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深圳量子研究院成立集成电路与电子学中心

深圳量子研究院成立集成电路与电子学中心

国际电子商情讯 据深圳量子科学与工程研究院日前公布消息,为提升在量子计算等领域的科研攻关能力,量子研究院决定成立集成电路与电子学中心,挂靠量子计算方向。

量子研究院表示,规划建设集成电路设计和低温电子学平台,面积255平米。该学院的量子计算等领域面临的核心工程技术问题展开攻关的包括:集成电路设计、测控系统开发和射频/微波器件研发等。其中,在器件方面,中心将致力于解决“卡脖子”关键器件;在低温电子学方面,中心计划进行低温集成电路设计;在测控系统方面,中心将推进研发支持大规模量子比特的通用测控系统,以及量子传感、先进仪器研发等领域的工程开发任务。G9sesmc

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资料显示,深圳量子科学与工程研究院是深圳科技创新十大基础研究机构之一,围绕国家“量子科技”优先发展的战略定位,由深圳市科创委专项支持、依托南方科技大学建设,于2018年1月挂牌建立。G9sesmc

该研究院目前已有全职研究人员约70人、兼职研究员22人、博士后30余人。深圳量子科学与工程研究院已经承担国家、省、市多个重大研发计划,正在努力建设成为国际量子物理和量子信息科学研究的重镇。G9sesmc

“量子”(quantum)一词泛指这个新兴领域中多项强化“量子力学”(quantum mechanics)的技术,可用于开发计算、通信、传感、制药、化学和材料研究等领域。物理学家也针对量子力学提出了另一套表述,来解释奇特的新现象,例如量子干涉(interference)和纠缠(entanglement)等能让相距甚远的粒子产生交互作用的特性。G9sesmc

如果能强化物质的量子力学特性,量子技术可能会突破经典物理学的界限,提供全新的信息处理方式,不仅速度更快、更加节省资源,更能够使我们计算出过去研究无法获得的结果,例如蛋白质的形成,或是预测金融系统的复杂行为。G9sesmc

在通信领域中,量子计算的主要优势在于安全通信和分布式纠缠(distribute entanglement)能力。纠缠效应是一种可以强化计算和传感能力的量子力学效应,而量子网络可以分散纠缠效应,从而促进建立由量子传感器或量子计算机组成的网络。如同分布式计算使用的CPU集群,我们同样可以建立一个用于量子计算的分布式量子处理单元(QPU)集群。G9sesmc

顺利的话,预计在未来10年内就能看到量子计算的重大突破;但如果我们不断遇到新的挑战,或是找不到克服量子计算误差的方法,我们也只好将注意力转移到可实现的目标上,例如制造能够解决更多问题的量子模拟器,而非通用量子计算机。G9sesmc

在科研上,2022年诺贝尔物理学奖被授予科学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect),约翰·弗朗西斯·克劳泽(John F. Clauser)和安东·塞林格(Anton Zeilinger),以表彰他们“用纠缠光子进行的实验,建立了贝尔不等式的违反,并开创了量子信息科学”。 2022年的诺贝尔奖单项奖金为1000万瑞典克朗(约合人民币642.8万元)。G9sesmc

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图片来源:诺贝尔官网G9sesmc

这三位科学家使用纠缠量子态进行了开创性的实验,在纠缠量子态中,即使两个粒子分离,它们也表现得像一个单独的单元。他们的研究结果为基于量子信息的新技术扫清了道路。G9sesmc

瑞典皇家科学院表示,他们的工作为量子技术的新时代奠定了基础。G9sesmc

“越来越明显的是,一种新的量子技术正在出现。我们可以看到,获奖者对纠缠态的研究非常重要,甚至超越了解释量子力学的基本问题,”诺贝尔物理学奖委员会主席安德斯·伊尔贝克说。G9sesmc

中国在量子技术方面也在积极吸纳人才,包括院士。2020年10月16日,中共中央政治局第二十四次集体学习时,时任清华大学副校长、中国科学院院士薛其坤就这个问题进行了讲解,提出了意见和建议。G9sesmc

随后在2020年11月19日晚,南方科技大学官网披露,中科院院士、原清华大学副校长薛其坤已出任南方科技大学新一任校长。G9sesmc

薛其坤是凝聚态物理学领域的知名科学家,2019年,薛其坤因“量子反常霍尔效应的实验发现”获得当年度国家自然科学奖项中唯一的一等奖,并被杨振宁先生评价为“诺贝尔奖”级的科学发现。G9sesmc

头部科技互联网企业中,谷歌、IBM、霍尼韦尔、微软、英特尔等均围绕量子科技展开布局,包括中国、美国、日本、欧洲等在内的主要大国和地区,加大量子科技发展的经济投入。G9sesmc

在国内,目前阿里、百度等也推出了自己的量子计算机。近年来已有 9 家量子计算企业获得融资,融资额在亿元以上的就有 5 家,包括量旋科技、图灵量子、华翊量子、未磁科技、本源量子等。G9sesmc

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图注:近期部分国内家量子计算企业获得融资,制图电子工程专辑。G9sesmc

在今年9月,北方雷科推出全球首款“北斗量子手机”。据悉,该手机通过北斗技术和量子技术融合,采用国际首创北斗量子通导加密一体化技术,支持全天候、全天时信息传输,具备“不换卡、不换号、不限运营商”4G/5G/北斗短报文自适应量子加密通信的能力。G9sesmc

但也有部分人认为“凡是带上量子二字的产品,就是骗子。”G9sesmc

从大前景来看,量子技术的市场广阔。量子计算在电动汽车和能源领域中有很多应用,Classiq公司的首席执行官兼联合创始人Nir Minerbi表示,“有两个主要方向:优化和材料科学。量子驱动的优化将有助于设计出更好的能源分配网络,通过优化运输节省能源,同时优化供应链。量子驱动的材料科学将制造出更好(重量更轻但容量更大)的电动汽车电池,并有助于减少诸如Haber-Bosch等化学过程中的能源消耗。”G9sesmc

也有不少企业挂着“量子科技”项目进行圈钱炒作套路。G9sesmc

今年7月,金华义乌警方破获一起打着 " 量子密码高科技 " 旗号诈骗案件,受害群体主要集中在老年群体。该公司推出的 3000 元一双的 " 量子鞋 ",号称可以打通经络、激活细胞、消除毒素,购买还可以获得公司的股权返利。G9sesmc

还有人通过“利用量子纠缠原理让庄稼多吸肥,害虫不能产卵”"量子的波粒二象性就是阴和阳,科学地解释了风水" 等打着“量子科技”行骗的现象层出不穷。G9sesmc

据天眼查数据显示,目前我国有近 4200 家经营范围含 " 量子 " 的企业,除去真正从事量子技术及产业链配套的公司外,其中不乏大量打着 " 量子 " 名义圈钱、骗钱的公司。G9sesmc

关于量子计算的未来前景,“就量子技术的具体应用而言,如今医疗和制药领域已吸引了大部分人的关注,” Mounier认为,“不过,真正的广泛应用还需要很多年,甚至可能是20到30年。量子计算将在5到10年内能够用于药物开发,届时将有确定好的候选药物。对于药物发现,它将在10到20多年内准备就绪。在制药业采用量子计算之后,其他应用可能会随之而来:能源、化学、交通、银行和金融可能会在随后10多年内采用量子计算。”G9sesmc

“量子计算将成为任何严肃计算架构的核心支柱,”Minerbi表示,“就像CPU和GPU一样,量子处理器单元[QPU]将成为任何数据中心的关键组件。这些QPU与CPU和GPU一起,将解决传统计算机永远无法解决的问题,从而带来巨大的社会效益。”G9sesmc

本文参考自深圳量子科学与工程研究院、EDN姊妹网站New Electronics、中国新闻网、新浪科技等报道。G9sesmc

责编:Elaine
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