Ülkemin foton kuantum çipi hakkında iyi haberler yayılıyor, EUV litografi makinesi "terk edilmiş çocuk" mu oldu?

18/19'da, yerel bilim ve teknoloji çemberindeki en popüler kelimenin "bir eğriyi geçmek" olduğunu hala hatırlıyorum. Gittikçe daha fazla yerli yarı iletken şirketinin cips yapmak için can attığı günümüzde, "virajlarda sollama" teriminden çok sık bahsedilmiyor. Muhtemelen çünkü utanmayı öğrendikten sonra sadece sanatı bilmek iyi değildir.
NS
Yerli çip endüstrisi ABD hükümeti tarafından hedef alındıktan sonra, eksiklikler tamamen ortaya çıktı ve EDA tasarım yazılımı, yarı iletken malzemeler, EUV litografi makineleri vb. "sıkışmış" hale geldi. ABD hükümetinin "ilk atışı yapma" politikası uyarınca, geleceğin yarı iletken şirketlerinin çoğu, düşük profilli kalma ve cesaret etmeye çalışma geliştirme stratejisini seçti.
NS
Yerli çiplerin endüstriyel tutumu son iki yılda gerçekten çok düşüktü, ancak "virajlarda sollama" fikri ve uygulaması aslında bir an için kesintiye uğramadı.Geleneksel ekolojiyi değiştirmek için çok önemli bir girişim. kuantum iletişim teknolojisi ile çip endüstrisi.
NS
1
Akademisyen Guo Guangcan ekibinin yeni gelişimi
Son zamanlarda, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Akademisyen Guo Guangcan ekibi, kuantum depolama ve kuantum ağ araştırmalarında orijinal ilerleme kaydetti.Sonuçlar, 19 Temmuz'da uluslararası üne sahip Nature Communications dergisinde yayınlandı. Ayrıntılı bir bakış açısıyla, sonuç foton yankısında bir yeniliktir.Ülkemin orijinal kuantum depolama çözümünde bağımsız fikri mülkiyet haklarıyla kullanılabilecek "gürültüsüz foton yankısı" buluş patenti için başvurmuştur.
NS
Uygulama açısından çözüm, farklı frekans kontrol darbelerini ve iki yeniden odaklama sürecini yaratıcı bir şekilde birleştirir, böylece yayılan foton ekosunun üst enerji seviyesi ve kalan popülasyonun üst enerji seviyesi farklı enerji seviyeleri olur, böylece filtrelenebilir. Spektrum Spontan emisyon gürültüsünü kesinlikle ortadan kaldırın ve foton eko emisyonunun üst enerji seviyesinin ve artık popülasyonun üst enerji seviyesinin mutlaka aynı enerji seviyesinde kirlenmesi sorununu çözün, böylece teknoloji kuantumda kullanılabilir. tarla.
NS
"Nature Communications"ı inceleyenler, bu programın yüksek performanslı kuantum belleğe yönelik önemli bir gelişme olduğuna inanıyor.
NS
Yepyeni çip izi
Kuantum çipleri her zaman yerli çiplerin kaçırmaması gereken tarihi bir fırsat olarak görülmüştür. Tanım olarak, bir kuantum çipi, kuantum devrelerini bir alt tabaka üzerinde bütünleştirir ve daha sonra kuantum bilgi işleme işlevini taşır ve "geleceğin bilgisayarının" "beyni" olarak kabul edilir. Elbette geleneksel çiplerin alt çiplere dönüşümü bir gecede gerçekleşmez ve bu süre zarfında birçok aşamadan geçmiştir.
NS
Birincisi, yarı iletken kuantum nokta teknolojisinin önerisidir. Yarı iletken kuantum noktalarının temel teorisi, tek kübitlik bir mantık geçidi kontrolü ve iki kübitlik kontrollü bir NOT geçidinin herhangi bir evrensel kuantum mantık kapısı kontrolü ile birleştirilebilmesidir.Bu yöntem uygun kontrol, ultra hızlı hız, entegrasyon ve paralelliğe sahiptir. Geleneksel yarı iletken elektronik teknolojisi gibi önemli avantajlarla uyumlu, pratik yarı iletken kuantum hesaplamanın geliştirilmesi için temel oluşturur.
NS
Ancak yarı iletken kuantum nokta teknolojisinin dezavantajları da vardır.Çok bitli kuantum mantık kapısı işlemlerini gerçekleştirmek için bitişik kuantum noktaları ve kübitler arasındaki değişim etkileşimini kullanır.Komşu olmayan kübitler arasındaki mantık kapısı işlemlerinin bir dizi komşu kapıdan geçmesi gerekir. İşlemlerin kombinasyonu tamamlanır, bu da hesaplama sürecindeki mantık kapısı işlemlerinin sayısını ve zorluğunu büyük ölçüde artırır.
NS
Yarı iletken kuantum noktalarından sonra, süper iletken kübit sistemleri ana akım haline geldi. İkincisi, yarı iletken kuantum noktalarının komşu olmayan kübitlerle birleştiği bir kuantum veri yolunu gerçekleştirmek için süper iletken iletim rezonans boşlukları gibi kavramları kullanır, bu da bitişik olmayan kuantum noktaları arasındaki bilgi iletimi sorununu çözer.
NS
Şu anda, yerli şirketler, süper iletken kübit sistem endüstri zincirini tamamen açmaya kararlıdır. Kısa bir süre önce, Hefei Benyuan Quantum ve Hefei Jinghe Integrated Circuit Co., Ltd. bir işbirliği anlaşması imzaladı.İki taraf ortaklaşa, kuantum çip tasarımından tüm zincirin gelişimini gerçekleştirmeye adanmış bir Benyuan-Jinghe Kuantum Çip Ortak Laboratuvarı inşa edecek. paketleme ve test için. Şu anda şirket, 6 bit Kuafu KF C6-130 ve 24 bit Kuafu KF C24-300 olmak üzere iki süper iletken kuantum çipi piyasaya sürdü.
NS
2
Kuafu KF C24-300 (Resim kaynağı: Origin Quantum resmi web sitesi)
NS
Sonra makalemizin konusuna dönelim Akademisyen Guo Guangcan'ın ekibi, optik kuantum çiplerinin gerçekleştirilmesi için bir başka önemli engeli ortadan kaldıran "gürültüsüz foton yankı" teknolojisi ile kuantum depolamada optik kubitlerin ilerlemesini destekledi. Kuantum, kuantum süperpozisyonu, kuantum çöküşü ve kuantum dolaşıklığı dahil olmak üzere birçok belirsiz teoriye sahiptir. Bunlar arasında, kuantum hesaplamanın bilgi işlemeyi gerçekleştirmek için kuantum dolaşıklığı gerçekleştirmesi gerekir ve daha fazla dolaşıklık, daha iyi. Kuantum depolama, bilgiyi ışık kuantumları aracılığıyla iletmek ve bilgileri atomlar aracılığıyla depolamak içindir.Işık kuantum eko ​​teknolojisine dayalı depolama, esas olarak kontrollü tersinir düzgün olmayan genişleme ilkesini kullanır.Ortam ışık sinyalini tamamen emdikten sonra, aynı şeyi serbest bırakır. bir süre sonra Kuantum durumunun yankı sinyali. Orijinal plan, kaçınılmaz olarak, sonunda bilgi bozulmasına yol açacak olan gürültü kirliliği sorununa sahip olacak.Akademisyen Guo Guangcan'ın ekibi bu sorunu çözdü.
NS
Son yıllarda, Akademisyen Guo Guangcan'ın ekibi, optik kuantum çipleri alanında defalarca atılımlar yaptı. Kısa bir süre önce, ekip, Fiziksel İnceleme Mektuplarında araştırma sonuçlarını yayınladı.Fotonik enerji vadisi Hall etkisine dayanarak, enerji vadisi ile ilgili topolojik yalıtkan çip yapısında kuantum girişimi gerçekleşti.
NS
Akademisyen Guo Guangcan'ın ekibine ek olarak, Şanghay Jiaotong Üniversitesi'nden Jin Xianmin'in ekibi de ülkemde optik kuantum çipleri alanında temsili bir ekip. Ayrıca birkaç gün önce Jin Xianmin'in ekibi, fiziksel sistemler için fotonik entegre bir çipe dayalı ilk ölçeklenebilir özel optik kuantum hesaplama şemasını önerdi ve ilk kez bir deneyde "hızlı varış" sorunu için bir kuantum hızlandırma algoritması uyguladı. .
NS
Optik kuantum teknolojisi yolundaki sorunlar birer birer aşıldığından, çip endüstrisinin artık EUV litografi makineleri gerektirmeyen bir evrim yolu yaratması bekleniyor. Burada hafif kuantum çipleri ile elektronik çipler arasındaki farktan bahsetmek gerekiyor. Elektronik çiplerin ilerlemesi, transistörleri daha da küçültmek ve çip alanı başına daha yüksek sistem performansı elde etmektir.Bu nedenle, elektronik çiplerin üretim süreci, 14nm, 10nm, 7nm ve 5nm boyunca aşağı doğru uzanacaktır. Süreç 7nm ve altına ulaştığında EUV litografi makinesi vazgeçilmezdir.Bu nedenle EUV litografi makinesi "sıkışmış boyun" halkası haline geldiğinde ülkem 7nm'nin altında elektronik çip üretimi alanına giremeyecek.
NS
Buna karşılık, iletim ortamı nedeniyle, foton çipinin kendisi yüksek hız, düşük güç tüketimi ve parazit önleyici avantajlara sahiptir.Aynı zamanda, foton çipi aşırı gelişmiş üretim sürecini takip etmez ve olgun süreç olabilir. sistemin yüksek performansının avantajlarından yararlanır. , Bilgi işlem, iletim, depolama ve görüntüleme alanlarında oldukça iyimserdir.
NS
Konseptten inişe
Kuantum iletişim teknolojisi ülkemizde oldukça değerlidir ve mevcut araştırmaların çoğu ışık kuantum iletişim teknolojisinin kuantum dolaşıklık teorisine dayanmaktadır. Akademik son, fotonlarla ilgili teknik sorunları teknik açıdan defalarca çözmüştür, ancak inişe ulaşmak için hala endüstrinin katılımı gerekmektedir.
NS
İlerleme açısından, ülkem kuantum güvenli iletişim alanında sanayileşmeye çoktan başladı ve uluslararası lider seviyede. Eylül 2017'de, dünyanın ilk kuantum güvenli iletişim ana hattı olan Pekin-Şanghay ana hattı resmi olarak açıldı. Gelecekte, bu tür iletişim güvenliği teknolojisi, askeri ve sivil alanların gelişmesinde büyük rol oynayacaktır. Şu anda, Yaguang Technology, Guodeng Electronics, Hengtong Optoelectronics ve China Great Wall dahil olmak üzere çok sayıda yerli borsada işlem gören şirket "kuantum iletişim" konsept stoklarına dahil edilmiştir.
NS
Çip alanında, hafif kuantum çiplerinin potansiyelini ve "bir eğriyi geçmek" için bir fırsat gördük. Tabii bazı kişiler herkes yüksek hızda koşarken viraj almanın mümkün olmadığını, sadece şerit değiştirmenin mümkün olduğunu söylüyor. Halihazırda kuantum çipleri yapan yerli firmalar var, bu firmaların vizyonu nihayet gerçekleşirse, o zaman gerçekten yeni bir yol açmış oluruz.