相信關注中國科技發(fā)展的朋友都知道，在國內的芯片制造領域，中芯國際無疑是目前規(guī)模和技術雙雙領先的國產芯片企業(yè)。可令人無奈的是長期以來受《瓦森納協(xié)定》的制約，中芯國際一直無法采購到芯片制造所需的關鍵設備——光刻機，以至于遲遲無法沖破芯片制造7納米制程這道門檻。

不過，此前中芯國際的梁孟松在其公開的辭職信中提及，2021年4月份，在7納米制程芯片方面，中芯國際將有望實現風險量產。除此以外，在5納米和3納米制程的八大核心技術方面，中芯國際也早已有序地著手研發(fā)。

換句話說，目前中芯國際萬事俱備只欠東風，只要芯片制造所需的關鍵設備——荷蘭ASML的EUV光刻機就位，不要說7納米芯片，就是更先進的5納米，甚至3納米芯片都不再是問題。那時，中芯國際的芯片制造技術也將躍居世界領先地位。

但是我們都十分清楚，就目前來講，這股“東風”只能是奢望，實在是很難等到了。因為前有《瓦森納協(xié)定》的制約，后有來自美國的阻力，以及其他不利因素的影響，例如當前國內僅存的一臺高端EUV光刻機，也因武漢弘芯資不抵債，不得不抵給了銀行。因此，我們與其向荷蘭苦求EUV光刻機，還不如想想如何能繞過它。

而就在近日，國內傳來喜人消息，經過中國科研團隊的辛苦付出，一種新型的芯片問世了，它就是可編程光量子芯片。那么，是不是有了這種芯片，光刻機就不再需要了呢？從此以后，我們就能繞過光刻機，在芯片制造上不再被卡脖子了呢？

高端光刻機不再必需？

高端光刻機不再必需？中國科研團隊傳來喜訊，新型光量子芯片問世

中國科研人員主導的國際團隊26日在美國《科學進展》期刊上發(fā)表論文說，他們研發(fā)出一款新型可編程光量子計算芯片，實現多種圖論問題的量子算法求解，有望應用在數據搜索、模式識別等領域。

國防科技大學、軍事科學院、中山大學、北京量子信息科學研究院等中國科研機構的研究人員與多國科研人員合作，采用硅基集成光學技術，設計并研發(fā)出這款新型可編程光量子計算芯片，能夠實現多粒子量子漫步的完全可編程動態(tài)模擬。

論文第一作者及通訊作者、軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院研究員強曉剛表示，該芯片首次實現了對量子漫步演化時間、哈密頓量、粒子全同性及交換特性等要素的完全可編程調控，從而支持實現多種基于量子漫步模型的量子算法應用。

據論文共同通訊作者、中山大學教授蔡鑫倫介紹，光量子芯片技術采用微納加工工藝在單個芯片上集成大量光量子器件，是實現光量子計算機大規(guī)模應用的有效途徑。論文共同通訊作者、國防科技大學研究員吳俊杰表示，隨著芯片規(guī)模及光量子數目的增加，該芯片的計算能力將快速增長，但實現真正實用化的量子計算仍需克服一系列技術挑戰(zhàn)。

據介紹，量子漫步是一種量子物理世界的獨特數學模型，也是一類重要的量子計算模型，是許多量子算法的重要內核。該新型可編程光量子計算芯片研制過程中，科研人員提出可動態(tài)編程實現多粒子量子漫步的光量子芯片結構，能夠對量子漫步演化時間、哈密頓量、粒子全同性、粒子交換特性等要素進行完全調控，實現不同參數的量子漫步過程，從而支持運行一系列基于量子漫步模型的量子算法。基于所提結構，科研人員采用硅基集成光學技術，設計實現了可編程光量子計算芯片。芯片上集成了糾纏光子源、可配置光學網絡等，通過電學調控片上元件實現對光量子態(tài)的操控，從而實現量子信息的編碼和量子算法的映射，具有高集成度、高穩(wěn)定性、高精確度等優(yōu)勢。通過對所研制光量子計算芯片的編程運行，演示了頂點搜索、圖同構等圖論問題量子算法的求解。未來，隨著芯片規(guī)模和光子數目的增加，芯片可支持實現的圖問題規(guī)模將快速增長。

簡單來說，這種新型光量子芯片一旦成功實現商用，諸如7納米、5納米等制程工藝的研究將失去原有的意義，芯片制造領域也將邁進一個新的里程。而過去讓無數芯片制造企業(yè)趨之若鶩的高端EUV光刻機將掉下神壇，高端光刻機不再必需，我們在芯片制造上也將告別過去被卡脖子的憋屈境況。

說到這里可能有人會問，在芯片制造方面，既然我們中國長期被卡脖子，技術也落后于別人，為什么還要自己去研發(fā)和制造芯片呢？甚至不惜投入大量的人力物力，冒著失敗的巨大風險也要去研發(fā)前人未實現的光量子芯片呢？這里我們來看一個實例就明白了。

28年前，也就是1993年，由于美國突然停用GPS，一艘正在航行的中國貨輪因此導航失靈，不得不在茫茫大海上漂泊三十三天之久，還為此承受了巨大的經濟損失。這就是震驚中外的“銀河號事件”。

隨后，“要搞一套導航系統(tǒng)”的呼聲在國內四起，我國也立即重視起來，展開研究，再三提出和實施可行方案，勢要杜絕此類事件再次發(fā)生。

不過，在開始的第一個方案并成熟，我國計劃在漂亮國原有GPS的框架下，通過多搭建地面站的方式來提高定位精度，從而滿足自己的定位需求。但很快這個方案就被放棄，因為如此一來，我國還是無法繞開漂亮國的GPS，一旦其再次停用，我們也無濟于事。

接著就有了第二套方案，當時考慮到我國在定位系統(tǒng)方面的技術薄弱，選擇了和歐洲聯合研發(fā)，共同打造“伽利略全球定位系統(tǒng)”。可是沒想到最后成功了，核心技術我們還是一點沒占到，只是為他人做嫁衣，白白花了好幾億。

至此我們才恍然大悟，國之重器這一類技術只能自己研發(fā)，即使我們沒有技術、資金、人才，甚至什么都沒有，也不能合作更不能假手于人，必須自己一步一個腳印地自己做。于是這才有了后來可行的成熟方案，也就是如今大家所熟知的北斗導航系統(tǒng)。

過去，在做定位系統(tǒng)時，我們要如此；如今，在制造芯片時，我們也該如此。這也就是我們?yōu)槭裁匆约褐圃煨酒恼鎸嵲颉?/p>

毫無疑問，在芯片制造領域，當前我國的技術水平和世界頂尖水平有一定差距，同時在芯片制造所需的關鍵設備——高端EUV光刻機，我們也至今被卡脖子，但是過去的實例已經明確告訴我們，芯片我們要制造，還必須是自己制造。

2月26日，在高端光刻機光源方面，我國清華大學的科研團隊發(fā)現了一種新光源，明顯優(yōu)于現有EUV光刻機所用的光源，為我國擺脫高端光刻機被卡脖子打下基礎；再加上近日，中國科研團隊又另辟蹊徑，研發(fā)成功可編程光量子芯片，讓高端光刻機不再必需，邁入芯片制造新里程。

在芯片制造領域，我們如今是兩手準備齊發(fā)力，一方面堅持在傳統(tǒng)光刻技術上不斷提高，努力追趕，另一方面更要敢于在量子芯片等新領域多多嘗試，力求有所突破，實現彎道超車。我們有理由相信，不出三到五年，在芯片制造領域，我國也能像在定位系統(tǒng)領域那樣做到獨立自主，不再受制于人。
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