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文/BU 审核/子扬 校正/知秋

量子计算是下一代信息革命的关键技术，是我国重要的战略发展方向。在量子领域，近来我国已经实现了多项关键突破。

如中科院研制出量子计算原型机“九章二号”与“祖冲之二号”，且均实现了“量子优越性”，成为全球唯一在光量子计算与超导量子计算上均实现“量子霸权”的国家。

不仅如此，南京大学的“功能集成光量子芯片”也值得关注，这一成绩有望使我国在量子信息时代中，实现国产芯片“换道超车”。

光量子芯片迎来突破

在10月21日开幕的国家“十三五”科技创新成就展中，南京大学项目成果“功能集成量子芯片”在展会上惊艳亮相。

在未来量子信息技术中，多功能光子芯片是保证量子通信保密性、精密性等的关键部件。鉴于其重要性，从2008年起各国便加速在光量子芯片领域进行突围，牛津大学、麻省理工大学等都有了一定的研究成果。

而我国在很长一段时间里，其实都是处在“跟跑”的状态。这样的情况显然不利于我国未来竞争，我国在传统电子芯片上已经落后，难道在未来光量子芯片上也要受制于人吗？

这显然不能让人接受，我国不能再重蹈覆辙。

于是，南京大学陆延青教授团队扛起了光量子芯片这一国家重点研究项目。

光量子团队的研究并不容易，仅确定光量子芯片的制备工艺便用了将近一年的时间，最终团队确定要利用飞秒激光直写打造三维集成光量子芯片。

而为了保证光束的折射率，从而能形成高品质光子路线，保证光量子芯片的稳定制作，团队又苦苦钻研了近4年的时间。最终，团队成功完全自主研发面向光量子信息的直写技术与工艺。

最终，在团队成员的不懈努力之下，团队攻克了系统拓展困难、提高纠缠维度与纠缠光子数时光路越发复杂等等难题，最终打造出国人自己的功能集成光量子芯片。

由此，我国在光量子芯片技术上不再是“跟跑”，而是与各大强国之间并排跑。

光量子芯片与传统芯片

南京大学的这一成果，使得量子信息技术具有更高信息容量、更高安全性带来了一种新的可能性，使得实现大规模集成量子系统更近了一步。

而且这也表示，在未来光量子芯片领域我国不会再受制于人。

如今，摩尔定律即将走向终结，电子芯片集成度很快便将迎来终点。但是，人类的计算能力还在不断前行，对算力的要求仍在不断提升。

因此，光量子芯片扛起了未来算力的重任，在未来有望大展身手。

那么，与当前的集成电路芯片相比，光量子芯片究竟有何不同呢？

量子芯片进行量子计算，量子算法中的两个不同的量子态|0>和|1>代表0与1。而数字集成电路芯片则是进行数字计算，算法中的0与1用高低电平来表示。

由此能够看出，量子芯片与集成电路芯片在运算上将完全不同。这使得量子芯片在计算效率上更高，能带来更快的运算。

但是，量子芯片离商业化应用还有很长的路要做。目前来看，量子芯片、量子计算等还都处在实验室阶段，一时难以在现实中应用。

不过，量子是不可逆转的大趋势，未来量子芯片化的道路难以逆转。而南京大学等的成绩，则让我国已经赢得了先机，令人瞩目。

未来，我国还有更多的量子成果即将问世，就让我们拭目以待。

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标签： 芯片 量子 光量子