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量子芯片是量子计算机核心元件 相关研究成果不断增多

2022-08-20 17:19      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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量子芯片是量子计算机核心元件 相关研究成果不断增多

  芯片,也称为集成电路、IC,一般制造在半导体晶圆表面,是计算机的核心元件。量子芯片,是将量子线路集成在基片上,进行量子信息处理的元器件。预计到2030年,全球量子计算市场规模将达到80亿美元以上,利好量子芯片行业发展。
 
  晶体管发明并规模化生产之后,大规模集成电路成为市场主导,芯片的计算能力不断提升。为追求更高的算力,在摩尔定律下,晶体管尺寸不断缩小,以提高在集成电路上的数量来换取更高的算力。晶体管尺寸不断缩小,导致沟道效应产生,使得漏电流概率提升,降低了晶体管的可靠性。目前计算机算力要求仍在不断提升,仅依靠缩小晶体管尺寸来提高芯片性能的方法难以延续。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年中国量子芯片行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,量子计算机是传统计算机的重要升级方向,其具有更高的处理速度,以及更低的能耗。量子芯片可以解决传统芯片发展的瓶颈问题,大幅提高计算能力,并且体积能够进一步缩小。量子芯片与传统芯片一样,以晶体管为核心元器件,采用的是量子晶体管,量子晶体管的尺寸仅有一个原子大小,在集成电路上的数量可以大幅提高,并且能耗更低。基于此,量子芯片的算力与传统芯片相比大幅提升。
 
  近年来,量子晶体管研究不断取得新进展,为量子芯片研制奠定了基础。2018年8月,德国开发出了可以运行在室温下的、仅有一个原子组成的量子晶体管;2021年2月,中国科学院提出了基于主流的体硅高K金属栅FinFET(鳍式场效应晶体管)工艺构建量子点器件结构的方案。
 
  对比传统芯片来看,量子芯片的集成工艺要求更高,技术门槛更高,直到2022年6月,澳大利亚量子计算公司SQC才推出全球首个量子集成电路。从我国来看,量子芯片研究成果不断增多,同时领先企业布局速度也在加快。2022年6月,华为宣布成功申请了量子芯片专利;2022年7月,浙江大学发布“天目1号”超导量子芯片系列应用成果。
 
  新思界行业分析人士表示,我国大陆地区芯片产业落后于美国、韩国、中国台湾地区,台湾台积电5nm芯片已经量产,计划2022年9月量产3nm芯片,而大陆中芯国际仅能够量产14nm芯片。从量子芯片来看,我国相关研究成果不断增多,技术与西方国家差距不大,现阶段全球量子芯片市场格局尚未稳定,发展量子芯片不仅可以提高计算机运算能力,还可以帮助我国芯片产业实现弯道超车。
 
关键字: 量子芯片