◎李進科技商報記者吳羊毫
蘭州本源量子估算科技有限責任公司與成都晶合輯成電路股份有限公司近日簽署合作合同，雙方宣布共同建設“本源-晶合量子芯片聯合實驗室”，將在極高溫集成電路領域進行工藝合作開發以及工程流片驗證，實現從量子芯片設計到封裝測試全鏈條開發。
“隨著半導體行業‘缺芯’問題愈演愈烈，我國作為全球最大芯片進口國，個別高檔芯片受制于美國廠商。但在未來的量子估算時代，這些情況將會大為改觀。”本源量子總總監張輝博士告訴科技商報記者。
從設計到封裝全鏈條開發
“目前，國外量子芯片的生產仍以實驗室加工為主。但要研發性能愈發優越的量子芯片，必然須要成熟的制造工藝與產線化的生產加工模式。”張輝告訴記者，為促進國外量子估算產業化發展，讓量子估算技術從科研成果向現實應用轉化，本源量子與晶合輯成宣布牽手共建“本源-晶合量子芯片聯合實驗室”，目的就是讓量子計算機最核心部件——國產量子芯片產線盡快落地。
據介紹，實驗室將實現從芯片設計到封裝測試全鏈條開發量子傳輸實物，重點攻關量子芯片設計，半導體和超導量子芯片的設計研制、試制，量子芯片制造和封裝測試，QGPU、FPGA、ASIC等高檔專用芯片的產線化中試。
張輝表示，“本源-晶合量子芯片聯合實驗室”在超導的技術路線上，將對標IBM、谷歌等國際大鱷，在半導體技術線上則對標英特爾的22nm、CEA-Leti28nmFDSOI，因而塑造國外第一家面向產業化和應用的量子芯片實驗室，努力建成國際先進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
產業化即將上路
量子計算機基于疊加與糾纏的量子熱學特點，才能實現遠超精典計算機的算力飛越，被喻為信息時代的“核裝備”，關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的核心環節。
與精典計算機中的CPU類似，量子芯片是量子計算機的中央處理器，也被稱為QPU(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、集成的量子比特數目越多，它的運算能力也就越強悍。理論上，擁有300個量子比特的量子計算機所能運算的數據量超過整個宇宙的原子數目總和。
當前，進展最快的是超導量子技術。2019年10月，微軟公司用一塊53比特的超導量子芯片實現了量子優越性，證明了在某一特定問題上（隨機量子電路取樣）量子計算機趕超精典計算機的能力。
本源量子計算機
正因這么，微軟、IBM等國際大鱷均押注超導量子技術路線。而半導體量子點技術則能與現代大規模集成電路制造工藝兼容，具有良好的可擴充、可集成特點，被覺得是未來實現大規模實用化量子估算的最佳候選體系之一。同時也是因特爾、法國Leti、鴻海科技所選擇的技術路線。
“我們的目標是研發工藝更加成熟、量子比特數目更多的量子芯片，由于它是量子計算機發展公路上的關鍵一環。”張輝告訴記者，本源量子緊追國際先進，布局了超導量子技術與半導體量子點技術。尤其在半導體量子點技術路線上，依托中科院量子信息重點實驗室，常年承當科技部超級973計劃——固態量子芯片研究、國家重點研制計劃——半導體量子芯片研究，是國外惟一進行該技術研制的單位。
本源第一代超導24比特量子處理器夸父KFC24-100
截止目前，本源量子已先后推出了本源第一代6比特超導量子芯片—夸父KFC6-130、第一代24比特超導量子芯片—夸父KFC24-100、本源第二代硅基載流子二比特量子芯片—玄微XWS2-200等，其保真度、相干時間等多項技術指標達到國外領先、國際一流水準。
本源超導24比特量子芯片實物及封裝
構建量子估算產業“生態鏈”
去年3月，由本源量子提供的超導量子芯片幫助中科大、浙江學院、山東學院聯合研究團隊實現量子門容錯可控研究，而且發表了重要科研成果。
加速探求量子估算應用落地，本源量子在2018年牽頭組建了國外首個量子估算產業聯盟——本源量子估算產業聯盟OQIA，牽手量子估算上下集會業伙伴，建立量子估算產業生態鏈。
“聯盟重點以量子估算的生產制造、生態應用、科普教育為驅動，著重構建量子估算生產制造鏈、量子估算生態應用鏈、量子估算科普教育鏈。”張輝告訴記者，量子估算生產制造鏈，主要囊括量子計算機生產制造上下游企業，目前聯盟成員包括晶合輯成、中船重工709所、成都中微達信、中船重工鵬力等單位。而量子估算生態應用鏈，則以市場導向和產業需求為指引，推動量子估算在各種場景的應用開發。目前主要有哈師大機器人、臻天鏈、云從科技、中科類腦、合肥大數據資產管理公司、建信金融科技等企業加盟。
“為了未來競爭不至于落后于人，量子估算也必須‘從娃娃抓起’。”張輝表示，目前本源量子已與中國科學技術學院、華中科技學院、哈爾濱工業學院、西安電子科技學院、西安交通學院、南京民航航天學院、中國海洋學院、問天量子、中科院量子信息重點實驗室、海利爾集團等機打造立聯系，共同構建量子估算科普教育鏈量子傳輸實物，搭建服務科普產業的資源共享平臺。