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粉碎美国封锁,光量子芯片惊艳问世,量产后将不再需要光刻机!

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  面对美国长期的封锁以及打压,给我国芯片发展一直受到阻碍,当初华为想对芯片进行研制创新,美国当即一头大棒,对华为进行打压;后来又从光刻制造着手,要求荷兰阿斯麦对进口进行限制。但是中国成功换道,研制出一种新型可编程的光量子芯片,或已经成为这个领域的领头羊。

  对于光量子芯片这个名词,大家是不是都很陌生,下面我们就来了解一下,光量子芯片到底是什么?

  光量子芯片

  其实光量子芯片就是将硅的光路和磷化铟的发光属性重组在单一的混合芯片中,当给磷化铟施加一定程度的电压时,会产生连续不断的激光束,该光束能够对其他的硅光子器件进行驱动。

  光量子芯片的功能是实现光电信号转换,通俗地说也就是信息中转站,它作为核心设备附属于其他的移动设备。

  而我国科研人员成功研制出与以往传统芯片有区别的、可编程的光量子芯片,此种新型芯片的硅基集成光学技术,在数据搜索、模式识别等各个领域里都能够被应用其中。


  光量子芯片有着这么强大的功能,那么它与传统芯片的区别在哪里呢?

  区别

  其实光量子芯片是不同于半导体为基础的传统芯片的,有关量子效应更是将以前的运算方法推倒后重新构建的原理,只是在算法以及概念上参照以前的理论,至于其他方面在构建基础上就有所不同了。

  就好像用木头制成的板凳换成了用更好材质做成的椅子,尽管都是用来坐人的,舒适度却不同,通过这个例子就能知道光量子有着更显著的优势。

  因为以光作为载体,所以储存的信息能够被保存得更久,同时不易被外界干扰,精确性和稳定性更高。


  传统芯片会有物理限制,也就到做到1纳米,就很难突破了。纳米已经很小了,可是却没有量子小,在目前量子是我们知道的最小物理单位,光量子芯片超快的传输速度会比传统芯片的能力提高数百倍。

  另外,光量子芯片可以大幅度降低成本,在兼容性上也能更好地发挥作用。并且相比传统芯片,光量子芯片可以绕过光刻机制造,打破光刻机的打压。

  光量子芯片还能够做到量子行走。关于量子行走,它其实与经典随机行走相对应,甚至相较于后者有更多的可能。


  打个比方:经典随机行走好似醉汉在走路,这个醉汉走过的路定是无规则又无规律。而在经典随机行走期间,每个粒子都会环绕某一个离散空间进行随机行走,粒子每走一步,其位移与方向都能够使用一个随机变量来标识,由于本身是随机行走的,因此粒子均有50%的几率向左或向右行走。

  量子在行走的时候,因为量子叠加、干涉会影响到粒子,所以粒子在一定时间里会有同时向左或者向右的可能性。

  在量子的空间里,粒子按照量子叠加、干涉等相关的物理规律来行走,每次行走的位移就使可能性增多。

  这种呈现出来的特点使量子行走的速度远远快于经典随机行走的速度,也让其在网络分析与导航、计算机视觉等领域拥有不可限量的潜力。


  光量子芯片已经这么厉害了,如此一来,我国是否还需要高端光刻机呢?

  光刻机末日?

  其实,若是达成了商用的目的就不要高端光刻机了,由于相比以前的石墨烯芯片以及硅基芯片,光量子是一个全新的、别样的领域。

  这种新型的光量子芯片能够彻底离开高端光刻机的限制,这就是因为新型光量子芯片是由数量众多的光量子器件构成,尽管在加工时仍需要采用微纳加工的技术,但却大大降低了对加工设备的要求。

  简略地说就是这种新型光量子芯片的商用得到成功地实现后,以前的5纳米或7纳米等生产制造的技术研究就失去了原本的作用,芯片制造产业也将向前跨出一大步。

  在以前让众多芯片制造企业蜂拥而至的高端EUV光刻机将从此没落,同时我国在芯片制造的领域里也会挥别过去被压制的处境。成为这个领域的领头羊


  但是开辟一个新的制造领域谈何容易,我们为什么要冒着失败的压力和风险去探索呢?

  充满荆棘的路

  这其实是我们的眼光,我们知道量子技术将会成为未来科技领域的核心,就宛如北斗卫星。自从我国在1994年开启了关于“北斗一号”卫星导航系统的项目,截止到2020年的7月正式开通了可以服务于世界的“北斗三号”卫星导航系统。

  近30年来,在“三步走”的发展政策下,我国卫星导航系统已经实现了全面自主化,能够自主地控制并掌握好我国的时空信息安全。

  正因为“北斗卫星”系统具有短报文通信以及全球位置报告的功能,所以也就能够将应用空间继续拓展。


  早在2020年,我国国家自然资源等一些部门就深入推进该系统应用在普适化监灾等相关领域。同以往以泥石流、滑坡甚至是崩塌等地质灾害为对象的应急有所不同,对于突发、重大的灾情和险情,普适化地质灾害监测设备能够做到快速监测以及布局设计,拥有推广适用性强、精度适当以及成本偏低等优势,能够更容易地应对有着像滑坡等分布范围较广、灾害成因较为复杂程度的难题。

  随着普适性监灾在我国的推进以及芯片自主研发能力的强化,使有关的成本得到降低,这会更有力地推动着我国的技术普及。

  如今,5G时代悄然来临,移动通信与卫星导航系统又有着天然统一的基础,卫星导航系统能够保障移动通信网安全高速有效地运行,而移动通信也可以使卫星导航系统的服务功效得到很好地强化,因而“北斗+5G”的融合势必会打破单一系统所带来的局限性。


  使用目前最先进的计算机破解最安全的密钥,也需要几十万年的时间,然而装置光量子芯片的计算机只用几秒钟便能破解,目前已经将超强的运算功能运用在了金融方面上,不仅在能够在数据传输上进行很好地保密,而且在数据处理上也有着不错的表现。

  这都使光量子芯片在智能交通、自动驾驶、网络数据处理等新兴技术领域里得到长足的发展。我们笃信在如今的5G时代光量子芯片在更多领域内都能够大展宏图,处于数据爆发速度越来越快的今天,量子领域才能适应时代的发展,也才是最好的选择。

  现如今,我国的光量子芯片得到突破性的发展,这意味着我国的科技水平也得到了突飞猛进的发展。


  与此同时,我国用实际行动证明了不会有哪一个国家能够真正地在科学技术上实现垄断,美国通过一些行为是无法对我国的发展造成停滞的,反而促进了我国光量子芯片的诞生。

  由于我国光量子芯片刚刚问世,势必会面临很多的困难和难题,还要历经一些时间的测试。坚信再过不久,科学专家们定能够打造出专属于中国芯片的光明未来。

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