第三百七十二章量子半導體晶片(第2/2頁)

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髮，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，那麼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，然後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，一種是半導體量子晶片，最後一種則是離子阱。

由於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，華夏是遠遠落後於美利堅的。這種落後不僅僅是一兩個身位而已，而是幾十上百米的距離。

而在半導體量子晶片上，也是勉勉強強算是在同一水平，但是依然落後於美利堅。

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。

至於量子計算機，屬於全新領域，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麼條件呢？

單量子位元邏輯閘和雙量子位元邏輯閘的保真度要達到99%以上，同時量子位元數目達到幾十個以上、操作速度和退相干時間在合理範圍。

簡單來說的話，一共是四個條件：

第一個是量子位元，就是像經典計算機的位元一樣，對於經典計算機，位元數目越多，運算的數就可以越大，其能力就越強，量子計算機也是如此。

第二個是量子邏輯閘，就像經典計算機的與、或、非等邏輯電路一樣，單量子位元邏輯閘和雙量子位元邏輯閘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，各個邏輯閘的錯誤率不能超過1%。

第四個，操作速度和退相干時間，前者越快越好，後者越長越好，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，量子位元的數目。

為什麼世界會認為，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晶片以及演算法，半導體量子晶片還好，秦元清只需要指點，自然有研究人員去做。而演算法，就得秦元清親自去操刀。

秦元清在量子半導體晶片上，主要是半導體材料以及晶片的設計上解決。半導體材料在很大程度上，可以說是制約晶片量子位元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，就是晶片設計上，這也是另外的核心重點。

秦元清沒有按照現在的晶片去研究，而是選擇了碳基晶片！

目前全球半導體材料的發展已經接近物理極限，積體電路代工領域最強的臺積電，已經完成3奈米工藝的商業化量產，計劃2020年投產，至於2奈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奈米工藝製程上，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援，目前也才剛剛掌握5奈米工藝的商業化量產，起碼還要到2019年才能投產。

秦元清並不認為，傳統的半導體晶片能夠適合量子計算機，他更加看好的碳基晶片。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。