近年来几乎世界主流媒体,包括咱们国内媒体都在说,在先进高端制程芯片方面,中国跟美国还有很大差距,这似乎已经成了大家“盖棺定论”,且无力反驳的事实,再加上近年来,美国对咱们半导体的制裁,限制光刻机出口我国,就更加难上加难了。
九章三号领先一亿亿倍,未来量子、光子芯片——能否实现弯道超车?
但在座的各位诸不知,我们国内量子芯片和光子芯片已经取得了重要发展!
首先我们要先知道——什么是量子芯片和光子芯片?它跟传统的芯片又有什么区别呢?这东西是否真的值得我们骄傲呢?别急,跟着笔者往下看!
中国量子芯片达到了13nm,美国专家表示:中国学者太勤劳!
我们先来了解一下——什么是量子芯片?量子芯片,它是基于量子力学原理设计的芯片,用于实现量子计算。它利用了量子比特(qubits)作为信息的基本单位,而不是传统芯片中的二进制比特,它有量子叠加、量子纠缠、量子干涉等关键特征。
比如大家所知道的:不同的量子比特可以通过纠缠实现强相关性,从而加速并行计算,这就是所谓的量子纠缠,还有我们可以通过量子干涉,用于增强正确的计算路径,减少错误。
所以量子芯片,非常适合处理传统芯片难以解决的问题,比如:化学分子模拟、金融风险建模、和大规模优化问题(如物流规划、供应链管理等等),所以发展量子芯片的重要性,我想大家不言而喻了吧!
量子芯片的重要性,不言而喻!
同样,什么是光子芯片呢?用官方的话来讲:光子芯片是一种基于光子(光粒子)进行信息处理和传输的芯片,它用光信号来替代,传统电子芯片中的电信号。
不及如此,高速传输、低功耗、抗干扰等都是它的关键特性!所以,光信号不容易受到电磁干扰,数据传输更加稳定。所以,光子芯片主要用于数据密集型领域,如:数据中心高速通信、光学神经网络、高性能计算等等……
当然,有人认为:“因为量子技术只是初级阶段,远远达不到成熟和大规模运用的阶段,跟反导技术和激光技术,电磁炮技术一样,还处于初级发展阶段,中美是两个重要玩家,都是交替领先,技术上不相上下,根本没有拉开差距。”
也有人认为:“现在的量子计算机都是专用量子计算机,并不是通用型量子计算机,离真正成熟还很遥远。”
是的,不得不说这的确是目前存在的问题,但时间就是最好的答案,我国在光量子技术,及相关量子计算机领域成果斐然,处于国际前沿位置。
就拿“九章三号”光量子计算原型机来说,它拥有 255 个光子比特,在处理高斯玻色取样这一特定难题时,算力相较传统超级计算机实现了指数级跃升,展现出超强的运算优势。在处理该问题上,比目前全球最快的超级计算机“前沿”快一亿亿倍,这是什么概念?说一句遥遥领先不过分吧?
还有今年,我国“天衍 504”计算机与“悟空”量子芯片取得关键进展,算力表现亮眼,值得一提的是,美国聚焦超导量子技术路线,成果也不容小觑。2023 年 IBM 推出的 Heron 量子计算机达 133 量子比特,近期 Condor 量子计算机更是将比特数提升至 1121。虽然老美超导量子成果显著,但我国同样在光量子赛道优势突出!
此外,北京大学的研究团队,研制了基于超大规模集成硅基光子学的图论“光量子计算芯片”——“博雅一号”,实现了片上多光子,高维度量子纠缠态的制备与调控,这一成果标志着,我国在光量子计算领域的重大突破。
所以我个人觉得,虽然咱们在传统半导体领域与老美存在差距,但在量子芯片和光子芯片等新兴领域,我们正逐步缩小差距,甚至在某些方面实现超越。
这足以说明,咱们面对外部压力,科技界并未止步不前,而是积极寻找新的突破口,所以大家要对咱“妈”充满信心,把心态放平,虽然老美芯片封锁让我们难上加难,但是不足以难挡中国的崛起,时间就是最好的证明!
北京大学的研究团队,研制了基于超大规模集成硅基光子学的图论“光量子计算芯片”——“博雅一号”
接下来我们来看看,量子芯片和光子芯片 vs. 传统芯片,孰强孰弱呢?对于传统芯片来说,它不仅功耗高,还受散热限制,在应用场景上也大大折扣,比如:量子芯片和光子芯片,可以用于化学模拟、金融建模、密码破解,高速通信、AI计算等;而传统芯片,用于一些日常计算——和消费电子身上。
当然,传统芯片技术更加成熟,广泛运用在各个领域,毕竟已经发展了很多年了嘛,而量子芯片和光子芯片,更多属于发展初期和实验阶段,商业化也只是初见端倪,但有句话叫做未来可期,你说呢?
笔者总结如果说:“量子芯片像是人类“开天辟地”的尝试,且颠覆了传统计算的基础;那么光子芯片则更像是一条“高速公路”,专注于提升数据传输和处理速度,且短期内能实现较大的商用价值。”
而对于传统芯片来说,更像是日常“家用车”,稳定且应用广泛,但在某些极端需求场景中也——逐渐暴露出瓶颈,或者未来的某一天,咱们能在量子芯片和光子芯片上——实现弯道超车呢?
毕竟有所准备的人,更容易成功不是吗?最后,引用外交部发布的视频题《杀不死你的,终将使你更强大!》而咱们,在面对老美对我们芯片的围追堵截,而没有退路就是胜利之路!!!
弯道超车违反交通规则,还容易翻车