BBIN BBIN宝盈深圳量子研究院成立集成电路与电子学中心首要任务突破半导体瓶颈

　　深圳量子科学与工程研究院（以下简称深圳量子研究院）是深圳科技创新十大基础研究机构之一，围绕国家“量子科技”优先发展的战略定位，由深圳市科创委专项支持、依托南方科技大学建设,于2018年1月挂牌建立。本周中国高级实验室之一的深圳量子研究院发表了一份公告，公告称他们成立了一个专注于集成电路设计、射频和微波器件开发以及其他量子计算技术的新部门，关键部件的进步将是该中心的首要任务，该中心已经组建了一支跨学科研究团队，并计划建立一个致力于IC设计和低温电子学的实验室。深圳量子研究院表示：“量子计算是一种基于量子力学的颠覆性计算模型，其承载和处理信息的能力是经典计算技术无法比拟的，世界各国都公布了抢占领先地位的战略。”在量子限域的半导体纳米结构中，电子会表现出与体相固体中不同的行为，这使得设计具有可调化学、物理、电学和光学特性的材料成为可能。零维半导体量子点(QDs)在可见光和红外波长范围内具有较强的光吸收和明亮的窄带发射，因此已被设计用于光学增益和激光领域，这些特性对成像、太阳能采集、显示器及通信技术都很有意义。传统体相半导体的电子和光学性质由材料组成、晶体结构以及有意和无意的杂质(掺杂剂)决定。分子束外延(MBE)和金属有机化学气相沉积(MOCVD)等逐层晶体生长技术的进步，可以制备出具有宽范围可调光电特性的高结晶性Si和III-V(例如GaAs、InP和GaN)等半导体。与体相半导体相比，量子限域结构则表现出与尺寸相关的电子特性，因此具有更高的可调控性，从而在材料和器件设计中具有更高的杠杆作用。半导体量子点具有明亮及窄带发光特性，并在可见光和近红外光谱范围内实现调控，因此对于实现更高效、颜色更纯正的显示器具有吸引力。此外，量子点在成分和结构上也可调控能量状态和电荷相互作用，导致光学增益和激光，与可见光和红外波长的光发射以及光纤通信等应用息息相关。量子点可调控的表面化学特性也使其在生物成像中作为光学标签使用，通过将量子点与蛋白质与抗体相连接得以实现。利用具有不同化学和物理功能的封端分子操纵量子点表面，可以将其组装成半导体固体，增加导电性并将光子和化学刺激转化为电信号。光电器件，如晶体管和光电探测器，可使摄像机对可见光和红外光敏感。通过高温和真空作用，可以让高结晶性量子点在选择的衬底上外延生长，可用于高性能激光器。胶体量子点可以在温和条件下在溶液中制备，这使其大规模生产成为可能，并将量子点的应用范围扩大到消费电子和光伏等市场。量子计算技术不仅能克服现代半导体工艺因为尺寸减小而引起的热耗效应，还能利用量子效应实现功能强大的并行计算，极大地提高计算速度和信息处理能力。规模化通用量子计算机的诞生将极大地满足现代信息的需求，在海量信息处理、重大科学问题研究等方面产生巨大影响，甚至对国家的国际地位、经济发展、科技进步、国防军事和信息安全等领域发挥关键性作用。量子计算技术不仅能克服现代半导体工艺因为尺寸减小而引起的热耗效应，还能利用量子效应实现功能强大的并行计算，极大地提高计算速度和信息处理能力。量子计算机的诞生将极大地满足现代信息的需求，在海量信息处理、重大科学问题研究等方面产生巨大影响，甚至对国家的国际地位、经济发展、科技进步、国防军事和信息安全等领域发挥关键性作用。量子计算机领域的科学家面临的最大挑战之一是如何让他们研究的微小粒子更长时间地协同工作。现在，英国、中国和美国的一组研究人员开发了一种温度控制技术，可以很快帮助解决困扰当今最智能计算机的各种复杂问题。研究人员使用该技术来延长一组量子位，可以保持其量子唯一性以同时表示零和一的时间。这种被称为量子多体疤痕（QMBS）的机制据说是迈向量子传感和计量学潜在应用的关键一步，在这些应用中，更多的量子比特可以协同工作以提高测量的准确性，包括磁场和电场。科学家们表示，量子计算有朝一日可以推动医疗保健、能源和环境科学等领域的新发现。