《布局 | 深圳量子研究院成立集成电路与电子学中心》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2022-10-31
  • 近日深圳量子科学与工程研究院公布最新消息,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。

    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。
    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。
    “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。
    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。
    在今年的中国共产党第二十次全国代表大会“党代表通道”第二场采访活动中,二十大代表、科大国盾量子技术股份有限公司项目总监周雷介绍,他和团队参与了世界首条千公里级量子保密通信“京沪干线”的建设,参与了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”的研制,推动我国量子通信领域从跟跑到领跑,进入世界第一梯队。这十年,我们建成了总长超过1万公里的量子通信地面光纤网络,并实现了与量子卫星的连接,构建了一张天地一体的量子通信网络,向金融、能源、政务等领域提供量子安全服务。除此之外,我们也推出了解决通话安全、邮件安全等方面的产品和应用,让老百姓在日常的生活和工作当中也能用上量子安全产品。
    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。
    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。
    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)。

    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。
    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。
    “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。
    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。
    随后在2020年11月19日晚,南方科技大学官网披露,中国科学院院士、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。
    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。
    在国际方面,包括中国、美国、日本、欧洲等在内的 15 个世界主要大国和地区,均相继启动了量子科技发展计划,加大量子科技发展的经济投入。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。
    在国内,目前阿里、百度等均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、本源量子等在内。

    图注:近期部分国内家量子计算企业获得融资
    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。
    但也有部分人认为“凡是带上量子二字的产品,就是骗子。”
    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。”
    也有不少企业挂着“量子科技”项目进行圈钱炒作套路。
    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。
    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。
    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。
    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。”
    “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。”

相关报告
  • 《重磅 | 西安电子科技大学集成电路研究院正式成立》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2022-04-19
    • 4月12日下午,西安电子科技大学集成电路研究院成立大会暨揭牌仪式在北校区举行。黄如院士、刘明院士、吴汉明院士和郑南宁院士分别对学校集成电路研究院的成立表示祝贺,对学校在集成电路领域所取得的成就给予了充分肯定和高度认可。希望研究院在关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性技术上取得更大突破,加快科技成果转化应用,为集成电路科学与工程一级学科建设和国家集成电路产业贡献更大力量。 目前我国集成电路“缺芯少魂”的状况极为严峻,主要是因为我国集成电路起步落后于欧美日等国家,再加上集成电路是一门典型的交叉学科,凝聚了物理、数学、化学和生物学等众多基础学科的智慧,既需要这些基础学科的沉淀,也需要行业经验的长期积累。集成电路产业技术既有较高的交叉性,也有较强的复合性,且更新较快。人才培养与技术积淀是重中之重。 高等院校是我国各行各业优秀人才的主要产出地,集成电路产业也不例外。在以往,由于集成电路专业体系庞大且复杂,学生的培养需要从理论教学到实践操作,而这需要一段时间,短期内无法快速解决问题,国内高校没有建起科学完整的培养体系,这也造成了人才的缺乏。 令人欣慰的是,集成电路作为支撑国家经济社会发展、保障国家安全的战略性、基础性、先导性产业,国家各层面都意识到了它的重要性,并在积极地推进该领域的人才培养。近几年,已经有多所高校成立了对口的“集成电路学院”例如,南京集成电路大学,广东工业大学微电子学院,安徽大学集成电路学院,清华大学集成电路学院,北京大学集成电路学院。
  • 《深圳先进电子材料国际创新研究院举行开园仪式》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2021-01-12
    • 12月30日,作为深圳市十大新型基础研究机构之一的深圳先进电子材料国际创新研究院(以下简称“电子材料院”)举行开园仪式及重大项目签约。电子材料院园区(以下简称“园区”)落地深圳市宝安区龙王庙工业园,是宝安区首个应用型基础研究产业园。 中国科学院成会明院士、彭孝军院士,深圳市副市长聂新平,宝安区委书记姚任,中国科学院深圳先进技术研究院院长、中国科学院深圳理工大学(暂定名,简称“中国科学院深理工”)筹备办主任、电子材料院理事长樊建平,中国科学院深理工学术委员会主任委员赵伟,深圳先进院党委副书记、副院长吕建成等出席活动。原中国工程院副院长、中国工程院院士干勇视频参会,深圳先进院副院长许建国主持活动。深圳市、宝安区各局委办有关部门负责人、学术界和产业界代表等参会。 开园揭幕仪式 为面向国家战略需求和科技前沿热点,加强深圳市基础研究与应用,电子材料院由深圳先进院和深圳市宝安区人民政府合作共建,聚焦高端先进电子封装材料,旨在推动高端电子材料国产化“突围”。据了解,园区分二期建设,目前已完成一期约23000平方米建筑的改造和装修,已有5条电子材料中试线及检测平台的入驻,可满足200人以上科研、办公等需求。二期规划建筑面积约20000平方米,主要包含理化实验平台、中试线、封装材料验证平台等功能。 深圳市副市长聂新平致辞 聂新平在致辞中表示,近期召开的中央经济工作会议强调,要强化国家战略科技力量,增强产业链、供应链自主可控能力,统筹推进补齐短板和锻造长板,针对产业薄弱环节,实施好关键核心技术攻关工程。近年来,深圳在先进电子材料领域加强前瞻布局,在5G关键材料、先进电子封装材料等方面取得了比肩国际的领先成果。希望电子材料院围绕国家和深圳产业发展需要,进一步加大平台建设和人才培育引进力度,继续攻坚高端电子材料研究领域。 深圳市政府将进一步加大支持力度,为电子材料院建设和高端电子材料科技产业发展营造更好环境。 宝安区委书记姚任致辞 姚任对园区的启用表示祝贺。他表示,近年来宝安区积极引进基础研究机构,聚集高端源头创新资源,推动宝安区产业转型。园区的落地将有效推进宝安区创新链与产业链的融合发展,推动辐射宝安区、深圳市乃至大湾区的高端先进电子封装材料产业发展。宝安区将携手电子材料院,进一步打造宝安高新技术产业的核心优势,为深圳高新技术产业高质量发展提供重要支撑。 深圳先进院院长樊建平致辞 樊建平对深圳市、宝安区长期以来给予电子材料院的关心与支持表示感谢。他表示,依托深圳先进院14年的科研基础,园区的建设既为深圳市和宝安区强化创新驱动、推进关键核心技术攻关和产业化提供了重要抓手,也为对接粤港澳大湾区发展战略提供了平台保障。未来,深圳先进院将继续支持电子材料院做大做强,落实中国科学院战略规划,致力于高端先进电子材料国产化,成为综合性国家科学中心的有力支撑。 干勇在视频致辞中表示,电子材料是集成电路的三大要素之一,是电子信息产业的物质基础,但产业前端的先进电子材料也成为我国电子信息产业链上最薄弱的环节。电子材料院要抓住科技发展的“牛鼻子”,迎难而上,站在国家最需要的位置,为高端电子材料领域国产化“突围”做出贡献。 电子材料院院长孙蓉(中)与企业代表签订合作协议 开园仪式当天,电子材料院分别与广东风华高新科技股份有限公司、常州强力电子新材料有限公司进行重大项目签约。电子材料院与风华高科围绕先进电子元器件材料成立联合创新中心,共同搭建科技攻关和产学研用的多元化合作平台,进一步推进关键电子材料与技术攻关。作为全球主要的光刻胶专用化学品及绿色感光材料供应商,强力新材与电子材料院成立先进电子封装材料联合攻关体,探索产学研合作模式,助力攻关集成电路材料核心技术,加速推动我国先进电子封装材料的技术研究与应用。 参观园区 目前,电子材料院已组成包括院士、国家级人才、研究员、高级工程师等318人研发团队,发表高水平论文124篇,申请专利108件,PCT12件。先后建成先进电子封装材料国家地方联合工程实验室等6个国家、省、市级实验室;园区总体建筑面积4.3万平方米,设备资产近1亿元,新增设备原值约3亿元。抓住宝安区打造“湾区核心、智创高地、共享家园”,打造湾区经济带上的科技创新的发展机遇,园区将建成集办公、创新展示、科技研发、配套服务于一体的创新型产业空间。