目前，我国已经成为第三个拥有量子打算机制造能力的国家，制造公司正是位于安徽的合肥本源量子。
而量子打算机被认为是新一轮科技的计策制高点，量子芯片也被看作是“硅芯片”的下一代产品。
那么问题来了，量子芯片究竟是什么？能否带领我们打破芯片难题，摆脱“卡脖子”？
量子芯片什么是量子芯片？
量子芯片实在便是把量子线路集成在基片上，使其具备处理量子信息和数据的能力。
量子芯片未来也要走集成化道路，这一点和传统芯片相似。不同的是，传统芯片增加的是晶体管数量，而量子芯片增加的是量子信息。
为什么要研发量子芯片？
我们都知道摩尔定律，当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
传统的硅基芯片一贯按照摩尔定律更新迭代，但随着晶体管数量的增加，工艺制程低落至5nm、3nm时，涌现了越来越严重的“量子隧穿”效应。
由于量子遂穿，导致芯片的良品率低落，泄电率提升。乃至科学家们认为1nm便是硅基芯片的尽头。
那么，与其花费大量精力办理量子隧穿问题，倒不如研发量子芯片来代替传统芯片，于是各国开始投入资金研发量子芯片。
目前在该领域，中美日走在世界的前列。
量子芯片与传统芯片有哪些不同之处？
1、材料不同
传统芯片因此硅为原材料的半导体；
而量子芯片原材料则更为丰富，可以是超导体、半导体、绝缘体或者金属。
2、逻辑不同
传统芯片通过掌握晶体管的电压，从而产生一个数据“0”或“1”，0表示关，1表示开。
0和1共同组成了二进制数据，它的基数为2，遵守“逢二进一”、“借一当二”的规则。打算机中所有的信息都将转化为由0和1组成的代码，然后进行存储和传输。
量子芯片的数据采取微不雅观的量子表示，根据量子力学事理，量子数据可以表示“0”、“1”，也可以同时处于“0和1”的叠加状态。
这种叠加状态便是量子芯片的最大特色，它可以进行多路径打算，因此效率更高、结果更精确。
3、工艺不同
传统芯片首先制造晶圆，制造出来的晶圆上没有电子信息，然后在晶圆上光刻电路图，最后进行封装测试。
量子芯片先通过分子束外延成长含有二维电子的基片材料，然后再进行刻蚀，末了通过电子束蒸发金属镀膜，加上金属剥离技能，终极得到量子芯片。
4、性能不同
量子芯片的性能比传统芯片性能更强。
当传统芯片靠近理论的技能瓶颈时，量子芯片可以轻松打破，并且可以再提升百倍、千倍。
做个比喻，如果传统芯片是自行车，那么量子芯片便是飞机。
一台搭载50个量子的打算机，其速率可以超越神威太湖之光打算机。
总的来说，量子芯片对付传统芯片便是全面的升级，乃至是推倒重来，仅在观点和算法上仿照传统芯片。传统芯片就像砖和木头盖屋子，量子芯片便是钢筋混凝土盖高楼大厦。
量子霸权业界公认50量子比特芯片就可以达到量子霸权的标准。
“量子霸权”于2012年由美国加州理工学院理论物理学家约翰·普瑞斯基尔提出，指量子芯片可以做到传统芯片实现不了的事。
量子霸权最早被谷歌冲破。
2019年10月，谷歌在《自然》杂志上揭橥论文，其研发的量子打算机在200秒内完成了传统打算机须要花1万年才能完成的任务。
这项试验是基于一个包含54个量子比特的量子芯片“西克莫”。这次成果可以媲美莱特兄弟发明飞机。
但IBM表示疑惑，由于按照IBM的估算，谷歌的打算结果利用超算仅须要两天半韶光就可以完成，根本用不了1万年。也便是谷歌的“西克莫”根本没有达到量子霸权的标准。
同时IBM还质疑了“量子霸权”，它认为这对传统打算机及芯片会产生误导，量子芯片永久不会凌驾于传统芯片之上，它们只会相互折衷、相互合营。
国产“九章”逆袭谷歌
2021年12月4日，中国科学技能大学的潘建伟院士，带领团队与国家打算机中央互助打造了76个光量子的打算原型“九章”。
通过试验，九章可以在一分钟内办理“高斯玻色采样”任务，而用太湖之光超算来完成任务则须要一亿年。
九章在速率方面超越了谷歌的“西克莫”，可以算的上真正的“量子霸权”。
IBM发力
昔时夜家还在努力超越50量子比特时，IBM发力了，直接超越了100量子比特。
IBM在量子打算机领域投入了大量的人力、物力、财力，已经处于领先地位。IBM率先推出了首个超过100量子比特的芯片“Eagle”，拥有127个量子比特。
“Eagle”采取了全新的架构，总体呈现六边形，堆叠了多层芯片，同时减少了相应的链接，可以有效降落滋扰、提高准确度。
2022年11月，IBM在年度量子峰会上推出的433量子比特的Osprey芯片，再创新高，比127量子比特的Eagle芯片多出近三倍。
IBM表示将在2025年推出4000量子比特的芯片，实现“量子上风”的里程碑。
量子比特是衡量量子芯片、量子打算机性能的主要标准，增加量子比特可以使芯片性能指数级提高。这便是各国比拼量子比特数量的缘故原由。
在IBM看来，实现1000量子比特以上的量子芯片，才算是“量子霸权”。按此说法，目前的量子芯片间隔“量子霸权”还很远。
我国量子技能如何？我国的量子技能处于领先地位，但整体来说仍掉队于美国。
在专利方面：
截至2022年10月18日，环球公开的量子打算领域的专利排行榜如下：
第一名、美国 IBM，1323件；
第二名、美国 谷歌，762件；
第三名、加拿大 D-Wave，501件；
第四名、美国 微软，496件；
第五名、美国 诺格公司，262件；
第六名、中国 本源量子，234件；
可以看出，在量子技能的专利方面，美国依然处于绝对领先位置，我国的本源量子在海内很精良，但与IBM、谷歌仍有不小的差距。
量子通信领域
我国的量子通信技能领先天下。
早在2016年8月，我国就发射了环球首颗量子实验卫星，由中科院国家空间科学中央卖力研发，搭载在长征二号丁火箭上升空。
墨子号实现了相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输，创下了上千公里的量子密钥的分发。
2017年，中国开通了天下第一条量子保密通信的干线“京沪干线”。
2017年9月29日京沪干线开通的新闻发布会上，中科院院长白春礼通过“墨子号”与奥地利科学院院长安东·塞林格进行了天下首次洲际量子保密通信视频通话。
2021年，潘建伟、陈宇翔、彭承志在《自然》上揭橥了文章，文中提到了墨子号与京沪干线连接总跨度达到了4600公里，也便是可以实现4600公里的量子通信。
量子通信最大的上风便是加密，传统通信暴露出越来越多的安全问题，而量子通讯则完美的办理了这个难题。
量子通信可以让信息的吸收、发送方同时得到一段随机的字符，双方手里的随机字符是完备相同的，但第三方无法窃听，由于一旦窃听就会被急速创造，这都是由量子力学事理担保的。
欧美等国家也在量子通信方面投入大量资金，但仍旧没有达到我国的高度。这一点绝对是值得骄傲的。
量子芯片方面
在量子芯片方面，我们仍旧掉队于美国。
很多网友抱负着弯道超车，但实际上哪里有什么弯道超车，只有不断的努力研发，才能实现追赶超越。
传统芯片领域，美国一贯处于领先地位，在量子芯片领域，美国依然处于领先地位。这得益于其在该领域弘大的投资。
量子芯片是用来提高算力的，而算力的提升直接关系到数据的解读，也影响着未来的预判。这便是美国大力发展量子芯片的缘故原由。
目前，IBM研发的量子芯片已经达到了433量子比特，大幅领先于我国的76比特。谷歌、微软的研发实力也十分强劲。
研发量子芯片，也须要更多的人才，以及传统芯片的技能和材料物理，这些我们都不具备上风。
总的来说，我国在量子通信是我们的上风，但在专利及量子芯片方面仍旧比不过美国。以是未来，在量子技能方面，我们仍旧须要更加努力。
量子芯片可以摆脱EUV光刻机？EUV光刻机是7nm及以下传统芯片的必需设备，那么量子芯片是不是也须要EUV光刻机呢？
目前对量子芯片的研究紧张包括：超导量子电路、半导体量子点、离子阱、量子拓扑、金刚石空位、光量子技能。
EUV光刻机针对的是硅基芯片，而超导、金刚石、光量子显然不会用到这类设备。
此外，量子芯片不须要在基体上雕刻几百亿个晶体管，而是通过电子束外延成长量子，可以说二者的工艺并不相同，因此对光科技的须要差异很大。
量子芯片还可以利用碳基材料，而碳基芯片采取的是碳纳米管搭建技能，根本用不到光刻机。
可以说，量子芯片完备有能力绕开光刻机，利用其他的设备进行制造。即便是用到光刻机，也不须要EUV这类顶级设备。
目前，我国第一条量子芯片生产线已经搭建完毕，这条生产线中并没有涌现EUV光刻机，这也恰好供应了佐证。
如果我国能够将量子芯片技能发扬光大，使其运用在更多的场景中，那么不但可以有效的提高芯片的性能，同时也能绕开EUV光刻机，彻底摆脱“卡脖子”。
写到末了安徽合肥搭建的量子芯片生产线，是我国在量子芯片领域的重大打破，同时也证明了我国有制造量子打算机的能力。
量子芯片与传统的硅基芯片制造技能并不同，可以完美的绕过EUV光刻机技能，同时将芯片的性能提升千倍、万倍。
如果我们能够打造一条完备自主的国产量子芯片家当链，那么摆脱“卡脖子”，逆袭欧美日韩，都是有可能的。
我是科技铭程，欢迎共同谈论！
