量子芯片冰箱背后，藏着哪些信息？

发布时间：2023-03-20 10:04:57 所属栏目：外闻来源：

导读：量子科技正在成为国之利器。作为全球瞩目的前沿科技，2022年诺贝尔物理学奖就授予了三位科学家，表彰其在量子信息科学研究方面所做的贡献。

实际上，量子技术并不是一个很新的技术，从量子力学的建立到应用，已历

量子科技正在成为国之利器。作为全球瞩目的前沿科技，2022年诺贝尔物理学奖就授予了三位科学家，表彰其在量子信息科学研究方面所做的贡献。

实际上，量子技术并不是一个很新的技术，从量子力学的建立到应用，已历时一百多年。现在，量子技术正在从实验室走向商业市场——据安徽省量子计算工程研究中心消息，国产首个用于保存量子芯片的“冰箱”研制成功，并投入国内首条量子芯片生产线使用。

而从理论上来说，量子芯片是可以绕开传统硅基芯片制造必备的光刻机的，量子芯片将量子线路集成在基片上，通过量子碰撞技术可以进行信息的处理和传输，制造方面几乎用不到光刻机。测试结果显示，量子芯片的性能至少是电子芯片的千倍以上，其应用范围也更广。

如果流片过程中或者流片完成的量子芯片样品储存环境不达标，超导量子芯片就会吸附各类杂质，其关键部件——比如约瑟夫森结、超导电容等就会因此老化，导致量子比特频率一致性变差、量子芯片相干时间降低，最终量子芯片的性能发生恶化。采用自主研发的量子芯片高真空存储箱来放置量子芯片可避免这一问题发生。因此，为保证量子芯片的正常使用，量子芯片必须放在特定的真空容器内，并保持极低的温度，这才有了我国首款“量子芯片冰箱”。

此外，这款量子芯片高真空存储箱还具有三个保存腔体，每个腔体可独立操作；同时配备了智能监控系统，可实时监控真空度，为芯片保存过程提供稳定的高真空环境。研发人员还研发了人机交互功能界面，可实现设备全自动化操作。“量子芯片冰箱”让量子芯片的未来储存有了着落，而研发量子芯片智能冰箱更重要的意义，却是在于为华为自研的国内首条量子芯片自动化生产线攻坚克难增添了最后一步。这条生产线的建成，不仅可以解决华为手机芯片供应问题，还可以为华为未来发展提供强有力的支持。

本质上，算力问题，反映的其实是经典计算在人工智能加速发展上遇到的阻碍，尤其是算力瓶颈。一方面，在芯片制作工艺越来越接近物理极限的情况下，经典算力的提升变得越来越困难；另一方面，由于可持续发展和降低能耗的要求，使得通过增加数据中心的数量来解决经典算力不足问题的举措也不现实。因此，提高算力的同时又能降低能耗是亟待解决的关键问题。在这样的背景下，量子计算成为大幅提高算力的重要突破口。

作为未来算力跨越式发展的重要探索方向，量子计算具备在原理上远超经典计算的强大并行计算潜力。经典计算机以比特（bit）作为存储的信息单位，比特使用二进制，一个比特表示的不是“0”就是“1”。但是，在量子计算机里，情况会变得完全不同，量子计算机以量子比特（qubit）为信息单位，量子比特可以表示“0”，也可以表示“1”。

可以说，量子计算机最大的特点就是速度快。以质因数分解为例，每个合数都可以解成几个质数相乘的形式，其中每个质数都是这个合数的因数，把一个合数用质数相乘的形式表示出来，就叫做分解质因数。比如，6可以分解为2和3两个质数；但如果数字很大，质数分解就变成了一个很复杂的数学问题。

一旦量子计算与人工智能结合，将产生独一无二的价值。从可用性看，如果量子计算可以真正参与到人工智能领域，不仅将提供更强大的算力，超越现今费时费力建造的 ChatGPT 模型，而且能有效降低能耗，必将极大推动房地产行业的可持续发展。

当然，量子计算的市场化之路并不容易，首先，需要实现运算的精度，也就是发出的指令需要得到确定的结果，而不是概率。目前，量子计算机还无法达到所谓的计算精度，甚至同一个问题，用同一台量子计算机计算，最终可能每次的运算结果都不一样。

最后，要降低量子芯片的相关成本。如果要创造出零下273度的超低温环境，就需要配合数百万美元的制冷设备，不仅成本高昂，而且体积巨大。所以，量子芯片距离真正的商用还有很远的路要走，预计到2030年才会进入量子商用元年，更不要说量子芯片运用到终端消费市场了。

（编辑：汽车网）

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