量子级芯片有多厉害？还需要用到光刻机吗？看完算长见识了

量子级芯片有多厉害？还需要用到光刻机吗？看完算长见识了

芯片现在已经是很多人都知道的"小东西"，因为前一阵子数码圈发生的各种问题，让所有的人都知道了芯片的重要性和世界芯片的格局。 在芯片的制作方面，纳米制程越小难度上就越大，对光刻要求也就越高。 所以现在仅仅使用一个光刻机就能让中国芯片在发展上步履维艰。熟悉 科技 领域的朋友们应该知道，咱们中国在世界上也不缺少顶尖级的技术，其中一个就是量子技术。 那么我们能不能利用量子技术直接让芯片的发展绕开光刻方面的封锁呢？

量子芯片就是在将一些专门的量子线路用特殊的方法集成在基础底层材料上（碳基材料），从而进行信息的运算和和相关进程的处理。我们知道现在芯片技术就是在一片小小的基底片上进行如同一座城市一般的建造，晶体管的数量越多就意味它们之间的距离越小，运算能力就会进一步提高。

我们从最早的190纳米到现在的5纳米技术未来可能还会更小，但是从物理学的角度来说终究是有一个上限的。这个时候以现有技术进行的芯片就会进入一个发展的停滞时期。而为了能够进一步让芯片的运算能力变强，我们就要变换一种思路采用一种新的技术来打破传统芯片的局限，那就是量子技术。

实际上严格来说这个技术属于比较典型的半导体、超导体技术。全球的研究都在如火如荼的进行。就目前的情况来看量子芯片在商用和大规模生产上还有非常遥远的距离。但是值得我们每一个人骄傲的是，在量子技术方面咱们中国最先进的技术和世界上最先进的技术相比几乎不相上下，而且完全是自主研制的。

量子技术总体来说还不能够进行批量生产的最大原因就是在总体的消相干上还不能达到人们要求的稳定性和阀值。但是就咱们国家目前已经在通信领域的应用来看，它的作用已经开始发挥出来。只是面对巨量运算，未来保证它的准确和速度，在芯片上的要求就会更加严格一些。

目前咱们国家的本源量子掌握的技术和已经面向全球推出了量子云服务的业务，而根据有关消息，国产的第一台量子计算机可能就会在2021年年底推出。届时，我们将能够看见这个神奇的、全新的芯片给我们带来的巨大惊喜。

作为一种先进技术，量子研究领域在全球都不乏有优秀的人才。但是中国的相关技术放眼世界都是很多国家难以超越的。和中国一样在这方面有巨大成就的国家之一就是日本。所以未来的芯片一定不会是现在的芯片，他们可能在本质上都会有所不同。但是具体要多久才能实现理想之中的情况真的谁也说不好。

与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。

政策方面，我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。

技术方面，中国量子通信专利数超3000项，领先美国。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，加强技术支持，我国有望成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。

量子通信较传统通信优势明显

与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。量子通信线路时延几乎为零，信息传递速度快，过程无障碍量子通信中的信息传输与通信双方之间的传播媒介无关，不受空间环境的影响，具有完好的抗干扰性能

由于量子不可克隆，成为量子密钥的基础，量子密码安全性很高，一般不能被破译相比于传统的通信手段，同等条件下量子通信技术获得可靠通信所需的信噪比低30-40dB。

“十四五”规划推动量子通信发展

我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。

在十四五建设时期要加强关键数字技术创新应用，加快布局量子计算、量子通信等前沿技术，并在量子信息等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局未来产业。我国将构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系，率先推动量子通信技术在金融、政务和能源等领域广泛应用。

2021年3月15-3月21日通信细分板块中只有量子通信上涨3.1%，其他如移动互联、卫星通信导航、区块链、云计算、物联网均下跌。可知通信板块表现下跌，但是量子通信表现最佳，可知量子通信发展势头较好。

中国量子通信专利数超3000项，领先美国

2013年“斯诺登事件”发生后，我国大力研发量子通信和密钥技术，2016年，我国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，并获得了千公里级星地量子密钥分发、量子隐形传态以及纠缠分发等多项具有国际领先水平的科学成果。

2020年美国政府提出了打造量子互联网的计划中国也在切实建设量子通信体系，中国科学技术大学2021年1月宣布成功组建跨越4600公里的天地一体化量子通信网络。

据日本信息分析机构VALUENEX，在光量子交换机等硬件相关专利方面，中国优势明显：华为公司拥有100项专利，居世界第二位北京邮电大学拥有84项专利，排在第四位。

在软件方面，中国也拥有很强的实力，中国建设了连接北京和上海的量子通信网，积累了设备开发和应用的知识经验。中国量子通信专利数超3000项，遥遥领先于美国。

量子通信朝着量子互联网发展

量子通信技术是未来保障信息安全的重要手段，是国家重点支持发展的行业。云计算、移动互联网、物联网、大数据等新技术、新应用和新模式的出现，对信息安全提出了新的要求，信息安全牵涉到国家安全和社会稳定，我国已将信息安全提升为国家安全战略。

近年来，我国加快在量子科技领域的发展，相关的科研经费投入，专利申请布局和应用探索等方面都具备较好的实践基础和发展条件。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，我国的量子科技行业或将快速发展，成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。

更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》。

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