#深度研究##
IT新语｜赛迪顾问：超导量子芯片：通过操控量子比特来实现特定的量子任务（2024年第1期（总第7期））
作 者
集成电路产业研究中心
图片
概念定义
超导量子芯片是超导量子计算中的物理载体，芯片上通常会集成多个超导量子比特，将量子信息编码在量子比特上，通过操控量子比特来实现特定的量子任务。超导量子芯片采用半导体微纳工艺来实现灵活构造。评价一款超导量子芯片是否具备较强的实用性，业界一般会参考三个维度：量子比特数量、退相干时间（量子比特的寿命）和操控精度。
图1 超导量子芯片生产过程
图片
研发过程
超导量子芯片的研发过程可分为四个阶段。第一阶段是理论研究和基础实验阶段。在这一阶段，有关科研机构和高校开展了大量理论研究工作，探索超导量子比特的理论基础和物理机制。同时，科研团队也进行了一系列基础实验，验证了超导量子比特的存在和运算能力。第二阶段是量子比特控制与耦合。在理论研究和基础实验的基础上，科研团队开始着重研究量子比特的控制和耦合技术。他们利用超导电路的优势，设计并实现了高质量的量子比特控制系统，提高了量子比特的操控精度和稳定性。他们还开展了量子比特之间的耦合研究，实现了多比特的相互作用。第三阶段是量子纠错和量子门操作。科研团队在这一阶段投入了大量研究力量。他们通过设计巧妙的纠错码和纠错方案，成功实现了一定程度上的量子纠错。第四阶段是通用可编程的量子计算阶段，有关科研团队目前正处于该研发阶段。在超导量子芯片的帮助下，科研人员能够操纵数亿位量子比特且可容错的量子计算机，促进经典密码破解、大数据搜索、人工智能等领域发展。
图片
技术优势
比起传统芯片，超导量子芯片具有如下优势。一是操作数大，超导量子比特相干时间长，操作速度快，保真度高，总体能够实现上千次操作。二是工艺成熟，相对其他固态量子芯片体系，超导量子比特受材料缺陷的影响更小，利用成熟的纳米加工技术，可以实现大批量生产。三是可扩展性好，超导量子比特结构简单，调控方便，极易扩展。
行业发展带来颠覆性影响
超导量子芯片的发展让计算处理更加高效。超导量子芯片作为量子计算的基石，能够实现比传统计算机更高效的计算。这是因为超导量子芯片中的量子比特能够同时处于多个态的叠加态，所以可以处理大规模数据搜索、优化问题等复杂计算。此外，超导量子芯片的量子并行计算能力和量子纠缠特性也能使其解决一些传统计算机难以处理的问题。
超导量子芯片为量子通信技术的发展提供重要支持。超导量子芯片应用于量子通信领域，能够大幅提升信息传输的安全性。量子通信利用量子纠缠和量子密钥分发等技术，可以实现信息的高度加密和保密传输。超导量子芯片中的量子比特可以作为通信的基本单位，实现量子信息的传输和处理。
超导量子芯片赋能传感器领域。超导量子芯片应用于量子传感领域，能够实现更高灵敏度和更高精度的测量。量子传感利用量子纠缠和量子叠加等特性，可以实现对微小变化的高灵敏度探测。另外，超导量子芯片中的量子比特还可以作为传感器的敏感元件，实现对光、电、磁等信号的高精度测量，为精密测量、地震监测、生物传感等领域提供更多新的可能性。
超导量子芯片行业迎来新进展
超导量子芯片提升量子计算机整机运行效率。近期，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”已在本源量子计算科技（合肥）股份有限公司正式上线运行。“本源悟空”搭载的是72位超导量子芯片“悟空芯”，共有198个量子比特，其中包含72个工作量子比特和126个耦合器量子比特，量子计算机的整机运行效率提升了数十倍。
量产面临技术挑战
第一，相比于传统计算机芯片，超导量子芯片的设计更为复杂。由于量子比特会受到环境影响产生量子噪声，导致量子比特之间存在串扰难题，进而影响量子逻辑门的操作精度，超导量子芯片的设计与实现难度更大。
第二，超导量子芯片的量产还受到材料选择和制备工艺的限制。一方面，超导量子芯片的制造需使用铝、铜和铌等高质量超导材料，所有超导材料都需要在极低温或极高气压下才能表现出超导现象，通常需要低于-100℃或10000倍于标准气压。另一方面，为实现复杂量子比特结构和电路连接，超导量子芯片的制造还需要采用精密的微纳加工工艺和高精度控制技术，复杂的工艺和技术为其量产带来挑战。
第三，量子比特的一致性和稳定性难以保证。超导量子比特的一致性和稳定性，是实现可靠量子计算的关键。在超导量子芯片的标准化生产中，如何通过精确的控制和校正技术，以实现高一致性的量子比特和稳定操作，对于超导量子芯片的量产制造来说是一大挑战。
第四，超导量子芯片的量产还需要突破测量和控制的技术瓶颈。可靠的测量和控制技术能够提升超导量子芯片的性能，使其可靠性大幅提高。但在超导量子芯片标准化生产的过程中，超导量子芯片上通常设有多个超导量子比特装置，装置之间会存在串扰问题。如何对超导量子芯片的串扰矩阵进行标准测量，是一项不小的技术挑战。
https://t.cn/A6jqrA9e
IT新语｜赛迪顾问：超导量子芯片：通过操控量子比特来实现特定的量子任务（2024年第1期（总第7期））
作 者
集成电路产业研究中心
图片
概念定义
超导量子芯片是超导量子计算中的物理载体，芯片上通常会集成多个超导量子比特，将量子信息编码在量子比特上，通过操控量子比特来实现特定的量子任务。超导量子芯片采用半导体微纳工艺来实现灵活构造。评价一款超导量子芯片是否具备较强的实用性，业界一般会参考三个维度：量子比特数量、退相干时间（量子比特的寿命）和操控精度。
图1 超导量子芯片生产过程
图片
研发过程
超导量子芯片的研发过程可分为四个阶段。第一阶段是理论研究和基础实验阶段。在这一阶段，有关科研机构和高校开展了大量理论研究工作，探索超导量子比特的理论基础和物理机制。同时，科研团队也进行了一系列基础实验，验证了超导量子比特的存在和运算能力。第二阶段是量子比特控制与耦合。在理论研究和基础实验的基础上，科研团队开始着重研究量子比特的控制和耦合技术。他们利用超导电路的优势，设计并实现了高质量的量子比特控制系统，提高了量子比特的操控精度和稳定性。他们还开展了量子比特之间的耦合研究，实现了多比特的相互作用。第三阶段是量子纠错和量子门操作。科研团队在这一阶段投入了大量研究力量。他们通过设计巧妙的纠错码和纠错方案，成功实现了一定程度上的量子纠错。第四阶段是通用可编程的量子计算阶段，有关科研团队目前正处于该研发阶段。在超导量子芯片的帮助下，科研人员能够操纵数亿位量子比特且可容错的量子计算机，促进经典密码破解、大数据搜索、人工智能等领域发展。
图片
技术优势
比起传统芯片，超导量子芯片具有如下优势。一是操作数大，超导量子比特相干时间长，操作速度快，保真度高，总体能够实现上千次操作。二是工艺成熟，相对其他固态量子芯片体系，超导量子比特受材料缺陷的影响更小，利用成熟的纳米加工技术，可以实现大批量生产。三是可扩展性好，超导量子比特结构简单，调控方便，极易扩展。
行业发展带来颠覆性影响
超导量子芯片的发展让计算处理更加高效。超导量子芯片作为量子计算的基石，能够实现比传统计算机更高效的计算。这是因为超导量子芯片中的量子比特能够同时处于多个态的叠加态，所以可以处理大规模数据搜索、优化问题等复杂计算。此外，超导量子芯片的量子并行计算能力和量子纠缠特性也能使其解决一些传统计算机难以处理的问题。
超导量子芯片为量子通信技术的发展提供重要支持。超导量子芯片应用于量子通信领域，能够大幅提升信息传输的安全性。量子通信利用量子纠缠和量子密钥分发等技术，可以实现信息的高度加密和保密传输。超导量子芯片中的量子比特可以作为通信的基本单位，实现量子信息的传输和处理。
超导量子芯片赋能传感器领域。超导量子芯片应用于量子传感领域，能够实现更高灵敏度和更高精度的测量。量子传感利用量子纠缠和量子叠加等特性，可以实现对微小变化的高灵敏度探测。另外，超导量子芯片中的量子比特还可以作为传感器的敏感元件，实现对光、电、磁等信号的高精度测量，为精密测量、地震监测、生物传感等领域提供更多新的可能性。
超导量子芯片行业迎来新进展
超导量子芯片提升量子计算机整机运行效率。近期，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”已在本源量子计算科技（合肥）股份有限公司正式上线运行。“本源悟空”搭载的是72位超导量子芯片“悟空芯”，共有198个量子比特，其中包含72个工作量子比特和126个耦合器量子比特，量子计算机的整机运行效率提升了数十倍。
量产面临技术挑战
第一，相比于传统计算机芯片，超导量子芯片的设计更为复杂。由于量子比特会受到环境影响产生量子噪声，导致量子比特之间存在串扰难题，进而影响量子逻辑门的操作精度，超导量子芯片的设计与实现难度更大。
第二，超导量子芯片的量产还受到材料选择和制备工艺的限制。一方面，超导量子芯片的制造需使用铝、铜和铌等高质量超导材料，所有超导材料都需要在极低温或极高气压下才能表现出超导现象，通常需要低于-100℃或10000倍于标准气压。另一方面，为实现复杂量子比特结构和电路连接，超导量子芯片的制造还需要采用精密的微纳加工工艺和高精度控制技术，复杂的工艺和技术为其量产带来挑战。
第三，量子比特的一致性和稳定性难以保证。超导量子比特的一致性和稳定性，是实现可靠量子计算的关键。在超导量子芯片的标准化生产中，如何通过精确的控制和校正技术，以实现高一致性的量子比特和稳定操作，对于超导量子芯片的量产制造来说是一大挑战。
第四，超导量子芯片的量产还需要突破测量和控制的技术瓶颈。可靠的测量和控制技术能够提升超导量子芯片的性能，使其可靠性大幅提高。但在超导量子芯片标准化生产的过程中，超导量子芯片上通常设有多个超导量子比特装置，装置之间会存在串扰问题。如何对超导量子芯片的串扰矩阵进行标准测量，是一项不小的技术挑战。
https://t.cn/A6jqrA9e
财联社星矿数据显示，今日早盘主力资金净流入文化传媒、出版、食品饮料行业等板块，净流出电新行业、计算机、非银金融等板块，其中电新行业净流出超28亿元。
个股方面，盛新锂能一度涨停，主力资金净买入2.62亿元位居首位，游族网络、龙版传媒、贵州茅台获主力资金净流入居前；TCL中环遭净卖出超4亿元，宏盛华源、软通动力、隆基绿能主力资金净流出额居前。
个股方面，盛新锂能一度涨停，主力资金净买入2.62亿元位居首位，游族网络、龙版传媒、贵州茅台获主力资金净流入居前；TCL中环遭净卖出超4亿元，宏盛华源、软通动力、隆基绿能主力资金净流出额居前。
今日早盘主力资金净流入文化传媒、出版、食品饮料行业等板块，净流出电新行业、计算机、非银金融等板块，其中电新行业净流出超28亿元。个股方面，盛新锂能一度涨停，主力资金净买入2.62亿元位居首位，游族网络、龙版传媒、贵州茅台获主力资金净流入居前；TCL中环遭净卖出超4亿元，宏盛华源、软通动力、隆基绿能主力资金净流出额居前。
✋热门推荐