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第524章 玄微


这台机器的架构和FEL-3000有着本质的不同。

传统光刻机的核心是光源、物镜和工件台三套子系统的串联协同,而量子芯片的制造对超导薄膜的界面缺陷密度有极其苛刻的要求,任何微小的杂质或界面不平整都会在量子比特的相干时间内造成致命的退相干。

所以,这台量子光刻机在FEL-3000的基础上针对量子芯片的特殊工艺做了深度优化,肖宿把整个光刻流程从曝光到显影到刻蚀全部改成了闭环的自适应控制,每一个工艺步骤都引入了实时的波前检测和反馈补偿机制,用商空间降维框架把光刻过程中所有可能影响量子芯片质量的自由度全部都映射到了同一个优化空间里进行协同控制。

高长平看着眼前这台机器上那些他从未见过的光路布局和传感阵列,心里满是震撼,眼睛一眨不眨,生怕错过什么。

不过,机器的组装完成只是第一步。

光刻机最重要的不是硬件本身,而是整个光路系统的精密校准和各个子系统之间的通信与同步,整个量子光刻机全部出自肖宿的手,系统的调节也只能他来了。

肖宿在控制台前坐了下来,开始逐项调试光源的波前整形参数、物镜的像差补偿曲线、工件台的位移同步精度。

他的手指在键盘上快速敲击着,屏幕上各项数据一行一行地跳出来,每一项都被他精准地调到了架构图中所要求的参数范围。

付培和几个核心工程师凑过来围在肖宿身后,全神贯注地盯着屏幕上的操作,恨不得把每一个步骤都刻进脑子里。

肖宿这次来是为了确保量子芯片可以顺利被造出来,以后恐怕没时间关注这些,以后这整条产线还是要靠他们来维护和迭代,现在不学,以后可就真抓瞎了。

要确保在这么精密的一个机器上,每个系统和指令都精确无误可不简单,肖宿也是花了将近两个小时才把整个系统调试完毕。

“可以了,接下来按照这套参数开始第一批量子芯片的试制。”

肖宿起身的动作惊到了站在身后看得入迷的付培几人,众人如梦初醒般给肖宿让出路来。

旁边一直等着的高长平听到这句话,长长地呼出了一口气。

总算是可以结束了。

他看了一眼监控屏幕上那台量子光刻机正在自动运行的初始化程序,对肖宿说:

“肖教授,量子芯片的试制大概需要好几天,您先回去休息?有结果了第一时间通知您。”

肖宿点了点头,脱下超净服递给旁边的工作人员,走出了量子芯片制造专区。

……

量子光刻机正式下线并投入量子芯片试制的消息传到量子信息科学中心的时候,整个课题组的气氛肉眼可见地变了。

如果说之前大家心里还悬着一块石头,那么现在这块石头终于落地了,毕竟量子芯片是整个量子计算机的物理基础,芯片做不出来,后面所有的纠错编码、通信架构、操作系统全都是空中楼阁。

不过,石头落地之后,压在每个人肩上的压力反而更重了。

芯片的问题解决了,剩下的问题就该他们来解决了。

量子计算机面临的核心瓶颈,昆仑工程的技术白皮书里列得清清楚楚。排在第一位的,是量子退相干与短相干时间这个物理底层瓶颈。

量子比特极其脆弱,温度、振动、宇宙射线、电磁干扰,任何来自环境的微小扰动都能让量子态在极短时间内坍缩,现有的超导量子比特相干时间普遍徘徊在三百微秒上下,根本无法支撑复杂运算与长时间迭代,这是容错量子计算从头到尾都无法回避的头号难题。

这次神盾计算机虽然已经远远超出了这个效率,但是对于量子退相干的问题还是没有彻底解决,要想做出真正的量子计算机,这个高峰是必须要征服的。

第二个就是量子纠错码的高冗余低效率了。

这是属于数学算法层面的瓶颈,传统的表面码纠错方案需要用上千个物理比特来保护一个逻辑比特,冗余率超过百分之九十九,算力损耗极其惊人,而且整个领域一直缺少一套能严格证明纠错算法严谨性和稳定性的统一数学框架。

而第三就是量子集群的全对全通信瓶颈了。

大规模量子芯片上多比特互联时全局通信会严重拥堵,算力被割裂成无数个无法协同的小块,超算模拟量子系统时又会遇到维度爆炸和划分失效的问题,规模化并行运算始终没能真正的跑通。

而第四,也就是目前普遍存在的量子芯片特种材料缺陷,量子比特的基底材料、超导薄膜、绝缘层中存在的微观晶格缺陷和应力不均匀分布会把比特的保真度上限死死锁住,而按传统的人工试错方式研发新材料,周期动辄长达数十年。

排在最后的是量子算法底层没有统一逻辑,现有的量子算法零散而碎片化,数论、拓扑、群论各自为战,无法兼容密码破解、材料模拟、高能仿真、轨道计算等多场景通用运算。

这五大瓶颈里,最核心的就是量子芯片。

芯片是所有计算任务的物理载体,芯片问题解决了,纠错编码才有硬件依托,通信架构才有物理底层的互联接口,操作系统才有真正能跑的算力平台。

所以当高长平那边传出玄微量子光刻机已经成功组装并投入第一批量子芯片试制的消息时,整个课题组的目光都齐刷刷地转向了阳源负责的量子纠错编码子系统。

别人的活儿干完了,接下来就看他们的了。

阳源的临时办公室里,高清环把刚打印出来的玄微光刻机技术参数表放在桌上,语气里带着一丝复杂的感慨:

“阳院士,听说肖教授给那台量子光刻机取名叫玄微,整台机器从光刻胶到掩模版到镀膜材料,几乎全是逆材料实验室重新设计的新配方。这两天逆材料那边全线都在加班加点赶产,就为了给咱们这边供料。

听说光刻研究院那边已经开始试制量子芯片,应该用不了几天就能做出来了。

我们这才开始,他们这都快做完了,这也太快了……”


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