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国产这几款光子芯片、量子芯片,谁会是下一代处理器? 

时间:2021-12-20 11:23:15 作者:综合报道 阅读:
​​​​​​​当前,计算处理器主要有CPU、GPU、NPU以及大型计算处理芯片,但是,无论这类芯片的速度有多快,性能有多强,它们都依然是摩尔定律时代的普通处理器。而作为下一代革命性的量子计算的研究越来越深入,新的量子芯片和光子芯片的研发已经开始斩头露角了。本文主要介绍几款国产光子芯片和量子芯片。
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当前,计算处理器主要有CPU、GPU、NPU以及大型计算处理芯片,但是,无论这类芯片的速度有多快,性能有多强,它们都依然是摩尔定律时代的普通处理器。而作为下一代革命性的量子计算的研究越来越深入,新的量子芯片和光子芯片的研发已经开始斩头露角了。本文主要介绍几款国产光子芯片和量子芯片。

光子芯片PACE

日前国内一家公司曦智科技发布了新一代光子计算处理器PACE,1GHz频率下某些运算的性能就是GPU的数百倍了。

据他们所说,其最新高性能光子计算处理器——PACE(Photonic Arithmetic Computing Engine,光子计算引擎)单个光子芯片中集成超过10000个光子器件,运行1GHz系统时钟,运行特定循环神经网络速度可达目前高端GPU的数百倍。PACE成功验证了光子计算的优越性,是曦智科技在集成电路产业的又一重大突破。基于光执行矩阵向量乘法时延极低的基本原理,曦智科技发布的最新光子计算处理器PACE通过重复矩阵乘法和巧妙利用受控噪声组成的紧密回环来实现低延迟,从而生成了伊辛问题(Ising)和最大割/最小割问题(Max-cut/Min-cut)的高质量解决方案。PACE包含64x64的光学矩阵,核心部分由一块集成硅光芯片和一块CMOS微电子芯片以3D封装形式堆叠而成。对于每个光学矩阵乘法,输入向量值首先从片上存储中提取,由数模转换器转换为模拟值,通过电子芯片和光子芯片之间的微凸点应用于相应的光调制器,形成输入光矢量。接着,输入光矢量通过光矩阵传播,产生输出光矢量,并达到一组光电探测器阵列,从而将光强转换为电流信号。最后,电信号通过微凸点返回到电子芯片,通过跨阻放大器和模数转换器返回数字域。测试显示,PACE的运算速度可达目前高端GPU的数百倍。量子芯片莫干1号”“天目1号”

12月17日上午,浙江大学发布“莫干1号”“天目1号”超导量子芯片,分别对应着浙江名山:莫干山、天目山。

据了解,此次发布的“莫干1号”和“天目1号”,是两款基于不同架构的超导量子芯片。

其中,“莫干1号”是一款专用量子芯片,采用了全连通架构,适用于实现针对特定问题的量子模拟和量子态的精确调控。

研究团队利用“莫干1号”芯片系统性地研究了量子多体物理中Stark多体局域化这一广受关注的话题。

利用超导量子芯片模拟量子多体系统是一个激动人心的领域,它有别于基于超级计算机的经典数值模拟,是一种全新的研究手段,将极大促进对复杂多体系统的研究。

而“天目1号”芯片面向通用量子计算,采用了较易扩展的近邻连通架构。

为执行相对复杂的量子门电路算法,“天目1号”上共集成36个具备更长比特寿命的超导量子比特,实现了高保真度的通用量子门。

相比于“莫干1号”,“天目1号”具备更高的编程灵活度,以执行更多种类的量子算法,可以应用于更多研究领域。

“莫干1号”和“天目1号”的研发团队由量子光学专家、浙江大学物理学系教授、科创中心量子计算创新工坊首席科学家朱诗尧院士领衔。朱院士说,我国当前在量子信息、量子通讯的某些方面上已经达到世界先进水平。

值得一提的是,目前该研发团队已经拥有从超导量子芯片设计、制备、封装到测控的全栈式研发能力,“莫干1号”与“天目1号”均为团队自主研发制备。

责编:EditorLL

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