近10年來，我國在量子計算方面一直走在世界前面，在2011年國內就建立量子衛(wèi)星技術研究，2016年發(fā)射了首顆量子衛(wèi)星墨子號。
近期，國外第三方機構 IPRdaily 發(fā)布2022年全球量子計算技術發(fā)明專利排行榜（TOP100）。排行榜顯示，合肥本源量子計算科技有限責任公司（以下簡稱“本源量子”）以234件量子計算發(fā)明專利數和133件發(fā)明專利被引證數，在專利數量和被引證數量上均居全國第一，且進入全球前十。
筆者了解到，本源量子量子計算專利數量，連續(xù)3年居于全國第一。從專利被引證數量來看，該榜單前十名企業(yè)來自美國、日本、加拿大和中國，其國內只有本源量子進入榜單前十，位居全國第一。
近日，安徽省量子計算工程研究中心表示，國內量子計算機“悟空”即將面世。同時，我國第一條量子芯片生產線正在緊鑼密鼓生產“悟空芯”，該芯片為“悟空”配套的量子芯片。
值得注意的是，該量子芯片生產線采用了國內首個專用于量子芯片生產的NDPT－100無損探針電學測量平臺（簡稱“無損探針臺”），以實現高質量生產。目前，無損探針臺已在國內第一條量子芯片生產線上投入使用。
據了解，該無損探針臺由本源量子完全自主研發(fā)，最小測量范圍縮至微米級，探針造成的薄膜傷痕直徑最小在1微米以內，測量過程不影響超導量子比特相干性能，具備高穩(wěn)定性和高運動精度的優(yōu)勢，也適用于半導體芯片、半導體器件等精密電氣測試。“無損探針臺”可實現量子比特電阻快速精準測量，零損傷識別量子芯片的質量優(yōu)劣。
安徽省量子計算工程研究中心副主任賈志龍博士表示，無損探針臺對量子芯片的生產具有重要作用，它是生產量子芯片的必要工具，地位如同光刻機是傳統(tǒng)芯片制造的工業(yè)母機一樣，此機器可以大大縮短量子芯片的研發(fā)周期，進一步提高量子芯片良品率。
英特爾成功制造量子芯片
10月8日，處理器龍頭英特爾（Inte）實驗室和組件研究組織對外公布成功以現有硅基半導體技術生產自旋量子計算芯片，且良率達到了95％，這一成就代表了英特爾在晶體管制造工藝上擴大規(guī)模和努力制造量子芯片的一個重要里程碑。
據悉，英特爾的研究使用EUV光刻工藝，在300mm晶圓成功生產出了10000個量子點陣列，并使用專門設計的量子低溫探測器Cryoprober對最新硅自旋量子運算芯片進行了測試。
為保持量子比特的穩(wěn)定性，Cryoprobe在極低的溫度（1．7開爾文或－271．45攝氏度）下運行，測試確認自旋量子運算芯片運行穩(wěn)定性，也證實300毫米晶圓上95％的量子位封裝芯片按預期工作。
值得注意的是，目前為止大多數量子芯片生產努力一次只制造一個。而英特爾的 EUV 工藝似乎能夠在晶圓上制造多個量子芯片，且具有上述出色的均勻性和良率。
此外，英特爾的量子計算芯片制造技術，是允許單電子狀態(tài)跨芯片自動收集數據，以完成迄今最大單量子點和雙量子點，也就是超過900個單量子點和超過400個雙量子點。與早期自旋量子運算設備相比，提高芯片產量和均勻一致性，使芯片制造商能控制技術確定優(yōu)化制造過程。
英特爾量子硬件總監(jiān)James Clarke表示，這代表未來能朝商業(yè)量子計算機數千或數百萬個量子比特方向邁出重要一步。英特爾也將繼續(xù)提高設備品質，并開發(fā)更大規(guī)模系統(tǒng)，創(chuàng)建模塊化架構，幫助量子運算發(fā)展。
IBM研發(fā)的量子計算新芯片亮相
除了英特爾在量子芯片上取得了進一步的成果，IBM也緊隨其后。
近期11月，IBM宣布推出最新研發(fā)的量子計算芯片“魚鷹”（Ospreychip），該芯片含433個量子比特，比之去年的“鷹”芯片（Eaglechip，127個量子比特）多3倍以上。
據了解，新的 Osprey 計算機可以進行復雜的量子計算。Osprey 可使同一臺設備同時控制 400 多個量子比特，并且可以與量子計算機的相關設備匹配，并輸出精確的信號、頻率與功率。
在配置方面，與去年發(fā)布的 Eagle 一樣，Osprey 之中的線路分布具有多層次。這種線路布局增強了信號傳輸和設備安裝的靈活性。同時，Osprey 可憑借特殊的集成濾波功能可以降噪并且使設備運行起來更穩(wěn)定。Osprey 的導線密度相較于以往計算機提升了百分之七十，大大降低了相關成本。
IBM還發(fā)布了配套 Qiskit Runtime 軟件的更新版本，以解決Osprey 中的糾錯問題。此外，Osprey 運用柔性帶狀電纜可以在低溫條件下使用。據悉，該芯片可以在 －269．15℃ 的低溫下發(fā)揮作用，IBM將電路進行了集成，借此降低設備體積與使用過程中的能量損耗。
IBM表示，已準備好開始實現以量子為中心的超級計算機，該計算機系統(tǒng)將在明年年底前正式投入使用，能夠通過連接其它三個量子系統(tǒng)構建出多達16632個量子比特計算系統(tǒng)。同時，計劃在2025年推出超4000個量子比特的系統(tǒng)。
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