우리 나라 광자 양자 칩에 대한 좋은 소식이 퍼지고, EUV 리소그래피 기계가 "버려진 아이"가 되었습니까?

18/19 당시 국내 과학기술계에서 가장 유행했던 단어가 '커브에서 추월'이었던 것으로 기억한다. 요즘 국내 반도체 업체들이 칩 제조에 심혈을 기울이고 있을 때 '모서리 추월'이라는 말은 그다지 거론되지 않는다. 부끄러움을 알게 된 뒤에는 예술만 아는 것은 좋지 않기 때문일 것이다.
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국내 칩 산업이 미국 정부의 표적이 된 후 단점이 완전히 드러났고 EDA 설계 소프트웨어, 반도체 재료, EUV 노광기 등이 "막힌 목"이 되었습니다. 미국 정부의 '첫발을 쏘다'는 방침에 따라 반도체 기업을 꿈꾸는 대부분의 기업은 눈을 감고 용기를 내는 개발 전략을 택했다.
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국산 칩의 산업적 태도는 지난 2년 동안 참으로 매우 낮았지만 "모퉁이에서 추월"한다는 아이디어와 실천은 실제로 잠시 중단된 적이 없습니다. 양자 통신 기술을 통한 칩 산업.
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학자 Guo Guangcan 팀의 새로운 진행 상황
최근 중국과학기술대학교 Guo Guangcan 교수팀은 양자 저장 및 양자 네트워크 연구에서 독창적인 진전을 이뤘으며, 그 결과는 국제적으로 유명한 학술지인 Nature Communications에 7월 19일 게재되었습니다. 세부적인 관점에서 보면 그 결과는 광자반향의 혁신으로, 독자적인 지적재산권을 가진 우리나라 고유의 양자저장 솔루션에 사용할 수 있는 "무소음 광자반향"의 발명특허를 출원했습니다.
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구현 측면에서 솔루션은 서로 다른 주파수 제어 펄스와 두 가지 초점 조정 프로세스를 창의적으로 결합하여 방출된 광자 에코의 상위 에너지 준위와 잔류 인구의 상위 에너지 준위가 서로 다른 에너지 준위이므로 다음을 통해 필터링할 수 있습니다. 스펙트럼 자발적 방출 노이즈를 엄격히 제거하고 광자 에코 방출의 상위 에너지 준위와 잔류 인구의 상위 에너지 준위가 반드시 동일한 에너지 준위로 오염되는 문제를 해결하여 양자에 기술을 사용할 수 있습니다. 필드.
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네이처 커뮤니케이션즈의 평론가들은 이 프로그램이 고성능 양자 메모리를 향한 중요한 발전이라고 믿고 있다.
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새로운 칩 트랙
양자 칩은 항상 국내 칩이 놓쳐서는 안되는 역사적인 기회로 여겨져 왔습니다. 정의에 따르면 양자 칩은 기판에 양자 회로를 집적한 후 양자 정보 처리 기능을 수행하며 '미래 컴퓨터'의 '두뇌'로 간주된다. 물론 기존 칩에서 서브칩으로의 전환은 하루아침에 이루어지지 않으며 이 기간 동안 여러 단계를 거쳤습니다.
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첫 번째는 반도체 양자점 기술의 제안이다. 반도체 양자점의 핵심 이론은 단일 큐비트 논리 게이트 제어와 2큐비트 제어 NOT 게이트를 모든 범용 양자 논리 게이트 제어와 결합할 수 있다는 것입니다. 이 방법은 제어가 편리하고 초고속, 집적 및 병렬 처리가 가능합니다. 전통적인 반도체 전자 기술과 같은 중요한 이점과 호환되며 실용적인 반도체 양자 컴퓨팅 개발의 기반을 마련합니다.
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그러나 반도체 양자점 기술은 인접 양자점과 큐비트 간의 교환 상호 작용을 사용하여 다중 비트 양자 논리 게이트 연산을 달성하고 인접하지 않은 큐비트 간의 논리 게이트 연산이 일련의 인접 게이트를 통과해야 하는 단점도 있습니다. 연산의 조합이 완료되어 계산 과정에서 논리 게이트 연산의 수와 난이도가 크게 증가합니다.
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반도체 양자점 이후 초전도 큐비트 시스템이 주류가 되었습니다. 후자는 반도체 양자점이 인접하지 않은 큐비트와 결합되어 인접하지 않은 양자점 간의 정보 전송 문제를 해결하는 양자 데이터 버스를 구현하기 위해 초전도 전송 공진 공동과 같은 개념을 사용합니다.
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현재 국내 기업들은 이미 초전도 큐비트 시스템 산업 체인을 전면 개방하기 위해 노력하고 있다. 얼마 전 Hefei Benyuan Quantum과 Hefei Jinghe Integrated Circuit Co., Ltd.는 협력 계약을 체결했습니다.양 당사자는 Benyuan-Jinghe 양자 칩 공동 연구소를 공동으로 건설하여 양자 칩 설계에서 전체 사슬의 발전을 실현하는 데 전념할 것입니다 포장 및 테스트. 현재 이 회사는 6비트 Kuafu KF C6-130과 24비트 Kuafu KF C24-300이라는 두 가지 초전도 양자 칩을 출시했습니다.
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Kuafu KF C24-300 (사진출처: 오리진퀀텀 공식 홈페이지)
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그런 다음 우리 기사의 주제로 돌아가서 학자 Guo Guangcan 팀은 "무소음 광자 에코" 기술을 통해 양자 저장에서 광학 큐비트의 발전을 촉진했으며, 이는 광학 양자 칩의 실현에 대한 또 다른 중요한 장애물을 제거했습니다. 양자에는 양자 중첩, 양자 붕괴, 양자 얽힘 등 모호한 이론이 많이 있습니다. 그 중 양자컴퓨팅은 정보처리를 실현하기 위해서는 양자 얽힘을 구현해야 하며, 얽힘이 많을수록 좋다. 양자 저장은 빛 양자를 통해 정보를 전송하고 원자를 통해 정보를 저장하는 것입니다. 빛 양자 에코 기술을 기반으로 한 저장은 주로 제어된 가역적 불균일 확장의 원리를 사용합니다. 매체가 빛 신호를 완전히 흡수한 후 동일한 것을 방출합니다. 일정 시간 후 양자 상태의 에코 신호. 원래 계획은 필연적으로 소음 공해 문제가 발생하여 결국 정보 왜곡으로 이어질 것이므로 학자 Guo Guangcan 팀이 이 문제를 해결했습니다.
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최근 몇 년 동안 학자 Guo Guangcan 팀은 광학 양자 칩 분야에서 반복적으로 획기적인 발전을 이루었습니다. 얼마 전 연구팀은 Physical Review Letters에 연구 결과를 발표했는데, 광자 에너지 밸리 홀 효과를 기반으로 에너지 밸리 관련 위상 절연체 칩 구조에서 양자 간섭이 실현됐다.
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Guo Guangcan 학자 팀 외에도 Shanghai Jiaotong University의 Jin Xianmin 팀도 우리나라 광양자 칩 분야의 대표 팀입니다. 또한 며칠 전 Jin Xianmin의 팀은 물리적 시스템용 광자 통합 칩을 기반으로 한 최초의 확장 가능한 전용 광학 양자 컴퓨팅 방식을 제안하고 실험에서 "빠른 도착" 문제에 대한 양자 가속 알고리즘을 처음으로 구현했습니다. .
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광양자 기술 루트의 문제점이 하나씩 해결되면서 칩 업계는 더 이상 EUV 노광기가 필요 없는 진화 루트를 만들 것으로 기대된다. 여기서 광양자칩과 전자칩의 차이점을 언급할 필요가 있다. 전자 칩의 발전은 트랜지스터의 소형화와 칩 면적당 시스템 성능 향상을 위한 것이므로 전자 칩의 제조 공정은 14nm, 10nm, 7nm, 5nm를 따라 계속 확장될 것입니다. 공정이 7nm 이하에 도달하면 EUV 노광기는 필수 불가결하므로 EUV 노광기가 "스턱넥" 링크가 되면 우리나라는 7nm 미만의 전자 칩 제조 분야에 진입할 수 없습니다.
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대조적으로, 광자 칩 자체는 전송 매체로 인해 고속, 저전력 소비 및 간섭 방지의 장점이 있습니다.동시에 광자 칩은 극도의 첨단 제조 공정을 추구하지 않으며 성숙한 공정은 시스템의 고성능의 장점을 발휘합니다. , 컴퓨팅, 전송, 저장 및 디스플레이 분야에서 널리 낙관적입니다.
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컨셉부터 착륙까지
양자통신 기술은 우리나라에서 높은 평가를 받고 있으며, 현재 대부분의 연구는 광양자통신 기술의 양자얽힘 이론에 기초하고 있다. 학문적 목적은 기술적인 관점에서 몇 번이고 광자와 관련된 기술적 문제를 해결했지만 착륙을 달성하기 위해서는 여전히 업계의 참여가 필요합니다.
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진보의 관점에서 볼 때 우리나라는 이미 양자보안통신 분야에서 산업화를 시작했고 국제적으로 선두를 달리고 있습니다. 2017년 9월, 세계 최초의 양자 보안 통신 간선인 베이징-상하이 간선이 공식 개통되었습니다. 이러한 통신 보안 기술은 앞으로 군사 및 민간 분야의 발전에 큰 역할을 할 것입니다. 현재 Yaguang Technology, Guodeng Electronics, Hengtong Optoelectronics 및 China Great Wall을 포함하여 다수의 국내 상장 기업이 "양자 통신" 개념 주식에 포함되었습니다.
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칩 분야에서 우리는 광양자 칩의 잠재력과 "커브에서 추월"의 기회를 보았습니다. 물론 혹자는 모두가 고속으로 달리고 있을 때는 코너를 추월할 수 없고 차선 변경만 가능하다고 한다. 현재 국내 업체들은 이미 양자칩을 만들고 있는데 이들 업체들의 비전이 마침내 실현된다면 참으로 새로운 길을 열게 된 것입니다.