第三百七十二章量子半导体芯片

是的，目前科研领域就是呈现着这种奇葩现象。

美利坚的人才很多不再像以前那样进入科研、工程领域，而是选择进入金融领域，毕竟金融赚钱的速度可要快得多，很容易就成为百万富翁、千万富翁甚至是亿万富翁。

相反，从事科研领域的研究人员，一年收入十几二十万美元，工程领域更是一年不到十万美元，除非是真正的大牛，才能高点。这点钱相比起华夏的研究人员，确实不错，可是要知道购买力折算下来就不一定了，也许研究人员、工程人员还可以衣食无忧，但是想要过着好生活绝对是谈不上。

而华夏，这二十几年培养了大量的研究人员、工程人员，以至于不少社会学科领域的学者公然提出，华夏的人口红利是差不多要到尽头了，但是华夏的工程师红利才刚刚开始。

看看一个个互联网公司、计算机公司，多少程序猿每天加班孜孜不倦的敲着代码，海外公司需要一个月时间，华夏公司就敢一个礼拜拿出成果，成果不但更好还更便宜。

996是福报！？

对于互联网公司，996确实是福报，因为不知道程序猿一天工作时间超过15个小时，睡觉都干脆直接在办公室睡。

至于约会啥的，程序猿只会鄙视你，他们眼中女友是可怕生物，俺还是单身！

至于土木工程之类的工程男，那更是一毕业直接进入深山老林里面，打隧道、架桥梁，方圆百里一个村庄都没有的都是常事，吃住都在工地，过着与世隔绝的生活。

所以说，哪里有什么基建狂魔，只不过是一群工程男默默的发泄着自己的精力，在荒郊野岭挥霍着自己的青春。

多少工程男毕业之时与女友海誓山盟，约好年底二人就结婚，去了山沟沟里面，等到口带里面装着几万块无比愉悦地去找女友要去领证，结果往往是看到自己的女友挽着一个陌生男士的手无比亲昵，甚至是大着肚子，而自己莫名其妙的变成了前任。

然后，被发一张好人卡！

是的，事情就是这么残酷！

连张雪峰，说起自己的专业那都是咬牙切齿，劝说着考研之人千万别报考这些专业。

正是工程师红利，让美利坚往往提出一个概念，还停留在PPT阶段，结果没多久一转身，发现华夏已经将这个概念变现了，还进入了量产阶段。

看看福特级航母，号称全世界最先进的核动力航母，结果前前后后十几年时间，至今距离服役都遥遥无期，更别说形成战斗力了。而华夏的003航母，已经是下水了，接下来二年将会正式服役，交与海军进入海军作战序列。

同样的情况，在量子计算机领域也是如此，美利坚占据着芯片霸主地位，有着极大优势，可是华夏作为后来者，结果愣是在美利坚之前搞出了第一台量子计算机，而这一台量子计算机的诞生，是许多工程师没日没夜的付出，才有了它率先诞生。

现在社会上，有一种说法，说华夏用了四代人的牺牲才有了华夏共和国的诞生，用了一代人的牺牲才从一个农业国家初步建成工业化国家，用了一代人的牺牲才从初步工业化国家变成了现代工业化国家。

这其中的辛酸，又有几个人真正去体会。

秦元清看到了量子计算机项目组，上百个白发苍苍的老人，这些都是千禧年之处，国家正式立项研发量子计算机，这些年当年还风华正茂，结果接近二十年时间过去，他们都变成了一个白发苍苍的老人。

比如其中一个郭院士，在上世纪九十年代的时候，他了解到国内量子信息领域的贫瘠现状，毅然的辞掉国外的教授职务，放弃优厚的待遇条件，选择回国！

回国后，郭院士便从零开始，一点点组建班底，带领着华夏的量子信息行业从当初无比蒙昧的年代，成长到现在可以跻身到世界一流队伍当做的傲然成绩。

甚至于当初科研经费不足，郭院士将自己在海外的工资收入积累，全部捐献出来。

“老师，秦院士来了！”潘教授恭敬地对着郭院士说道。

说起来，潘教授还是郭院士的学生，只是郭院士一直低调，极少在外面露面，在2010年开始，更是直接将年富力强的潘教授推到量子计算机领头人位置，让他带领着量子计算机前行。

“郭院士！”秦元清连忙上前我郭院士握手，对于这位老院士，秦元清也是很佩服。

当初归国之时，郭院士风华正茂，指点江山，挥斥方遒，可是二十多年过去，郭院士也已经是满头白发，身形瘦弱，他将自己最美好的青春都贡献给国家，为华夏复兴贡献了自己所有。

“秦院士，得麻烦你了！”郭院士和气地笑道：“这些人已经做到极致了，只是天赋有限，做不出更大的突破了。”

“量子计算机的重要意义，秦院士应该也知道，一旦真的被美利坚率先掌握完整的量子计算机，那么我们华夏可能将面对着量子计算机领域的封锁，传统计算机的苦，我们还得再吃一遍。”郭院士说道。

秦元清郑重地点点头，然后婉拒了中科大包校长提出的欢迎宴，秦元清第一时间投入了量子计算机的研发中。

量子计算机有三种在理论上可行的实现方式——一种是超导电路，一种是半导体量子芯片，最后一种则是离子阱。

由于华夏这方面的工作起步的太晚，所以在超导电路和离子阱这两种实现形式上，华夏是远远落后于美利坚的。这种落后不仅仅是一两个身位而已，而是几十上百米的距离。

而在半导体量子芯片上，也是勉勉强强算是在同一水平，但是依然落后于美利坚。

由此可见，美利坚在科技领域的领先地位和底蕴，确实是非常可怕的。而要知道，美利坚在摸索之中艰难前行已经很多年了。结果华夏这三十年是用奔跑着，甚至是坐火箭速度追赶着，现在才堪堪看到美利坚的背影。

至于量子计算机，属于全新领域，研发一台量子计算机的难度可想而知。

一台能用的量子计算机需要满足什么条件呢？

单量子比特逻辑门和双量子比特逻辑门的保真度要达到99%以上，同时量子比特数目达到几十个以上、操作速度和退相干时间在合理范围。

简单来说的话，一共是四个条件：

第一个是量子比特，就是像经典计算机的比特一样，对于经典计算机，比特数目越多，运算的数就可以越大，其能力就越强，量子计算机也是如此。

第二个是量子逻辑门，就像经典计算机的与、或、非等逻辑电路一样，单量子比特逻辑门和双量子比特逻辑门是组成量子计算机的基本单位。

第三个是保真度，保真度需要达到99%，也就是一百次运算只能容许一次计算错误，其目的就是为了顺利完成量子计算，各个逻辑门的错误率不能超过1%。

第四个，操作速度和退相干时间，前者越快越好，后者越长越好，但往往两者无法同时满足。

而在这四个条件中，最能反映一台量子计算机优劣的，就是第一个，量子比特的数目。

为什么世界会认为，迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算机，不承认中科大的量子计算机是世界第一台量子计算机，就是因为还没有达到这四个条件。

秦元清需要解决的就是半导体量子芯片以及算法，半导体量子芯片还好，秦元清只需要指点，自然有研究人员去做。而算法，就得秦元清亲自去操刀。

秦元清在量子半导体芯片上，主要是半导体材料以及芯片的设计上解决。半导体材料在很大程度上，可以说是制约芯片量子比特提升的重要因素之一，这一部分的研究工作是极其重要的。而另一方面，就是芯片设计上，这也是另外的核心重点。

秦元清没有按照现在的芯片去研究，而是选择了碳基芯片！

目前全球半导体材料的发展已经接近物理极限，集成电路代工领域最强的台积电，已经完成3纳米工艺的商业化量产，计划2020年投产，至于2纳米工艺也在不断前行，估计也接近研发完成。

而华夏最强的半导体制造商中，基本上都卡在7纳米工艺制程上，与台积电依旧有着两代的差距。哪怕华芯科技，有着秦元清提供的大力支持，目前也才刚刚掌握5纳米工艺的商业化量产，起码还要到2019年才能投产。

秦元清并不认为，传统的半导体芯片能够适合量子计算机，他更加看好的碳基芯片。毕竟传统的半导体，已经来到了物理极限了，天花板已经清晰可见了，潜力已经快到底了。用传统的半导体，无疑是不合适的，想要在这方面实现突破，就得将目光转移到其他地方，另找半导体材料，才有可能突破瓶颈。