4月7日美國政府撥款2500萬美元支援晶片代工廠格芯開發光量子計算機。
4月14日英特爾與代爾夫特理工大學 （TU Delft） 在英特爾半導體制造工廠使用替代和先進工藝成功地在28 Si/28 SiO2 介面上製造了量子點。
4月19日荷蘭政府將透過國家基金並動員其他私營部門機構，向該國光子積體電路（PIC）產業投入11億歐元，推動本土企業發展。
4月26日據外媒報道，由德國初創企業Q。ANT牽頭，14家合作伙伴組成“PhoQuant”專案，目前正在開展可在常溫下執行的光量子計算晶片研發。
究竟是什麼原因讓各國紛紛投入光量子晶片的研發？
近年來，光量子計算中興起了一種使用光纖作為光量子的記憶體，進而用光量子記憶體來提升容錯量子計算的量子位元數目的方法。
隨著積體電路技術逐漸接近原子極限，量子計算被認為是後摩爾時代最具潛力的破局者。相比經典電子計算機，量子計算可以提供指數級的算力提升，從而突破目前日益複雜的金融模型計算、生物醫藥、材料設計和人工智慧等領域的算力瓶頸。
今年2月，國防科技大學計算機學院QUANTA團隊，聯合軍事科學院、中山大學等國內外單位，研發出一款新型可程式設計矽基光量子計算晶片，實現了多種圖論問題的量子演算法求解，被外界認為是繞開光刻機的辦法之一，而美國卻眼熱要求技術共享。
這種新型量子晶片雖然也是採用微納加工工藝，但是主要是在單個晶片上整合大量光量子器件，由於生產原理的不同，所以可以繞開光刻機的限制。
一旦光量子晶片成功商用，諸如7nm、5nm等製程工藝的研究將失去原有的意義，晶片製造領域也將邁進一個新的里程，我們將突破晶片製造被卡脖子的困境。
光量子晶片的研發和製作，並不依賴西方的高階光刻機，一旦該技術研製成功，並且走向成熟，我們將徹底打破被西方卡脖子的局面。甚至在該領域，乃至未來全球的晶片市場，我們都能佔據優勢。
量子領域重大突破的訊息意味著，未來我國不僅將重點發展新型碳基晶片，還將加大量子晶片技術的研發力度，作為未來中國晶片科技發展的新方向。
揭開光量子晶片的“神秘面紗”
製造光量子晶片最引人注意的一點就是可以不借助於光刻機。
在製造原理上光量子晶片和傳統晶片有很大的區別，因為光量子晶片主要由數目龐大的光量子器件整合，而這些器件的製造雖然需要使用到微奈米加工技術，但是對加工裝置的要求並不像加工傳統晶片那樣嚴格，只需要藉助低端的光刻機就可以完成。
其次光量子晶片跟傳統晶片相比優勢格外明顯，使用光作為資訊傳遞的載體，儲存的資訊可以儲存更長的時間，而且光量子晶片對外界的抗干擾性更強，相容性更好，操控精度更加準確，是未來晶片主流的發展方向。
光量子晶片可透過一種動態程式設計結構，實現晶片結構的重新建立解決了定點搜尋等複雜的演算法問題，顯示了其在實現特定量子計算應用方面的巨大潛力。
PsiQuantum重磅論文解讀光量子通用計算方案
在美國著名光量子計算公司PsiQuantum發表的論文中提到兩種方案：模組化的容錯光量子計算的架構和時分複用的方法。
模組化的容錯光量子計算的架構，第一次完整展示了其走向百萬光量子位元的技術路線，印證了新一代具備光子處理模組，數字處理模組和光纖記憶體的光量子計算架構的可擴充套件性和先進性。
在超導技術路線中，量子位元一般是以陣列的方式呈現，可以長時間儲存量子資訊，並對其進行門操作和測量。而光量子的相干性優異，但是飛行光子的缺點是易損耗，測量完之後即被銷燬。因此PsiQuantum此前研究了更適合光量子的容錯計算的方式，也就是基於融合的量子計算。
在光子FBQC架構中，有兩個核心裝置：
資源態生成器（resource-state generators，RSG），用於週期性生成少量光子的糾纏組成的資源態（resource state），或者說小規模的簇態（cluster state）；融合裝置（fusion devices），透過對兩個或多個資源態，進行少量光子糾纏的測量，並把這些資源態融合成更大的簇態。
有了以上兩種裝置還不夠，要進一步擴大這種光量子計算的量子位元規模還需要採用時分複用方法，這種方法構建了“光纖記憶體”這一重要模組。如果我們用時分複用的方式，每1ns有一個光子進入光纖，那麼1公里的光纖記憶體可以暫態儲存超過5000個光子。低損耗光纖是光量子計算架構中負責提供大容量量子記憶體的核心部件。簡單來說一個光子在低損耗光纖裡傳輸1公里，仍舊有超過95%的機率幾個毫秒後從光纖的另一端出來，這樣的損耗率可以用容錯FBQC來解決。
透過結合RSG、融合裝置和光纖記憶體的架構設計，就可以實現具備容錯量子計算的數千個物理量子位元的計算能力。另一方面，把多個RSG連線成網路就可以實現完整的通用邏輯閘計算。同樣的規模在靜態量子位元中，比如超導量子位元，需要每個RSG有5000個物理量子位元作為資料儲存才能實現。
RSG等裝置對應的就是光子處理模組部分，而融合裝置等對應的是數字處理模組，最後採用時分複用的光纖作為記憶體。
最後，PsiQuantum的論文研究了光子FBQC，光纖記憶體和拓撲容錯協議之間的結合，同時達到以下三個目標：
1。 單個RSG比一個靜態量子位要強大得多。透過在低損耗介質（如光纖）中臨時儲存光子資源狀態，RSG中可以同時存在多達數千個現有的資源狀態。這使得每個RSG能夠模擬數以千計的靜態物理量子位元，以實現容錯的量子計算。
2。 光子FBQC的架構是高度模組化和可擴充套件的。大規模容錯量子計算機可以透過使用相同計算模組組成網路而構建出來。模組由一些融合裝置和宏觀光纖延遲組成，這些延遲用來做儲存器，並在模組之間進行連線。因此，在擴充套件這樣的量子計算機時，主要的挑戰是構建許多相同的RSG，而不是一大堆靜態量子位。RSG提供了一種替代方法，可以用來擴大非光子物理基礎器件的量子位元規模，如固態量子位元等。只要能夠轉化到合適的光子，就可以將它們作為嵌入大規模光子體系結構中的自主操作的RSG來使用。
3。 模組化元件之間的宏觀光學連線可以降低邏輯操作的成本。RSG產生的光子可以傳播很遠的距離，而且不像傳統架構那樣的受到局域約束的影響。RSG之間的非局域連線提供了一套新的工具，能更有效地實現邏輯操作。
中國自主造芯，使命必達
目前正在研製的可程式設計光量子晶片是一個全新的領域，各國都在同一個起跑線，這無疑需要面臨著很大的風險，但國家依舊堅持於此技術的研究，其主要原因有三個：
其一，量子技術是未來推動社會發展的主要動力，對光量子晶片的研究，可以促進量子技術的研究，有可能領先其他國家一步，開啟量子時代的大門。
其二，目前使用的晶片主要都是由西方國家生產的，所有關鍵的技術都掌握在其他國家的手中，從國家安全的角度來講，這樣的事情是十分危險的，為了不讓自己的安全受制於人，發展屬於我們自己的晶片是一個勢在必行的舉措。
其三，光量子晶片的研發不僅僅是規避西方國家技術封鎖的舉措，更是關乎到國家的安全以及參與到新時代的發展。可程式設計光量子技術的突破顯示了我們國家雄厚的科技實力，一旦光量子晶片在國內實現完全的量產，那麼西方將不再有機會對我們的晶片技術造成封鎖，彼時我們將成為掌握“芯”時代關鍵技術的“造芯強國”。
全球都在戰略佈局，爭奪未來量子計算的制高點，這一領域，中國不能輸。
光量子晶片的未來發展
資料處理：
從戰略安全和發展戰略要求的角度來看，光量子晶片可以解決主要應用中的許多重要問題，如資料處理方法耗時長、無法並行處理、功能損失大等。例如，在以鐳射測距、限速和高分辨成像為總體目標的長距離、高速運動的毫米波雷達中，以及在以生物技術和奈米技術元件內部結構完成的高分辨無損檢測技術的新型測量顯微鏡相關成像武器裝備中，光量子晶片可以充分發揮其高速並行處理、低功耗和小型化的優勢。
鐳射通訊：
室內空間鐳射通訊是目前解決室內空間傳輸速度短的關鍵途徑，是打造綜合網路資訊的關鍵途徑；水下鐳射通訊是解決水下資料訊號傳輸環境危害的關鍵途徑，也是構建一體化水下通訊系統的關鍵途徑。此外，還有具有戰略安全和發展戰略要求的行業，如星間網際網路技術、8G通訊、智慧遙感技術測繪工程等。所有這些都必須進行網際網路大資料的快速、功耗和並行處理。光量子晶片將在這一戰略性產業中發揮關鍵支撐作用。
演算法最佳化：
AI光量子晶片是一種匹配光學測量框架縱橫比和人工智慧技術最佳化演算法的晶片設計。具有廣泛應用於無人駕駛、安全監控系統、語音識別技術、影象識別技術、診療、手機遊戲、虛擬現實技術、工業網際網路、公司級伺服器、大資料中心等重要人工智慧技術行業的發展潛力。
人工智慧：
類腦光量子晶片可以模擬和模擬人腦的計算，在模擬人腦的神經網路架構下，根據光量子帶的資訊內容求解資料資訊，使晶片可以實現類似人腦的快速並行處理和功耗計算。將微結構光量子集整合到基礎光量子晶片和基於電子光學的神經網路資料處理系統中，對於解決未來功耗、高速執行、寬頻網路和大量資訊資源管理等問題具有重要意義。
網際網路：
每個人對計算機解決方案系統軟體的計算速率和速度都有越來越高的要求。破壞性創新的無效性使得電子晶片在處理速度和功能損失方面面臨巨大挑戰。光量子測量晶片具有並行處理速度快、功耗低的優點，被認為是未來高速、大資訊量和人工智慧技術最有前途的測量和解決方案。
光量子晶片距成熟還要多久？
前有美國眼熱要求技術共享，後有各國紛紛佈局。
後摩爾的一個時代全球缺芯的局面，給了中國的光晶片一個嶄新的舞臺。當各個國家開始意識到光晶片的重要程度時，我們已經對光晶片技術完成了突破，就連國外也傳來一些言論稱“全球光量子均還處於起步階段，技術壁壘還沒有形成，作為未來資訊領域新的支撐，誰掌握了光量子晶片的核心技術，誰就會成為未來領導者，現在看來，中國很有可能。”
縱有千古英雄事，橫有人才守八方。
2022年以來，中國捷報頻傳，不管是全球物理學盛會上阿里的達摩院量子實驗室公佈的兩位元的量子晶片技術，還是近日南科大量子科學與工程研究院彭亞濤副研究員在量子計算超低溫積體電路技術研究方面取得重要突破，或是國內首家光量子晶片和光量子計算機公司圖靈量子近日宣佈完成近億元人民幣天使輪融資，都意味著中國科學家為了中國在量子晶片領域有更大的發言權和制高點而作出艱辛努力。
任何一家企業都不應該放棄技術創新，我國面對著非常複雜的市場環境，依舊採取了技術創新的發展方案。當技術水平越來越高時，外界打壓只會變成國內科學技術發展的動力。我們期待國內晶片技術的發展，即使我們還有很長的路要走，哪怕十年磨一劍。但是光量子晶片肯定會引領第四次科技革命，我們的科學家正在全力以赴“保家衛國”。
