前言：

目前正在研制的可編程光量子芯片是一個全新的領域，各國都在同一個起跑線，這無疑需要面臨著很大的風險，但國家依舊堅持于此技術的研究。

全球都在戰略布局，爭奪未來量子計算的制高點，這一領域，中國不能輸。

作者 ｜ 方文

光量子芯片的發展性能

傳統芯片的性能主要取決于芯片集成的晶體管數量多少，如果單個晶體管較小，那么構成芯片所集成的晶體管數量就多，所以芯片的運算能力較相對較強，反之則較弱。

光量子芯片其實這一概念最早是在2008年由英國提出，可能有些人不太了解，光量子芯片與傳統芯片相比是一種全新的芯片形態，有著傳統芯片無法比擬的優勢。

其最大的優勢就是，該款芯片是以光來作為載體的，從而取代電的作用，利用微納工藝進行加工，從而在芯片上集成更大量的光量子器件，這樣的集成屬性使得此種芯片穩定性更高，性能也更為強大。

各國對光量子計算芯片研發投資

4月7日美國政府撥款2500萬美元支持芯片代工廠格芯開發光量子計算機。

4月14日英特爾與代爾夫特理工大學 （TU Delft） 在英特爾半導體制造工廠使用替代和先進工藝成功地在28 Si／28 SiO2 界面上制造了量子點。

4月19日荷蘭政府將通過國家基金并動員其他私營部門機構，向該國光子集成電路（PIC）產業投入11億歐元，推動本土企業發展。

4月26日據外媒報道，由德國初創企業Q．ANT牽頭，14家合作伙伴組成“PhoQuant”項目，目前正在開展可在常溫下運行的光量子計算芯片研發。

可繞開卡脖子光刻機

制造光量子芯片最引人注意的一點就是可以不借助于光刻機。今年2月，國防科技大學計算機學院QUANTA團隊，聯合軍事科學院、中山大學等國內外單位，研發出一款新型可編程硅基光量子計算芯片，實現了多種圖論問題的量子算法求解，被外界認為是繞開光刻機的辦法之一，而美國卻眼熱要求技術共享。

這種新型量子芯片雖然也是采用微納加工工藝，但是主要是在單個芯片上集成大量光量子器件，由于生產原理的不同，所以可以繞開光刻機的限制。

一旦光量子芯片成功商用，諸如7nm、5nm等制程工藝的研究將失去原有的意義，芯片制造領域也將邁進一個新的里程，我們將突破芯片制造被卡脖子的困境。

光量子芯片的研發和制作，并不依賴西方的高端光刻機，一旦該技術研制成功，并且走向成熟，我們將徹底打破被西方卡脖子的局面。甚至在該領域，乃至未來全球的芯片市場，我們都能占據優勢。

光量子芯片的未來發展

數據處理：從戰略安全和發展戰略要求的角度來看，光量子芯片可以解決主要應用中的許多重要問題，如數據處理方法耗時長、無法并行處理、功能損失大等。

例如，在以激光測距、限速和高分辨成像為總體目標的長距離、高速運動的毫米波雷達中，以及在以生物技術和納米技術組件內部結構完成的高分辨無損檢測技術的新型測量顯微鏡相關成像武器裝備中，光量子芯片可以充分發揮其高速并行處理、低功耗和小型化的優勢。

激光通信：室內空間激光通信是目前解決室內空間傳輸速度短的關鍵途徑，是打造綜合網絡信息的關鍵途徑；水下激光通信是解決水下數據信號傳輸環境危害的關鍵途徑，也是構建一體化水下通信系統的關鍵途徑。

此外，還有具有戰略安全和發展戰略要求的行業，如星間互聯網技術、8G通信、智能遙感技術測繪工程等。所有這些都必須進行互聯網大數據的快速、功耗和并行處理。光量子芯片將在這一戰略性產業中發揮關鍵支撐作用。

算法優化：AI光量子芯片是一種匹配光學測量框架縱橫比和人工智能技術優化算法的芯片設計。

具有廣泛應用于無人駕駛、安全監控系統、語音識別技術、圖像識別技術、診療、手機游戲、虛擬現實技術、工業互聯網、公司級服務器、大數據中心等重要人工智能技術行業的發展潛力。

人工智能：類腦光量子芯片可以模擬和模擬人腦的計算，在模擬人腦的神經網絡架構下，根據光量子帶的信息內容求解數據信息，使芯片可以實現類似人腦的快速并行處理和功耗計算。

將微結構光量子集集成到基礎光量子芯片和基于電子光學的神經網絡數據處理系統中，對于解決未來功耗、高速運行、寬帶網絡和大量信息資源管理等問題具有重要意義。

互聯網：每個人對計算機解決方案系統軟件的計算速率和速度都有越來越高的要求。破壞性創新的無效性使得電子芯片在處理速度和功能損失方面面臨巨大挑戰。

光量子測量芯片具有并行處理速度快、功耗低的優點，被認為是未來高速、大信息量和人工智能技術最有前途的測量和解決方案。

結尾：

量子領域重大突破的消息意味著，未來我國不僅將重點發展新型碳基芯片，還將加大量子芯片技術的研發力度，作為未來中國芯片科技發展的新方向。

部分內容來源于：半導體產業縱橫：光量子芯片，中國或將迎來新機遇；騰訊新聞網：光量子芯片———中國芯變道超車的機遇；硝煙回憶：光量子芯片即將問世，中國團隊再度發力，西方光刻機魔咒被打破？；打破美國壟斷，中國成功研發光量子芯片，可成功繞開光刻機