第三百七十二章量子半導體芯片

重生科技學霸 第三百七十二章量子半導體芯片

是的，目前科研領域就是呈現著這種奇葩現象。

美利堅的人才很多不再像以前那樣進入科研、工程領域，而是選擇進入金融領域，畢竟金融賺錢的速度可要快得多，很容易就成為百萬富翁、千萬富翁甚至是億萬富翁。

相反，從事科研領域的研究人員，一年收入十幾二十萬美元，工程領域更是一年不到十萬美元，除非是真正的大牛，才能高點。這點錢相比起華夏的研究人員，確實不錯，可是要知道購買力折算下來就不一定了，也許研究人員、工程人員還可以衣食無憂，但是想要過著好生活絕對是談不上。

而華夏，這二十幾年培養了大量的研究人員、工程人員，以至于不少社會學科領域的學者公然提出，華夏的人口紅利是差不多要到盡頭了，但是華夏的工程師紅利才剛剛開始。

看看一個個互聯網公司、計算機公司，多少程序猿每天加班孜孜不倦的敲著代碼，海外公司需要一個月時間，華夏公司就敢一個禮拜拿出成果，成果不但更好還更便宜。

996是福報！？

對于互聯網公司，996確實是福報，因為不知道程序猿一天工作時間超過15個小時，睡覺都干脆直接在辦公室睡。

至于約會啥的，程序猿只會鄙視你，他們眼中女友是可怕生物，俺還是單身！

至于土木工程之類的工程男，那更是一畢業直接進入深山老林里面，打隧道、架橋梁，方圓百里一個村莊都沒有的都是常事，吃住都在工地，過著與世隔絕的生活。

所以說，哪里有什么基建狂魔，只不過是一群工程男默默的發泄著自己的精力，在荒郊野嶺揮霍著自己的青春。

多少工程男畢業之時與女友海誓山盟，約好年底二人就結婚，去了山溝溝里面，等到口帶里面裝著幾萬塊無比愉悅地去找女友要去領證，結果往往是看到自己的女友挽著一個陌生男士的手無比親昵，甚至是大著肚子，而自己莫名其妙的變成了前任。

然后，被發一張好人卡！

是的，事情就是這么殘酷！

連張雪峰，說起自己的專業那都是咬牙切齒，勸說著考研之人千萬別報考這些專業。

正是工程師紅利，讓美利堅往往提出一個概念，還停留在PPT階段，結果沒多久一轉身，發現華夏已經將這個概念變現了，還進入了量產階段。

看看福特級航母，號稱全世界最先進的核動力航母，結果前前后后十幾年時間，至今距離服役都遙遙無期，更別說形成戰斗力了。而華夏的003航母，已經是下水了，接下來二年將會正式服役，交與海軍進入海軍作戰序列。

同樣的情況，在量子計算機領域也是如此，美利堅占據著芯片霸主地位，有著極大優勢，可是華夏作為后來者，結果愣是在美利堅之前搞出了第一臺量子計算機，而這一臺量子計算機的誕生，是許多工程師沒日沒夜的付出，才有了它率先誕生。

現在社會上，有一種說法，說華夏用了四代人的犧牲才有了華夏共和國的誕生，用了一代人的犧牲才從一個農業國家初步建成工業化國家，用了一代人的犧牲才從初步工業化國家變成了現代工業化國家。

這其中的辛酸，又有幾個人真正去體會。

秦元清看到了量子計算機項目組，上百個白發蒼蒼的老人，這些都是千禧年之處，國家正式立項研發量子計算機，這些年當年還風華正茂，結果接近二十年時間過去，他們都變成了一個白發蒼蒼的老人。

比如其中一個郭院士，在上世紀九十年代的時候，他了解到國內量子信息領域的貧瘠現狀，毅然的辭掉國外的教授職務，放棄優厚的待遇條件，選擇回國！

回國后，郭院士便從零開始，一點點組建班底，帶領著華夏的量子信息行業從當初無比蒙昧的年代，成長到現在可以躋身到世界一流隊伍當做的傲然成績。

甚至于當初科研經費不足，郭院士將自己在海外的工資收入積累，全部捐獻出來。

“老師，秦院士來了！”潘教授恭敬地對著郭院士說道。

說起來，潘教授還是郭院士的學生，只是郭院士一直低調，極少在外面露面，在2010年開始，更是直接將年富力強的潘教授推到量子計算機領頭人位置，讓他帶領著量子計算機前行。

“郭院士！”秦元清連忙上前我郭院士握手，對于這位老院士，秦元清也是很佩服。

當初歸國之時，郭院士風華正茂，指點江山，揮斥方遒，可是二十多年過去，郭院士也已經是滿頭白發，身形瘦弱，他將自己最美好的青春都貢獻給國家，為華夏復興貢獻了自己所有。

“秦院士，得麻煩你了！”郭院士和氣地笑道：“這些人已經做到極致了，只是天賦有限，做不出更大的突破了。”

“量子計算機的重要意義，秦院士應該也知道，一旦真的被美利堅率先掌握完整的量子計算機，那么我們華夏可能將面對著量子計算機領域的封鎖，傳統計算機的苦，我們還得再吃一遍。”郭院士說道。

秦元清鄭重地點點頭，然后婉拒了中科大包校長提出的歡迎宴，秦元清第一時間投入了量子計算機的研發中。

量子計算機有三種在理論上可行的實現方式——一種是超導電路，一種是半導體量子芯片，最后一種則是離子阱。

由于華夏這方面的工作起步的太晚，所以在超導電路和離子阱這兩種實現形式上，華夏是遠遠落后于美利堅的。這種落后不僅僅是一兩個身位而已，而是幾十上百米的距離。

而在半導體量子芯片上，也是勉勉強強算是在同一水平，但是依然落后于美利堅。

由此可見，美利堅在科技領域的領先地位和底蘊，確實是非常可怕的。而要知道，美利堅在摸索之中艱難前行已經很多年了。結果華夏這三十年是用奔跑著，甚至是坐火箭速度追趕著，現在才堪堪看到美利堅的背影。

至于量子計算機，屬于全新領域，研發一臺量子計算機的難度可想而知。

一臺能用的量子計算機需要滿足什么條件呢？

單量子比特邏輯門和雙量子比特邏輯門的保真度要達到99以上，同時量子比特數目達到幾十個以上、操作速度和退相干時間在合理范圍。

簡單來說的話，一共是四個條件：

第一個是量子比特，就是像經典計算機的比特一樣，對于經典計算機，比特數目越多，運算的數就可以越大，其能力就越強，量子計算機也是如此。

第二個是量子邏輯門，就像經典計算機的與、或、非等邏輯電路一樣，單量子比特邏輯門和雙量子比特邏輯門是組成量子計算機的基本單位。

第三個是保真度，保真度需要達到99，也就是一百次運算只能容許一次計算錯誤，其目的就是為了順利完成量子計算，各個邏輯門的錯誤率不能超過1。

第四個，操作速度和退相干時間，前者越快越好，后者越長越好，但往往兩者無法同時滿足。

而在這四個條件中，最能反映一臺量子計算機優劣的，就是第一個，量子比特的數目。

為什么世界會認為，迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機，不承認中科大的量子計算機是世界第一臺量子計算機，就是因為還沒有達到這四個條件。

秦元清需要解決的就是半導體量子芯片以及算法，半導體量子芯片還好，秦元清只需要指點，自然有研究人員去做。而算法，就得秦元清親自去操刀。

秦元清在量子半導體芯片上，主要是半導體材料以及芯片的設計上解決。半導體材料在很大程度上，可以說是制約芯片量子比特提升的重要因素之一，這一部分的研究工作是極其重要的。而另一方面，就是芯片設計上，這也是另外的核心重點。

秦元清沒有按照現在的芯片去研究，而是選擇了碳基芯片！

目前全球半導體材料的發展已經接近物理極限，集成電路代工領域最強的臺積電，已經完成3納米工藝的商業化量產，計劃2020年投產，至于2納米工藝也在不斷前行，估計也接近研發完成。

而華夏最強的半導體制造商中，基本上都卡在7納米工藝制程上，與臺積電依舊有著兩代的差距。哪怕華芯科技，有著秦元清提供的大力支持，目前也才剛剛掌握5納米工藝的商業化量產，起碼還要到2019年才能投產。

秦元清并不認為，傳統的半導體芯片能夠適合量子計算機，他更加看好的碳基芯片。畢竟傳統的半導體，已經來到了物理極限了，天花板已經清晰可見了，潛力已經快到底了。用傳統的半導體，無疑是不合適的，想要在這方面實現突破，就得將目光轉移到其他地方，另找半導體材料，才有可能突破瓶頸。

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