中国横扫全球一半专利的量子技术
(2023-08-05 14:02:59)
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随着传统硅基芯片快速接近物理极限,各国纷纷开始使用新技术制造芯片,而新的技术是可以将原有稳固的技术壁垒瞬间分崩离析的,例如汽车取代马车,当年ASML利用光刻机湿刻技术超越美日的干刻技术等。
而量子芯片和计算机技术便是其中之一。在全球量子技术专利分布中,中国在量子测量和量子通信两个领域均占据了约半数的全球专利,已处于领先位置。
纳米级芯片主要为了适应手机的小体积要求,但手机对芯片的算力要求其实不高,而量子计算机不需要考虑体积,对芯片的大小也暂无要求,速度才是关键。
具体来说,在量子测量专利中,中国约占49%,美国32%;在量子通信专利中,中国约占54%,美国24%。这些数据表明,中国在量子技术的研发和专利申请上投入巨大的人力物力,并且在一些关键领域使用的是自己研发的技术,不受美国的技术封锁影响。
当然,中美两国在量子技术专利方面存在差异化发展,反映出中国在部分量子技术领域的领先优势和不足之处。例如,在量子计算硬件方面,则美国居于领先地位,其量子计算硬件专利占比达到56%,而中国取得26%的专利。
尽管如此,在量子计算硬件方面,中国并不落后太多,并呈现出你追我赶的态势。例如,美国的谷歌曾开发了悬铃木量子计算机,其算力一度居于全球第一。然而,在2022年,中国发布了九章二号量子计算机,在计算速度方面反超悬铃木,比其快了200亿倍。
此外,在2023年,中国新一代量子计算机“悟空”也即将面世,同时配套的量子计算机及芯片生产线体系也已曝光。
综上所述,中国目前已在量子技术领域取得了巨大进展,并且在一些关键领域已经处于领先地位。
随着新一代量子计算机和芯片的推出,中国有望在这一领域实现弯道超车。
量子计算机和芯片目前有两种主要的技术:光量子计算机和超导量子计算机。
光量子计算机利用光子作为量子比特,得益于光子-光子相互作用,光量子计算机使用一种特殊的光子载体来进行计算,这些光子的运行速度也就是光速,它们可以让计算机进行非常高速的计算。
而超导量子计算机则需要极低的温度来运行,最主流的实现手段是稀释制冷机(Dilution Refrigerator)。超导量子计算机需要在非常低的温度下才能工作,接近绝对零度,大约是零下273.15摄氏度,在这样低的温度下,超导材料才能展现出它神奇的性质,实现计算机的高速运算。
科学家们正在努力研究这种计算机,这两种技术各有优缺点,目前还在不断发展和完善中。