全球科技巨頭集體搶占的入口 國產(chǎn)量子芯片技術(shù)再獲突破

• 李波 2023年9月12日 來源：中研普華集團、央視財經(jīng)、中研網(wǎng) 786 47
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據(jù)中國科學(xué)院9月11日發(fā)文稱，旗下物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心近日開發(fā)了43比特一維超導(dǎo)量子芯片， 并利用其成功模擬了“侯世達(dá)蝴蝶”(Hofstadter butterfly)能譜以及各種新奇拓?fù)淞隳Ｊ健?/p>

據(jù)中國科學(xué)院9月11日發(fā)文稱，旗下物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心近日開發(fā)了43比特一維超導(dǎo)量子芯片， 并利用其成功模擬了“侯世達(dá)蝴蝶”(Hofstadter butterfly)能譜以及各種新奇拓?fù)淞隳Ｊ健?/p>

資料顯示，量子芯片是實現(xiàn)量子計算最基礎(chǔ)的核心器件;目前超導(dǎo)量子芯片是占據(jù)較大市場份的技術(shù)路線，主要優(yōu)勢體現(xiàn)在低功耗、高速度、低溫工作能力以及易于控制幾方面，IBM、亞馬遜、谷歌、華為、阿里巴巴等科技巨頭都選擇的是這條路線。

據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院表示，量子計算當(dāng)前還處于原型機研發(fā)階段，尚無專利壁壘，搶占技術(shù)入口無疑將獲得量子信息時代的主要議價權(quán)，量子計算有望成為中國在全球科技產(chǎn)業(yè)中“換道超車”的重要發(fā)展領(lǐng)域;據(jù)其預(yù)計，量子計算市場2020—2030年的復(fù)合年增長率為56%，到2030年達(dá)到649.883億美元。

公司方面，據(jù)上市公司互動平臺表示，國盾量子：此前與光迅科技聯(lián)合開發(fā)量子芯片。中國長城：公司在量子芯片科技有一定的研發(fā)投入。

超導(dǎo)量子芯片成功編織非阿貝爾任意子

在去年10月發(fā)布在預(yù)印服務(wù)器arXiv上并于今年5月11日發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中，谷歌“量子人工智能”團隊宣布，他們首次使用超導(dǎo)量子處理器觀察到了非阿貝爾任意子的特殊行為。

論文詳細(xì)介紹了一個超導(dǎo)處理器中量子比特多體波函數(shù)托管的非阿貝爾任意子編織的實驗觀察。

實驗由谷歌“量子人工智能”團隊在一個5×5量子比特超導(dǎo)量子處理器上進(jìn)行，實驗包含在一個跨越許多量子比特的量子糾錯代碼中創(chuàng)造缺陷。研究人員使用非阿貝爾編織法來創(chuàng)建糾纏態(tài)，為未來在量子計算或量子糾錯中的應(yīng)用提供了前景。

國內(nèi)首條量子芯片生產(chǎn)線亮相

在安徽合肥，國內(nèi)首條量子芯片生產(chǎn)線上這幾天已經(jīng)是一片繁忙景象。我國最新量子計算機“悟空”即將在這里面世，生產(chǎn)線正在緊鑼密鼓生產(chǎn)量子芯片。

據(jù)了解，這條產(chǎn)線于2022年1月投入運營，在這一年的時間里，陸續(xù)導(dǎo)入24臺量子芯片生產(chǎn)相關(guān)的工藝設(shè)備，孵化出了3套自研的量子芯片專用設(shè)備，生產(chǎn)了1500多個批次流片試制的產(chǎn)品，交付了多個批次的量子芯片以及量子放大器等產(chǎn)品。

合肥本源量子已研發(fā)出多臺中國量子計算機，并成功交付一臺量子計算機給用戶使用，使我國成為世界上第三個具備量子計算機整機交付能力的國家。

所謂量子芯片就是將量子線路集成在基片上，進(jìn)而承載量子信息處理的功能。借鑒于傳統(tǒng)計算機的發(fā)展歷程，量子計算機的研究在克服瓶頸技術(shù)之后，要想實現(xiàn)商品化和產(chǎn)業(yè)升級，需要走集成化的道路。

超導(dǎo)系統(tǒng)、半導(dǎo)體量子點系統(tǒng)、微納光子學(xué)系統(tǒng)、甚至是原子和離子系統(tǒng)，都想走芯片化的道路。

從發(fā)展看，超導(dǎo)量子芯片系統(tǒng)從技術(shù)上走在了其它物理系統(tǒng)的前面;傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點系統(tǒng)也是人們努力探索的目標(biāo)，因為畢竟傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展已經(jīng)很成熟，如半導(dǎo)體量子芯片在退相干時間和操控精度上一旦突破容錯量子計算的閾值，有望集成傳統(tǒng)半導(dǎo)體工業(yè)的現(xiàn)有成果，大大節(jié)省開發(fā)成本。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2023-2027年中國芯片行業(yè)全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》顯示：

全球芯片大廠在美國、歐洲、日本、韓國的新廠建設(shè)、舊廠擴建都在加碼，新的芯片戰(zhàn)略計劃中，可以看到全球芯片大廠的布局在加重。同時，中國又是芯片進(jìn)口大國，在芯片戰(zhàn)略領(lǐng)域的消耗力度全球排名前列，成為芯片大廠的重要銷售市場。

中國集成電路產(chǎn)品進(jìn)出口都保持較高增速。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2021年中國進(jìn)口集成電路6354.8億塊，同比增長16.9%;進(jìn)口金額4325.5億美元，同比增長23.6%。2021年中國集成電路出口3107億塊，同比增長19.6%，出口金額1537.9億美元，同比增長32%。

上半年，我國共進(jìn)口集成電路2797億塊，同比減少10.4%;進(jìn)口總金額為1.3511萬億元人民幣，同比上升5.5%。作為全球規(guī)模最大的集成電路市場，中國集成電路產(chǎn)業(yè)依然在發(fā)揮市場優(yōu)勢和應(yīng)用牽引作用。為提升全球集成電路供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)鏈的韌性做出貢獻(xiàn)。

在市場的推動和政策的大力支持下，中國芯片產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展，規(guī)模日益增大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在不斷優(yōu)化，整體實力上得到了明顯的提高。

過去15年來，我國集成電路產(chǎn)業(yè)高速增長，產(chǎn)值增長近14倍，年均復(fù)合增長率達(dá)到19.2%，遠(yuǎn)高于全球4.5%的年均復(fù)合增長率。但我國高端芯片對外依賴度高，大部分市場占有率低于0.5%。

與此同時，全年芯片行業(yè)投資總額預(yù)計超1500億元。到2025年，中國的集成電路制造業(yè)規(guī)模將增加到432億美元。中國生產(chǎn)的芯片到2025年仍然僅占全球集成電路市場的10%。

目前的預(yù)測是，中國集成電路生產(chǎn)將在2020年至2025年期間實現(xiàn)13.7%的高復(fù)合年增長率。

中國芯片自給率要在2025年達(dá)到70%

國務(wù)院發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國芯片自給率要在2025年達(dá)到70%。預(yù)計到2025年，中國制造的集成電路制造將僅占國內(nèi)整體集成電路市場的19.4%，遠(yuǎn)低于70%的自給率目標(biāo)。

中國集成電路市場規(guī)模和本土制造之間有著非常明顯的區(qū)別。盡管自2005年以來中國一直是最大的集成電路消費大國，但集成電路的制造并未緊隨其后大幅增長。

2020年中國的集成電路的產(chǎn)量占國內(nèi)1434億美元集成電路市場的15.9%，高于10年前即2010年的10.2%。據(jù)預(yù)測，這一份額將從2020年開始平均每年增長0.7個百分點，到2025年增加3.5個百分點至19.4%。

在中國制造的價值227億美元的集成電路中，中國本土公司僅生產(chǎn)了83億美元(占36.5%)，僅占中國1,434億美元集成電路市場的5.9%。臺積電、SK海力士、三星、英特爾、聯(lián)電和其它在中國有芯片制造廠的外國公司生產(chǎn)了其余的芯片。

量子科技行業(yè)報告還對全球的行業(yè)發(fā)展態(tài)勢作了詳細(xì)分析，并對行業(yè)進(jìn)行了趨向研判，是經(jīng)營企業(yè)，服務(wù)、投資機構(gòu)等單位準(zhǔn)確了解目前量子科技行業(yè)發(fā)展動態(tài)，把握企業(yè)定位和發(fā)展方向不可多得的精品，對中國及各子行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、上下游行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、競爭替代產(chǎn)品、發(fā)展趨勢、新產(chǎn)品與技術(shù)等進(jìn)行了分析，并重點分析了中國量子科技行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和特點，以及中國行業(yè)將面臨的挑戰(zhàn)、企業(yè)的發(fā)展策略等。

更多消息，請點擊中研研究院出版的《2023-2028年中國量子科技行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

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  2023-2027年中國芯片行業(yè)全景調(diào)研與發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告

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