中国量子芯片:从技术突破到全球输出,少微系列引领行业新高度
2025.09.09 · 技术博客 中国量子芯片
在全球科技竞争日趋激烈的当下,量子计算作为颠覆性技术领域,正成为各国角逐的核心赛道。而量子芯片作为量子计算机的 “心脏”,其技术水平直接决定了量子计算的能力边界。在中国量子科技发展进程中,量旋科技自主研发的少微系列超导量子芯片,凭借卓越的性能、完整的产业链布局以及全球化的应用突破,成为中国量子芯片技术实力的重要代表,推动中国在量子计算领域从跟跑到并跑,逐步迈向领跑行列。
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一、少微系列芯片:技术设计与性能的双重突破
少微系列超导量子芯片的核心竞争力,源于其在技术设计与性能参数上的持续创新,从结构设计到核心指标,均达到行业领先水平。
1.1 创新拓扑结构,适应极端低温环境
少微系列芯片采用 1 维链或 2 维链拓扑结构,这一设计不仅优化了量子比特的连接方式,更让芯片能在 20mK(接近绝对零度)的极低温环境下稳定工作。极端低温是超导量子计算的必要条件,但对芯片的材料稳定性、结构耐受性提出极高要求,少微芯片通过拓扑结构优化与材料工艺升级,完美适配这一环境,同时具备高 Qi 值、长比特寿命、高稳定性三大核心优势 —— 长比特寿命能让量子比特更长时间保持量子态,为复杂计算操作提供充足 “窗口期”,直接提升量子计算的可靠性。
1.2 核心性能指标领先,打破行业平均水平
通过标准化的设计仿真、制造与封装测试流程,量旋科技实现了少微系列芯片的稳定量产,且关键性能指标远超行业平均:
- 退相干时间 T1 最高达 102 微秒:退相干时间是量子芯片的 “生命线”,更长的 T1 意味着量子信息受外界干扰更少,计算过程更稳定;
- 高保真度控制:借助每个量子比特独立的专用控制线路,配合自研量子测控系统与低温解决方案,少微芯片的单比特门保真度达 99.9% 以上,双比特门保真度超 99% 。高保真度能有效减少计算误差,为高精度量子计算任务提供坚实支撑。
二、多型号产品矩阵:覆盖从基础研究到商业应用全场景
为满足不同用户的需求差异,少微系列芯片构建了覆盖 2-20 比特的多样化产品矩阵,从基础验证到复杂计算,实现全场景适配。
2.1 低比特型号:赋能量子计算入门级研究
少微系列的 2 比特(C2)、5 比特(C5)QPU(量子处理单元),主要面向量子计算验证性工作,可应用于:
- 高校与科研机构的基础量子计算研究;
- 量子计算概念验证实验;
- 低温系统性能验证等场景。
这类型号以高性价比为优势,为入门级量子计算研究提供了可靠的硬件支持,降低了量子科技研究的门槛。
2.2 高比特型号:支撑复杂科研与商业任务
10 比特(C10)、20 比特(C20)型号则具备更强的计算能力,能够处理传统计算机难以应对的复杂任务,核心应用领域包括:
- 量子化学:模拟分子结构与化学反应,助力新型材料研发;
- 材料学量子模拟:预测材料性能,加速高性能材料设计;
- 金融科技:优化风险定价、 portfolio 管理等复杂计算场景。
高比特型号的推出,让中国量子芯片从 “基础研究” 迈向 “实用化”,为产业级量子计算应用奠定基础。
三、自主可控产业链:从设计到测试的全流程品质把控
产业化能力是技术落地的关键,量旋科技通过构建自主可控的产业链,实现了少微芯片从设计到交付的全流程品质把控,打破了依赖外部供应链的局限。
3.1 自建专用生产线,规避交叉污染风险
量旋科技自主投资建设专用量子芯片生产线,覆盖设计、制造、封装测试全流程。全流程自主把控不仅避免了外部生产环节的交叉污染风险(量子芯片对洁净度要求极高),更能精准控制工艺流程中的每个细节,确保每一枚芯片的性能稳定性。
3.2 高标准出厂测试,附带完整性能报告
为保障产品品质,量旋科技建立了行业高标准的芯片出厂测试体系:每一枚少微芯片均附带完整的出厂测试报告,涵盖谐振腔频率、比特频率、退相干时间、保真度等关键性能指标。用户可通过报告直观了解芯片性能,这一举措既体现了企业对产品品质的自信,也为用户后续使用提供了清晰的参考依据。
四、全球输出与国内展示:中国量子芯片的 “双向破圈”
少微系列芯片不仅在技术与产业化上实现突破,更通过 “全球输出” 与 “国内展示”,让中国量子芯片技术获得国际认可、走进公众视野。
4.1 海外交付:中国首枚超导量子芯片走向世界
2023 年 11 月,量旋科技将一枚少微超导量子芯片交付给阿联酋技术创新研究院(TII)—— 这是中国首枚自主研发并实现海外交付的超导量子芯片,标志着中国量子芯片技术打破国外垄断,获得国际市场认可。该枚出口芯片延续了少微系列的高性能优势,退相干时间 T1 与保真度指标均达到行业领先,可支撑阿联酋科研机构开展复杂量子计算研究,为全球量子科技合作注入 “中国力量”。
4.2 国内展览:量子芯片走进博物馆,科普科技成果
2024 年 12 月 26 日至 2025 年 3 月 30 日,少微超导量子芯片在深圳博物馆 “玄珠妙算 —— 中国算学文化展” 中亮相,作为尾厅 “数字的深圳” 板块的重点展品,与东汉九九乘法口诀砖等文物形成跨越千年的对话。
展览以 “从东汉九九乘法口诀砖到量子计算机” 为脉络,展现中国算学文化的传承与创新。少微芯片的展出,让观众通过近距离观察(芯片尺寸:长 9.1cm、宽 9.1cm、厚 1.5cm,重量约 62 克),直观感受中国量子科技的最新成就,既激发了公众对量子科技的兴趣,也凸显了深圳作为科技创新城市在量子领域的领先地位。
五、未来展望:中国量子芯片迈向更高阶发展
从技术研发到产业化落地,从国内应用到全球输出,少微系列芯片的发展历程,是中国量子芯片产业崛起的缩影。未来,随着量旋科技在量子芯片定制服务、代工代设计、系统方案定制等领域的持续深耕,以及更多科研机构、企业参与量子科技研发,中国量子芯片将在三方面实现更大突破:
- 性能提升:进一步延长退相干时间、提高保真度,突破更多比特数限制;
- 成本控制:通过规模化生产与工艺优化,降低量子芯片的研发与制造成本;
- 应用拓展:推动量子芯片在医疗、能源、金融等更多产业领域的落地应用,真正实现 “量子计算赋能产业”。
中国量子芯片的发展,正从 “技术突破” 走向 “生态构建”,未来必将为全球量子计算发展贡献更多 “中国方案”,推动人类进入全新的量子计算时代。