越性，證明了在某一特定問題上（隨機量子電路采樣）量子計算機超越經(jīng)典計算機的能力。

  正因如此，谷歌、IBM等國際巨頭均押注超導(dǎo)量子技術(shù)路線。而半導(dǎo)體量子點技術(shù)則能與現(xiàn)代大規(guī)模集成電路制造工藝兼容，具有良好的可擴展、可集成特性，被認(rèn)為是未來實現(xiàn)大規(guī)模實用化量子計算的最佳候選體系之一。同時也是因特爾、法國Leti、鴻?？萍妓x擇的技術(shù)路線。

  “我們的目標(biāo)是研制工藝更加成熟、量子比特數(shù)量更多的量子芯片，因為它是量子計算機發(fā)展道路上的關(guān)鍵一環(huán)?！睆堓x告訴記者，本源量子緊追國際先進(jìn)，布局了超導(dǎo)量子技術(shù)與半導(dǎo)體量子點技術(shù)。尤其在半導(dǎo)體量子點技術(shù)路線上，依托中科院量子信息重點實驗室，長期承擔(dān)科技部超級973計劃——固態(tài)量子芯片研究、國家重點研發(fā)計劃——半導(dǎo)體量子芯片研究，是國內(nèi)唯一進(jìn)行該技術(shù)研發(fā)的單位。

  截至目前，本源量子已先后推出了本源第一代6比特超導(dǎo)量子芯片—夸父KF C6-130、 第一代24比特超導(dǎo)量子芯片—夸父KF C24-100、本源第二代硅基自旋二比特量子芯片—玄微 XW S2-200等，其保真度、相干時間等多項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流水準(zhǔn)。

  打造量子計算產(chǎn)業(yè)“生態(tài)鏈”

  今年3月，由本源量子提供的超導(dǎo)量子芯片幫助中科大、浙江大學(xué)、山東大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊實現(xiàn)量子門容錯可控研究，并且發(fā)表了重要科研成果。

  加速探索量子計算應(yīng)用落地，本源量子在2018年牽頭成立了國內(nèi)首個量子計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟——本源量子計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟OQIA，攜手量子計算上下游行業(yè)伙伴，構(gòu)建量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。

  “聯(lián)盟重點以量子計算的生產(chǎn)制造、生態(tài)應(yīng)用、科普教育為驅(qū)動，著力打造量子計算生產(chǎn)制造鏈、量子計算生態(tài)應(yīng)用鏈、量子計算科普教育鏈。”張輝告訴記者，量子計算生產(chǎn)制造鏈，主要涵蓋量子計算機生產(chǎn)制造上下游企業(yè)，目前聯(lián)盟成員包括晶合集成、中船重工709所、成都中微達(dá)信、中船重工鵬力等單位。而量子計算生態(tài)應(yīng)用鏈，則以市場導(dǎo)向和產(chǎn)業(yè)需求為指引，推進(jìn)量子計算在各類場景的應(yīng)用開發(fā)。目前主要有哈工大機器人、臻天鏈、云從科技、中科類腦、合肥大數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理公司、建信金融科技等企業(yè)加盟。

  “為了未來競爭不至于落后于人，量子計算也必須‘從娃娃抓起’。”張輝表示，目前本源量子已與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、中國海洋大學(xué)、問天量子、中科院量子信息重點實驗室、海利爾集團(tuán)等機構(gòu)建立聯(lián)系，共同打造量子計算科普教育鏈，搭建服務(wù)科普產(chǎn)業(yè)的資源共享平臺。