传量子芯片再获“新”突破！

近10年来，我国在量子计算方面一直走在世界前面，在2011年国内就建立量子卫星技术研究，2016年发射了首颗量子卫星墨子号。

近期，国外第三方机构 IPRdaily 发布2022年全球量子计算技术发明专利排行榜（TOP100）。排行榜显示，合肥本源量子计算科技有限责任公司（以下简称“本源量子”）以234件量子计算发明专利数和133件发明专利被引证数，在专利数量和被引证数量上均居全国第一，且进入全球前十。

IPRdaily2022全球量子计算技术发明专利排行榜（TOP100）

笔者了解到，本源量子量子计算专利数量，连续3年居于全国第一。从专利被引证数量来看，该榜单前十名企业来自美国、日本、加拿大和中国，其国内只有本源量子进入榜单前十，位居全国第一。

无损探针台在首条量子芯片生产线应用

近日，安徽省量子计算工程研究中心表示，国内量子计算机“悟空”即将面世。同时，我国第一条量子芯片生产线正在紧锣密鼓生产“悟空芯”，该芯片为“悟空”配套的量子芯片。

值得注意的是，该量子芯片生产线采用了国内首个专用于量子芯片生产的NDPT－100无损探针电学测量平台（简称“无损探针台”），以实现高质量生产。目前，无损探针台已在国内第一条量子芯片生产线上投入使用。

据了解，该无损探针台由本源量子完全自主研发，最小测量范围缩至微米级，探针造成的薄膜伤痕直径最小在1微米以内，测量过程不影响超导量子比特相干性能，具备高稳定性和高运动精度的优势，也适用于半导体芯片、半导体器件等精密电气测试。“无损探针台”可实现量子比特电阻快速精准测量，零损伤识别量子芯片的质量优劣。

安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙博士表示，无损探针台对量子芯片的生产具有重要作用，它是生产量子芯片的必要工具，地位如同光刻机是传统芯片制造的工业母机一样，此机器可以大大缩短量子芯片的研发周期，进一步提高量子芯片良品率。

英特尔成功制造量子芯片

10月8日，处理器龙头英特尔（Inte）实验室和组件研究组织对外公布成功以现有硅基半导体技术生产自旋量子计算芯片，且良率达到了95％，这一成就代表了英特尔在晶体管制造工艺上扩大规模和努力制造量子芯片的一个重要里程碑。

据悉，英特尔的研究使用EUV光刻工艺，在300mm晶圆成功生产出了10000个量子点阵列，并使用专门设计的量子低温探测器Cryoprober对最新硅自旋量子运算芯片进行了测试。

为保持量子比特的稳定性，Cryoprobe在极低的温度（1．7开尔文或－271．45摄氏度）下运行，测试确认自旋量子运算芯片运行稳定性，也证实300毫米晶圆上95％的量子位封装芯片按预期工作。

值得注意的是，目前为止大多数量子芯片生产努力一次只制造一个。而英特尔的 EUV 工艺似乎能够在晶圆上制造多个量子芯片，且具有上述出色的均匀性和良率。

此外，英特尔的量子计算芯片制造技术，是允许单电子状态跨芯片自动收集数据，以完成迄今最大单量子点和双量子点，也就是超过900个单量子点和超过400个双量子点。与早期自旋量子运算设备相比，提高芯片产量和均匀一致性，使芯片制造商能控制技术确定优化制造过程。

英特尔量子硬件总监James Clarke表示，这代表未来能朝商业量子计算机数千或数百万个量子比特方向迈出重要一步。英特尔也将继续提高设备品质，并开发更大规模系统，创建模块化架构，帮助量子运算发展。

IBM研发的量子计算新芯片亮相

除了英特尔在量子芯片上取得了进一步的成果，IBM也紧随其后。

近期11月，IBM宣布推出最新研发的量子计算芯片“鱼鹰”（Ospreychip），该芯片含433个量子比特，比之去年的“鹰”芯片（Eaglechip，127个量子比特）多3倍以上。

33 量子比特的 Osprey（图源：IBM官网）

据了解，新的 Osprey 计算机可以进行复杂的量子计算。Osprey 可使同一台设备同时控制 400 多个量子比特，并且可以与量子计算机的相关设备匹配，并输出精确的信号、频率与功率。

在配置方面，与去年发布的 Eagle 一样，Osprey 之中的线路分布具有多层次。这种线路布局增强了信号传输和设备安装的灵活性。同时，Osprey 可凭借特殊的集成滤波功能可以降噪并且使设备运行起来更稳定。Osprey 的导线密度相较于以往计算机提升了百分之七十，大大降低了相关成本。

IBM还发布了配套 Qiskit Runtime 软件的更新版本，以解决Osprey 中的纠错问题。此外，Osprey 运用柔性带状电缆可以在低温条件下使用。据悉，该芯片可以在 －269．15℃ 的低温下发挥作用，IBM将电路进行了集成，借此降低设备体积与使用过程中的能量损耗。

IBM表示，已准备好开始实现以量子为中心的超级计算机，该计算机系统将在明年年底前正式投入使用，能够通过连接其它三个量子系统构建出多达16632个量子比特计算系统。同时，计划在2025年推出超4000个量子比特的系统。