實現量子霸權，我國量子晶片破世界記錄，西瓜視頻看量子技術發展

用沙子作為原材料，提煉成矽錠，切割成矽圓，最後通過光刻等技術工藝加工成的晶片，我們稱之為矽基晶片，因為是採用矽材料做成的。在21世紀以來，矽基晶片的發展史上以臺積電為代表的生產廠家，已經達到5nm，在指甲蓋大小面積下的晶片中，裡面電晶體的數量已經達到上百億顆。在這電晶體數量的博弈中，似乎很多廠家都遇到了瓶頸，畢竟晶片的面積擺在那，想要堆放更多的電晶體越來越難了。而研發新材料的半導體晶片迫在眉睫，除了我國正在研發的碳基晶片之外，在量子晶片的研發中，我國也取得了不少的成就。甚至在部分技術領域中已經打破了世界紀錄。

量子晶片計算的原理

講到量子晶片的工作原理就需要講到量子的基本特性：量子糾纏性和疊加性，那麼什麼是量子的糾纏性和疊加性呢？量子的糾纏性就是說在一個在一個量子系統裡面，擁有兩個及以上的量子，他們在穩定的環境中會實現量子糾纏的狀態，也就是說，如果其中一個量子發生變化，另外一個量子也會在瞬間做出相反的變化，這種速度幾乎是同時的。愛因斯坦曾經將其稱之為「幽靈般的超距作用」。其實在這裡很多細心的小夥伴就會發現，量子的這兩個狀態，不就是我們計算機中的1和0運算嗎？

那麼什麼是量子的疊加性，這個有些小夥伴可能不是很了解，正因為量子有了疊加性，所以也引出了另外一個特性，量子的不可測量和不確定性，量子處於疊加態時它的形態是不確定的，也就是說它既可以是1也可以是0。舉個例子，量子就像是一個永久旋轉的硬幣，你根本看不出來它是正面還是反面。傳統的晶片狀態只有01,10兩個狀態。而量子在二進位比特中能擁有所有狀態：00， 01， 10， 11四個狀態。而一個量子系統中可以包含多個量子，每增加一個量子比特位，則有可能使量子計算機的運算能力加倍（呈指數增長）。

量子疊加態時是不確定性的，那麼如何讓它應用在計算機中工作的呢。其實這就是概率問題，我們再舉個例子，比如我們想要計算出這張迷宮圖正確路徑，傳統的計算器的計算方式是一條一條去測試，直至找到正確的路徑。

而量子計算機在尋找迷宮的正確路徑時，可以一次性同時嘗試所有的方法，用極快的速度就能找到正確的路徑，這就是對於量子疊加態和糾纏態的應用。量子晶片的性能和傳統計算機將提升上千甚至百萬倍。

量子晶片的應用領域

擁有如此超算能力的量子晶片，未來的應用場景必然是廣闊的，我們可以將其應用到超級計算機上面，這樣傳統計算機需要好幾年的數據，在量子計算機的加持下，也許只要幾分鐘甚至幾秒鐘就能夠完成破解，就像上面的走迷宮一樣，量子計算機同時進行所有方法的嘗試。而且在通信領域中，使用量子通信晶片加密的信息幾乎無人能夠破解，這還是量子的糾纏性和不確定性，因為當你在測量的時候，你就已經改變了量子的形態，加上量子是不可複製的，你也就不能像無線電一樣，把傳輸的電波複製下來進行解密。所以目前而言，使用量子通信機密的信息幾乎無人能解。

我國的量子技術在什麼水平

近日，我國在量子晶片的研發中也傳出了好消息，由中科大、浙江大學科研團隊聯手已經成功的研發出了「24位量子比特量子晶片」，同時還實現了全局糾纏，刷新了固態量子器件中生成糾纏態中量子比特數目的世界紀錄。這一成果也被發表在了《科學》雜誌上。有研究認為，當量子比特數達到50個以上時，就能在處理某些特定問題時，展現超越超級計算機的運算能力，而這也是量子計算機能實現的理論基礎。

西瓜視頻創作人「科技思維」介紹在量子通信技術領域我國也迎來了新的突破，由潘建偉團隊聯合牛津大學，中科院各個團隊等通過「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上首次實現了糾纏式千公裡級別的量子秘鑰分發技術，這是人類在通信領域的一次重要的跨步，也為未來的信息安全提供了強大的堡壘。兩項量子技術都已經刷新了世界紀錄。

總結

雖然量子晶片的性能強悍，加密能力無人破解，但是在生產製造環境上有一個主要缺陷：必須在零下220℃的溫度下操作。想要讓它能在室溫下工作，這將是未來科技研究的一個重要難題課題。另外對於量子糾纏的操控能力還不足，目前我國的24位量子比特晶片就已經刷新了世界紀錄，但是其運行能力還達不到商用水平，想要研發更多位的量子比特晶片可能需要更多的時間。

我國量子晶片技術已經世界領先，那麼國外的量子技術已經達到什麼水平了呢，和我們的距離相差有多大呢，量子計算機還有多久能實現商用？上西瓜視頻，搜索科技思維，帶你了解歐美量子晶片與我國的差距，以及我國的量子技術在世界行業裡面究竟處於什麼水平，看西瓜視頻，漲知識！