量子芯片功效:开启科技新纪元的钥匙

2025.07.31 · 技术博客 量子芯片超导量子芯片量子比特

 

在科技飞速发展的当下,量子芯片作为前沿科技的代表,正逐渐走进人们的视野,展现出令人瞩目的功效。与传统芯片截然不同,量子芯片基于量子力学原理设计制造,其核心计算单元为量子比特(qubit),这赋予了它超越传统芯片的独特能力。而量旋科技的少微系列超导量子芯片,便是其中的杰出代表,以其卓越性能彰显着量子芯片的强大功效。

超导量子芯片

超强运算,突破速度极限

 

传统芯片的运算模式基于经典二进制逻辑,比特在任一时刻只能处于 0 或 1 两种状态之一,计算过程如同在单行道上依次通行,按顺序逐步执行指令,属于串行计算模式。在面对复杂计算任务时,传统芯片的运算速度受限于运算步骤的多少,效率提升愈发艰难。

 

量子芯片则借助量子比特的叠加和纠缠特性,实现了运算速度的飞跃。量子比特不仅能表示 0 或 1,还可以同时处于 0 和 1 的叠加状态。这意味着一个量子比特能同时存储和处理多个信息状态,多个量子比特组合在一起,并行处理能力呈指数级增长。量旋科技的少微系列超导量子芯片在这方面表现出色,其采用 1 维链或 2 维链拓扑结构设计,用户可通过每个量子比特上独立的专用控制线路实现对全部量子比特的高精度控制。配合量子测控系统和量旋科技专业低温解决方案,可实现高保真度量子逻辑门操作,单比特门保真度可达 99.9% 以上;双比特门保真度可达 99% 以上。如此高的保真度,保证了运算过程的准确性,让量子芯片在快速运算的同时,结果更加可靠。

 

以少微系列中的 10 比特 / 20 比特 QPU 为例,它们具有更强大的计算能力,可以用来处理更加复杂的量子计算任务。在模拟分子结构和化学反应方面,传统芯片模拟一个中等规模的分子,可能需要数年甚至数十年时间,而借助少微系列超导量子芯片,有望将这一过程大幅缩短。这种高效的运算能力,使量子芯片在处理复杂计算任务,如密码学中的大数分解、复杂优化问题以及量子化学模拟等时,能够在极短时间内完成传统芯片需要耗费海量时间和计算资源才能实现的运算。

 

稳定可靠,保障持续运行

 

量子比特的稳定性是影响量子芯片功效发挥的关键因素。传统芯片在运行过程中,虽然稳定性相对较好,但在面对复杂且长时间的计算任务时,也会受到温度、电磁干扰等因素影响。

 

而量旋科技的少微系列超导量子芯片具有高 Qi 值、长比特寿命、高稳定性等特点。这意味着量子比特能够在更长的时间里保持其量子态,得以进行更多的计算操作,提高量子计算的可靠性和准确性。其退相干时间 T1 可达 100 微秒以上,在 20mK 温区环境工作,特殊的工作环境和自身优良的性能,使其受外界干扰较小,能在较长时间内稳定运行。同时,依靠量旋科技自主投资建设的专用量子芯片生产线,可以独立控制产品品质和工艺流程,避免了交叉污染的风险,更好地保证了产品的质量和稳定性。每枚超导量子芯片产品都包含完整出厂测试报告,包括芯片产品的基本性能指标参数的测试结果(谐振腔频率、比特频率、退相干时间等),进一步确保了芯片产品的可靠性,让其在各种应用场景中都能稳定发挥功效。

 

多元应用,重塑产业格局

 

 
基础研究领域:助力科学探索

 

在基础量子计算研究领域,少微系列中的 2 比特 / 5 比特 QPU 可用于量子计算验证性工作,如基础量子计算研究、量子计算概念验证、低温系统验证等场景。科研人员借助这些芯片,能够更便捷地开展量子计算的基础理论研究和实验验证,推动量子计算学科的发展。

 
复杂科研与商业领域:拓展应用边界

 

10 比特 / 20 比特 QPU 具有更强大的计算能力,可应用于更广泛、更复杂的科研领域及特定的商业和研究应用领域,如量子化学、材料学量子模拟、金融科技等领域。

 

在量子化学和材料学量子模拟方面,利用少微系列超导量子芯片强大的运算和模拟能力,科研人员能够更精准地模拟分子间的相互作用和材料的微观结构,为新型材料的研发和药物的设计提供有力支持。在金融科技领域,借助其快速处理复杂数据和进行精准预测的能力,可更好地分析金融市场的波动、评估投资风险等,为金融决策提供科学依据。

 

便捷易用,降低应用门槛

芯片实验室

传统芯片在应用过程中,往往需要复杂的配套设备和专业的技术支持才能发挥最佳性能。而量旋科技的少微系列超导量子芯片稳定可靠,高度集成,易于使用。其使用自研封装模块完整封装,无需额外操作,可直接在各类型实验环境中安装应用,具有高度灵活性和良好热接触性能。同时,量旋科技还提供超导量子芯片的各种专业服务,如产品定制服务、代工、代设计服务、系统方案定制指导、专业安装和培训、快速响应的技术支持等服务,这大大降低了用户使用量子芯片的门槛,让更多的科研机构和企业能够便捷地应用量子芯片,享受其带来的高效能。

 

量旋科技的少微系列超导量子芯片以其超强的运算能力、稳定可靠的性能、广泛的应用场景以及便捷易用的特点,充分展现了量子芯片的强大功效。随着量子芯片技术的不断发展,少微系列超导量子芯片必将在更多领域发挥重要作用,为科技进步和产业变革注入源源不断的动力。