量子芯片研制有新进展具体指的是什么？

这几年芯片的热度是一直不降，特别是5G大量开发，新能源汽车的发展，对芯片的需求可谓达到了前所未有。所以全球都闹起了“芯片荒”。我国作为全球的最大芯片进口国，受到的影响也变得越来越大。不过，虽然目前某些芯片采购仍是受制于海外企业，但好消息是，在未来这种情况或将大为改观。因为量子芯片要来了。如果量子芯片可以成功研制，那么将完全改变目前的现状。

也许还是有不少人对量子芯片比较陌生。但是它已经在各电子强国之间竞相研发了。

那什么是量子芯片呢？

量子芯片就是在主面板上集成了量子电路，所以它是一种量子信息处理功能。量子计算机基于叠加与纠缠的量子力学特性，能够实现远超经典计算机的算力飞跃，被喻为信息时代的“核武器”，关系着国家的未来核心竞争力。而量子芯片就是这项颠覆性技术的核心环节。

与经典计算机中的CPU类似，量子芯片是量子计算机的中央处理器，也被称为QPU(Quantum Processing Unit)，它集成了量子计算机的运算单元——量子比特。一块量子芯片的制造工艺越成熟、集成的量子比特数量越多，它的运算能力也就越强大。理论上，拥有300个量子比特的量子计算机所能运算的数据量超过整个宇宙的原子数量总和。

当前，进展最快的是超导量子技术。2019年10月，谷歌公司用一块53比特的超导量子芯片实现了量子优越性，证明了在某一特定问题上（随机量子电路采样）量子计算机超越经典计算机的能力。

国内的量子芯片

根据最新消息，合肥本源量子与合肥晶合集成电路公司已经签署合作协议，双方将共同建设本源-晶合量子芯片联合实验室。

按照规划，这个实验室将会实现从量子芯片设计到封装测试的全链条开发。也就是说，国内芯片企业将会通过研发量子的方式芯片对传统芯片设计、生产商进行弯道超车。

值得一提的是，目前国内量子芯片生产仍是以实验室加工为主。而想要实现量子芯片规模生产，就必然需要成熟的制造工艺和成熟的生产加工模式。

事实上，两家公司合力建造实验室，最终目的就是为了让量子计算芯片产线能够早日落地，这也是国内量子计算产业发展的最大阻碍。

而对于本源-晶合量子芯片联合实验室建立一事，美国院士詹姆斯更是直言，美国今后将无法继续拿芯片对中国做文章，芯片战争终于要结束了。相信未来中国的量子芯片也会在国际社会大放异彩。

量子级芯片有多厉害？还需要用到光刻机吗？看完算长见识了

芯片现在已经是很多人都知道的"小东西"，因为前一阵子数码圈发生的各种问题，让所有的人都知道了芯片的重要性和世界芯片的格局。 在芯片的制作方面，纳米制程越小难度上就越大，对光刻要求也就越高。 所以现在仅仅使用一个光刻机就能让中国芯片在发展上步履维艰。熟悉 科技 领域的朋友们应该知道，咱们中国在世界上也不缺少顶尖级的技术，其中一个就是量子技术。 那么我们能不能利用量子技术直接让芯片的发展绕开光刻方面的封锁呢？

量子芯片就是在将一些专门的量子线路用特殊的方法集成在基础底层材料上（碳基材料），从而进行信息的运算和和相关进程的处理。我们知道现在芯片技术就是在一片小小的基底片上进行如同一座城市一般的建造，晶体管的数量越多就意味它们之间的距离越小，运算能力就会进一步提高。

我们从最早的190纳米到现在的5纳米技术未来可能还会更小，但是从物理学的角度来说终究是有一个上限的。这个时候以现有技术进行的芯片就会进入一个发展的停滞时期。而为了能够进一步让芯片的运算能力变强，我们就要变换一种思路采用一种新的技术来打破传统芯片的局限，那就是量子技术。

实际上严格来说这个技术属于比较典型的半导体、超导体技术。全球的研究都在如火如荼的进行。就目前的情况来看量子芯片在商用和大规模生产上还有非常遥远的距离。但是值得我们每一个人骄傲的是，在量子技术方面咱们中国最先进的技术和世界上最先进的技术相比几乎不相上下，而且完全是自主研制的。

量子技术总体来说还不能够进行批量生产的最大原因就是在总体的消相干上还不能达到人们要求的稳定性和阀值。但是就咱们国家目前已经在通信领域的应用来看，它的作用已经开始发挥出来。只是面对巨量运算，未来保证它的准确和速度，在芯片上的要求就会更加严格一些。

目前咱们国家的本源量子掌握的技术和已经面向全球推出了量子云服务的业务，而根据有关消息，国产的第一台量子计算机可能就会在2021年年底推出。届时，我们将能够看见这个神奇的、全新的芯片给我们带来的巨大惊喜。

作为一种先进技术，量子研究领域在全球都不乏有优秀的人才。但是中国的相关技术放眼世界都是很多国家难以超越的。和中国一样在这方面有巨大成就的国家之一就是日本。所以未来的芯片一定不会是现在的芯片，他们可能在本质上都会有所不同。但是具体要多久才能实现理想之中的情况真的谁也说不好。

芯片的诞生要经过设计、制造和封测三个环节，其中又包含很多个步骤， 少了哪一个也不行。大家都知道，我们在芯片的设计和封测这两个环节已经达到全球领先水平。

目前，主要差在芯片制造方面，尤其是高端芯片制造，还是要依赖台积电、三星等。但殊不知，在芯片设计方面，我们只是设计技术跟上来了，设计软件却还依赖国外。

芯片设计离不开设计软件，就是EDA，即电子设计自动化。EDA常被称为芯片之母，是芯片设计中最上游、最高端的产业。没有EDA软件，芯片设计根本无法进行。

EDA软件是为芯片设计服务的，当然是随着芯片产业的发展成长完善的。由于半导体起源于美方，自然他们的EDA软件也就随之而生，出现了全球知名的EDA企业。

目前，Synopsys、Cadence及Mentor三家美企占据国内EDA市场95%的份额。

EDA软件虽然体量不大，全球总产值也不太高，但地位却很重要，处于芯片产业链的最顶端。现在的芯片动辄数十亿以上的晶体管，不借助EDA软件，设计就无法进行。

但EDA软件需要获得授权才能使用，之前华为海思就曾表示在用国外的EDA软件。

也因此，在打压制裁时，EDA软件也成为断供的重要一项，跟华为合作的EDA美企先后断供。尤其是全球最大EDA提供商Synopsys新思 科技 ，跟华为海思有过合作。

近期消息显示，美方又对新思 科技 进行调查，原因是可能涉嫌向华为海思转移芯片设计技术，以便于在中芯国际进行生产。可见，美方依然还在用EDA软件来进行限制。

当然，也并不是只是国外EDA，我们也有国产EDA，只不过水平还差点，不过也比没有强多了，并且近两年国产EDA进步还很大，华大九天、芯愿景等开始迅速崛起。

还有华为也在为此努力，旗下的哈勃也投资了多家大陆EDA企业，助力国产突破！

上边提到的EDA软件，主要是用于我们现在通常使用的硅基芯片设计上。但硅基芯片已经发展几十年了，可以说已经相当成熟，我们在这方面想要超越非常地不容易。

且不说超越，就是赶上人家现在的水平也还需要一定的时间。但随着硅基芯片已经发展到了极限，新的芯片道路不断出现，比如光子芯片、量子芯片等都在不断提上日程。

尤其是量子芯片，随着量子计算技术的飞速发展，量子芯片的可能性已越来越大了。

大家应该听说过，潘建伟团队的量子计算原型机“九章”，76个量子比特超过谷歌，后来的“九章二号”达到113个量子比特，在光量子计算机方面实现了量子优越性。

还有“祖冲之一号”和“祖冲之二号”，在超导量子计算方面也实现了量子优越性。

我国是全球唯一在两个领域都实现了量子优越性的国家，但要进行后续的量子芯片设计，传统的EDA软件不能用，美企IBM和其他国外机构已经开展了Q-EDA的研究。

为使国内的量子 科技 公司，在与美企谷歌、IBM、英特尔等巨头竞争中不再落后，避免在量子计算机时代再像EDA那样受制于人、重蹈覆辙，国产Q-EDA软件发布了。

近日，国产厂商合肥本源量子计算 科技 公司，正式发布了首款国产量子芯片设计工业软件“本源坤元”，即Q-EDA软件，可同时支持超导和半导体量子芯片自动化设计。

这不仅填补了我国该领域的空白，且为国产量子芯片未来的崛起奠定了坚实的基础。

通过EDA软件对硅基芯片的重要性，我们就能明白，Q-EDA软件对于量子芯片的重要性。有了“本源坤元”这个国产Q-EDA软件，在量子芯片设计方面将不再受限制。

至此我们明白一个道理，只要是同步发展的，我们国产绝对不会落后或受制于国外！

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