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。

量子芯片与传统芯片不同，其基本单位是量子比特（qubit），具有比传统计算机更强的计算能力和更高的安全性。但是，目前的量子芯片技术还处于发展阶段，生产线能够生产的芯片类型有限，主要分为两种：

量子计算芯片：用于实现量子计算，例如IBM、Google等公司生产的量子计算芯片。

量子通信芯片：用于实现量子密钥分发和量子隐形传态等量子通信功能，例如国内的安恒信息、紫光展锐等公司生产的量子通信芯片。

当前，全球的量子芯片产业链还处于初级阶段，产业链上游的技术、设备、原材料等供应链还未完全成熟，对于量子芯片的研发、生产、测试等环节仍然存在很大的挑战。而中国在量子计算和量子通信方面的研究也处于全球领先地位，但在芯片生产线上的建设相对滞后。

因此，当前的量子芯片生产线主要用于研发和实验，对于中国当前的芯片需求来说，量子芯片还无法完全替代传统的半导体芯片。但是，随着量子计算和量子通信的发展，量子芯片将会成为未来的重要技术和产业，对于我国产业升级和技术创新具有重要意义。

听我娓娓道来.

首先,激光的英文叫Laser light amplification by stimulated emission of radiation.就是通过受激发射实现光放大.

光通过谐振腔的选模作用和增益介质的放大作用,经过震荡和放大,实现拥有单色性、准直性、相干性非常好的光束,这个就是激光.

激光器有很多种类型,但他的必要组成部分无外乎：谐振腔、增益介质、泵浦源.

形成激光的一个重要条件是,粒子数反转,就是导带的粒子数密度大于价带（半导体）或高能级的粒子数密度大于低能级（气体或固体）,激光的现象就是在这样一种偏离了平衡态的稳态.

半导体激光器比起固体激光器和气体激光器,结构上还是有很大区别的.半导体激光器一般是三层或多层异质结结构,这样由于折射率的的内大外小自然构成了光约束,又由于异质结结构形成的量子井结构（最早的半导体激光器不是量子井结构的,随着MBE的半导体加工技术的应用,单井和多井结构得以实现）,对载流子形成了约束,使受激发射大都发生在增益介质的带边,这样就大大提高了激光器的效率.半导体激光器是电泵浦的,不同于气体激光器或固体激光器的光泵浦.

半导体激光器的工作过程是这样的,由于外加电场的作用,载流子开始移动,由于量子井的存在,载流子开始在量子井中堆积,然后一部分导带的电子会自发跃迁回价带放出一个能量等于带隙宽度（band gap）的光子,这个过程叫自发发射,一部分自发发射的光子会被吸收,再放出两个光子,这个过程叫受激发射,这样自发发射的光子成为了最初的泵浦光,然后不断的发生受激发射,受激发射的光子会在增益介质中不断震荡,不断的使更多的光子受激发射出来,当外加电场强度达到粒子数反转所需强度之后一段时间,便会有稳定的激光输出了.

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这个过程当中有很多很多细节问题,不明白可以问我.

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