近期，中國(guó)的華為技術(shù)有限公司正式向社會(huì)公布了一項(xiàng)新專(zhuān)利，短時(shí)間內(nèi)就吸引了國(guó)內(nèi)外社會(huì)的關(guān)注。這項(xiàng)專(zhuān)利不是以往常常出現(xiàn)的智能手表、藍(lán)牙耳機(jī)或者新款智能手機(jī)等電子專(zhuān)利。相反，華為公布的是含多個(gè)子芯片的量子芯片專(zhuān)利，全稱(chēng)為“一種量子芯片和量子計(jì)算機(jī)”。這意味著中國(guó)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(guó)高端電子制造業(yè)的未來(lái)。
芯片
華為這項(xiàng)新公布的專(zhuān)利，展示了公司通過(guò)研發(fā)新型量子計(jì)算設(shè)備來(lái)解決當(dāng)前制造量子芯片組存在的問(wèn)題的發(fā)展方向，其中包括量子芯片組制造的復(fù)雜性以及量子芯片組與當(dāng)今商業(yè)化批量生產(chǎn)的計(jì)算芯片組相比性能較差的問(wèn)題。這將會(huì)是華為在下一個(gè)十年內(nèi)發(fā)展的最重要的任務(wù)。那么，這種量子芯片到底有著什么特點(diǎn)，又能起到哪些作用呢？
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華為的專(zhuān)利列表簡(jiǎn)單表述了正在開(kāi)發(fā)中的量子芯片組架構(gòu)，包括基板、多個(gè)個(gè)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(gè)子芯片還包含多個(gè)量子位。這種通信結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)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(gè)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(gè)子芯片的設(shè)計(jì)將可以幫助減少生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)率。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)子芯片有缺陷時(shí)，生產(chǎn)人員只需要將對(duì)應(yīng)的子芯片廢棄，而其他的子芯片仍然可以正常運(yùn)行，從而使整個(gè)芯片組可以被修復(fù)和重復(fù)使用，不僅延長(zhǎng)了芯片的使用壽命，而避免所有芯片生產(chǎn)線被浪費(fèi)，增加成本和生產(chǎn)負(fù)擔(dān)。和目前現(xiàn)有的芯片組相比，這種量子芯片擁有更強(qiáng)的性能和組裝潛力。
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為什么要開(kāi)展量子芯片的研發(fā)工作呢？實(shí)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(xì)的刻制工藝，不過(guò)顯然這方面的研發(fā)越來(lái)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(mǎn)足需求。正因此，性能更強(qiáng)的量子芯片逐漸引起了各企業(yè)的重視。各個(gè)國(guó)家都在這個(gè)領(lǐng)域大力投入，力求在未來(lái)能夠搶先取得技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
搭載了量子芯片的新一代計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)量子運(yùn)算，能夠大大提高互聯(lián)網(wǎng)傳輸速度，以及將信息計(jì)算速度降低10倍。例如，假設(shè)一臺(tái)現(xiàn)代超級(jí)計(jì)算機(jī)需要108天才能計(jì)算出62.8萬(wàn)億個(gè)字符，理論上如果我們使用未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)，它可以在10天內(nèi)就計(jì)算出相同數(shù)量的字符。雖然我們?nèi)蕴幱陂_(kāi)發(fā)量子計(jì)算的早期階段，但量子計(jì)算能夠帶來(lái)更快的互聯(lián)網(wǎng)搜索，閃電般的財(cái)務(wù)分析，更短的旅行，更有效的抗癌藥物，更好的天氣預(yù)報(bào)等等，前景可以說(shuō)是無(wú)窮無(wú)盡。
