量子芯片生产线设备厂家:选择指南与量旋全栈量子解决方案解析

2025.11.26 · 技术博客 国产量子芯片

 

量子芯片生产线设备厂家的行业背景与技术门槛

量子科技正从实验室走向产业化,而“量子芯片”是这一转变的核心。在超导量子计算方向中,量子芯片由约瑟夫森结和超导电路构成,需要在极低温、极低噪声的环境中运行,任何微小的工艺误差都可能导致量子比特寿命缩短或门保真度下降。

芯片生产线
量子芯片产业为何成为战略新兴方向

各国都在将量子计算纳入国家战略,它在各领域产生的影响是非常巨大的,例如在医药行业中药物研发中的分子模拟、金融行业中对金融科技中组合进行优化、在AI行业对AI 模型的加速、材料科学的高维运算等。

因此,量子芯片设备供应链正在快速扩张,而具备全栈能力的厂家并不多。

量子芯片生产线的核心环节

一条从研发到生产的完整量子芯片线通常包括:

  1. 设计阶段: 量子芯片结构参数化生成、自动布线、谐振器设计等

  2. 制造阶段: 光刻、薄膜沉积、刻蚀等超高精度微纳工艺

  3. 低温部署: 稀释制冷机提供 20mK 的运行环境

  4. 测控阶段: 射频信号链、AWG、放大器、同步系统

  5. 测试阶段: 量子比特寿命、门保真度、耦合强度等

  6. 应用验证: 在真实量子平台上运行算法与量子程序

要真正做好量子芯片生产线设备,厂家的能力必须贯穿上述所有环节。

 

量子芯片生产线由哪些关键设备构成?

芯片加工

量子芯片并不是普通的半导体芯片,它需要专用设备进行制造和运行。下面逐项介绍核心构成。

低温稀释制冷机

超导量子芯片需要在约 20mK 的环境下工作,这比深空还冷。 稀释制冷机为整个量子芯片提供稳定、低振动、低噪声的条件,是量子计算机的基础设施。

关键点包括:

  • 温度稳定性

  • 噪声屏蔽能力

  • 兼容多少根射频线缆

  • 能否支撑多比特扩展

量旋的超导量子计算机与量子芯片测试服务便包括完整的低温部署能力,帮助许多缺乏实验条件的客户快速构建可用环境。

微纳加工设备:光刻、刻蚀、薄膜沉积

量子芯片的微纳结构要求极高。生产线可能包括:

  • EBL 或 DUV 光刻机

  • 反应离子刻蚀(RIE)

  • 金属薄膜沉积系统(如蒸镀、溅射)

  • 表面处理设备

  • 超纯洁净室设施

由于量子芯片对边界粗糙度、金属纯度高度敏感,生产线供应商必须具备微纳工艺深度积累。

射频测控链路与量子读出设备

这是芯片“能否动起来”的关键在于几个方面:高频信号产生器、任意波形发生器、混频器与同步阵列、低噪声放大器和FPGA 数据回收系统。

量旋自研的量子测控系统采用模块化设计,可支持数百量子比特,提供高垂直分辨率与完整的比特测控示例,便于科研单位快速部署实验。

量子芯片测试平台

量子芯片不测试就无法评估性能。

一套完整的测试平台应可进行:

  • T1、T2 测量

  • Rabi 振荡

  • 量子门保真度测试

  • 多比特耦合验证

量旋提供的测试服务为科研机构节省大量设备投入,有助于快速完成芯片设计迭代。

 

量旋如何构建量子芯片全栈生产能力

 

作为中国最早向海外出口超导量子芯片的企业之一,量旋的定位并不是单一设备厂家,而是量子芯片生产线生态的全栈提供者。

这一能力源自你上传文档中提到的三大核心体系: 超导量子计算产品、核磁量子计算产品、量子云平台与软件。

量旋“少微”系列超导量子芯片优势

“少微”系列芯片在 20mK 低温环境下工作,具有以下特性:

  • 高 Q 值

  • 长量子比特寿命

  • 非常高的稳定性

  • 良好的多比特耦合控制

  • 工艺一致性佳

这些优势来自工程化团队多年积累的微纳工艺与量子器件设计经验。

模块化量子测控系统:支持数百比特

量旋的测控系统采用模块化架构,支持高精度射频收发、多路同步阵列、FPGA 加速采集与实时处理、丰富的测控库,适用于教育、科研、算法验证。

这不仅是量子计算机的核心部件,也是量子芯片生产线安装与调试不可缺少的设备。

一站式量子芯片设计—代工—测试服务

量旋提供行业全面的一站式服务:

  • 芯片设计支持:使用量旋的 EDA 工业软件“天乙”,可实现参数化器件生成和自动布线。

  • 代工制造:面向缺乏制程能力的高校和科研机构。

  • 专业测试验证:在超导平台上进行 T1、T2、保真度等实验。

  • 低温环境部署:包含稀释制冷机、线缆、屏蔽系统等。

许多客户选择量旋,是因为它不仅卖设备,更提供完整解决方案。

支持多行业的量子应用落地

量旋的产品可广泛用于各种行业:

  • 教育行业: 核磁量子计算机用于本科、研究生教学

  • 科研机构: 超导平台支持真实量子算法实验

  • 金融科技: 利用量子优化模型进行风险分析

  • 生物医药: 加速药物模拟

  • AI 行业: 量子加速大模型研究

这种跨行业能力,也直接反映在其设备体系的成熟度上。

 

选择量子芯片生产线设备厂家的核心参考标准

芯片实验室

如果你正在选择量子芯片相关设备或构建实验平台,可以重点关注以下指标。

技术与工程团队背景

量子产业对人才要求极高。

量旋团队由来自 MIT、哈佛、清华、中科大等科研院校的量子专家组成,工程化能力强,是国内少见的全栈团队。

产品体系是否覆盖全链条

优秀厂家应具备:

环节

是否覆盖

微纳芯片设计

✔️(天乙 EDA)

超导芯片制造

✔️(少微系列芯片)

测控系统

✔️(模块化测控系统)

低温部署

✔️

测试验证

✔️

应用软件

✔️(SpinQit 编程框架)

 

量旋是少有的“从设计到量子算法”的全链条能力厂家。

是否具备云平台能力

例如量旋提供:

  • 8/5/3/2 比特真实量子机

  • 24 比特高性能模拟器

  • 一站式量子编程环境

这意味着客户可以随时验证算法与芯片性能。

部署与维护的专业性

量旋还提供:

  • 私有化量子云环境

  • 定制化部署

  • 维保与升级服务

对于高校和实验室来说,这比采购设备更关键。

 

为什么越来越多机构选择量旋?

 

量旋在业内的崛起完全来自产品力与工程落地能力。

国际化科研背景 + 本土工程化经验

这使其同时具备:

  • 量子理论研究深度

  • 工程实现能力

  • 完整产业链视角

自研产品矩阵完善、协同度高

量旋的自研产品矩阵完善、协同度高,其中代表产品包括:超导量子计算机和核磁量子计算机两大类型计算机,还有量子测控系统与超导量子计算机进行搭配。此外量子芯片是一切量子计算机的基础也是最为关键的部分,量旋自研”少微“系列量子芯片并提供代工等一系列服务。

除了硬件,软件的配备也是必不可少的。量旋有着自研的软件、云平台、计算框架和搭建服务。量旋云是一款链接多种真实量子计算体系的云服务平台;天乙是一款高自动化超导量子芯片EDA设计软件;SpinQit量子计算编程框架支持基于python的量子编程,为用户提供丰富量子算法接口,并支持跨平台运行。

这不是单一厂家能做到的规模,而是生态级能力。

场景化解决方案丰富

无论是教育、科研还是企业创新,量旋可根据不同场景提供不同的解决方案,例如:桌面级设备、实验室级平台、超导量子机和产业级扩展设备等。

这正是越来越多机构选择它的重要原因。

 

量子芯片生产线的未来趋势与量旋的发展方向

 

自动化设计将成为主流

未来 EDA 工具将具备更多自动优化能力,天乙是一款高自动化超导量子芯片EDA设计软件。该产品通过参数化生成量子器件,以及出色的自动布线算法,可实现快速高效的芯片设计与迭代。不仅有助于业内人士提升芯片设计的效率,减小工作量;也有利于超导量子计算的兴趣爱好者快速上手,参与芯片设计。。

设备将更加模块化与可扩展

从几十比特到上百比特,测控系统与芯片测试平台将持续扩展,量旋的模块化测控系统正体现这一趋势。

桌面级—实验室级—产业级三梯度清晰化

量旋已经在这三个梯度都具备产品:

  • 桌面级:Mini/Mini Pro、三角座

  • 实验室级:双子座 Lab

  • 产业级:超导量子计算机、大熊座、少微芯片

未来的量子设备格局将更像今天的显卡、服务器与工业集群分级体系。

 

结语:寻找量子芯片生产线设备厂家?量旋是值得关注的重要力量

 

量子芯片产业需要强大的研发能力、工程化落地能力、全链条产品矩阵以及跨行业应用理解。量旋同时具备这些优势,既是量子芯片生产线的建设者,也是量子技术普惠化的重要推动者。