近期，中國的華為技術(shù)有限公司正式向社會公布了一項新專利，短時間內(nèi)就吸引了國內(nèi)外社會的關(guān)注。這項專利不是以往常常出現(xiàn)的智能手表、藍牙耳機或者新款智能手機等電子專利。相反，華為公布的是含多個子芯片的量子芯片專利，全稱為“一種量子芯片和量子計算機”。這意味著中國將在高端芯片領(lǐng)域再破壁壘，在世界范圍內(nèi)搶先一步布局中國高端電子制造業(yè)的未來。
芯片
華為這項新公布的專利，展示了公司通過研發(fā)新型量子計算設(shè)備來解決當前制造量子芯片組存在的問題的發(fā)展方向，其中包括量子芯片組制造的復雜性以及量子芯片組與當今商業(yè)化批量生產(chǎn)的計算芯片組相比性能較差的問題。這將會是華為在下一個十年內(nèi)發(fā)展的最重要的任務。那么，這種量子芯片到底有著什么特點，又能起到哪些作用呢？
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華為的專利列表簡單表述了正在開發(fā)中的量子芯片組架構(gòu)，包括基板、多個個子芯片、耦合結(jié)構(gòu)以及諧振器模式腔模的抑制結(jié)構(gòu)。這些子芯片在基板表面間隔，每個子芯片還包含多個量子位。這種通信結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)各個子芯片之間的關(guān)系。此外，諧振器模式腔模抑制結(jié)構(gòu)位于每個子芯片的邊緣或子芯片之間，用于增加芯片量子諧振器模式的腔模頻率。
量子芯片中的多個子芯片的設(shè)計將可以幫助減少生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)率。例如，當發(fā)現(xiàn)子芯片有缺陷時，生產(chǎn)人員只需要將對應的子芯片廢棄，而其他的子芯片仍然可以正常運行，從而使整個芯片組可以被修復和重復使用，不僅延長了芯片的使用壽命，而避免所有芯片生產(chǎn)線被浪費，增加成本和生產(chǎn)負擔。和目前現(xiàn)有的芯片組相比，這種量子芯片擁有更強的性能和組裝潛力。
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為什么要開展量子芯片的研發(fā)工作呢？實際上，目前傳統(tǒng)的硅基芯片的發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)了瓶頸。盡管一些高端芯片公司不斷追求在更加微小的芯片上追求更加精細的刻制工藝，不過顯然這方面的研發(fā)越來越困難，并且這種芯片的性能和發(fā)熱等方面也逐漸難以滿足需求。正因此，性能更強的量子芯片逐漸引起了各企業(yè)的重視。各個國家都在這個領(lǐng)域大力投入，力求在未來能夠搶先取得技術(shù)優(yōu)勢。
搭載了量子芯片的新一代計算機能夠?qū)崿F(xiàn)量子運算，能夠大大提高互聯(lián)網(wǎng)傳輸速度，以及將信息計算速度降低10倍。例如，假設(shè)一臺現(xiàn)代超級計算機需要108天才能計算出62.8萬億個字符，理論上如果我們使用未來的量子計算機，它可以在10天內(nèi)就計算出相同數(shù)量的字符。雖然我們?nèi)蕴幱陂_發(fā)量子計算的早期階段，但量子計算能夠帶來更快的互聯(lián)網(wǎng)搜索，閃電般的財務分析，更短的旅行，更有效的抗癌藥物，更好的天氣預報等等，前景可以說是無窮無盡。
