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核心部件实现完全国产化 我国第三代超导量子计算机又进一步

2024-05-27 10:25:42作者:路沙来源:中国信息化周报

摘要最近,中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”的好消息不断。...

  最近,中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”的好消息不断。

  一是成功装备国内首个PQC“抗量子攻击护盾”——PQC(后量子密码)混合加密方法,增强了抵抗量子计算机潜在攻击的能力。二是受邀接入长三角枢纽芜湖集群算力公共服务平台,这是继接入量超融合先进计算平台和国家超算互联网平台后,联机的第三个超算中心,实现了通算、智算、超算、量算的“四算合一”。三是宣布核心部件“高密度微波互连模组”实现完全国产化,成功解决了模组中的“一根线”难题。

  可以看出,自2024年1月6日上线以来,“本源悟空”已经取得了多项成果。此次实现核心部件的完全国产化,意味着我国第三代自主超导量子计算机在突破国外“卡脖子”方面获得了显著成效。

何为“高密度微波互连模组”

  量子芯片作为量子计算机的核心部件,扮演着类似于传统计算机中“大脑”的角色。而与此同时,高密度微波互连模组则像是“神经网络”,在量子芯片与外部设备之间建立起高速、稳定的连接,准确、快速地传输着控制信号。

  据了解,高密度微波互连模组最高可为100+位量子芯片提供微波信号传输通道,可在稀释制冷机的极低热泄漏环境下实现微波信号的跨温区稳定传输。其系统组件包括密封微波集成模块、热沉微波集成模块和传输线集成模块。密封微波集成模块可保证量子芯片运行的真空环境;热沉微波集成模块集成了不同规格衰减器,可为跨温区传输线集成模块提供良好的热传导;传输线集成模块为12通道一组的集成线缆,为信号传输通道。

  其中,在高密度微波互连模组中有一根至关重要的“线”——极低温特种高频同轴线缆。这根“线”是量子计算机信号传输的关键组件,曾一度被日本垄断,导致采购价格高昂。

  为解决“一根线”的“卡脖子”难题,本源量子计算科技(合肥)股份有限公司联合中国电子科技集团第40研究所,以远低于进口设备的价格,顺利完成适用于极低温环境的高密度微波互连模组技术攻关,并实现了该模组的国产化。

“一根线”问题为何长时间无法解决

  特种高频同轴线缆是一种用于传输高频信号的电缆,它通常由内导体、绝缘介质、外导体(屏蔽层)和保护层组成。这种线缆设计用于在高频应用中提供低损耗的信号传输,广泛应用于通信、雷达、电子对抗、量子计算机等高科技领域。

  之所以长时间无法实现国产化,主要是因为受材料选择和制备、制造工艺、技术积累、性能测试、国际竞争与垄断、成本控制以及市场需求等多重因素的影响。

  例如,极低温环境下使用的特种高频同轴线缆需要特殊的材料,这些材料不仅要在低温下保持性能,还要能够承受高频信号的传输要求;同轴线缆的制造涉及到精密的工艺流程,包括导体的加工、绝缘介质的填充、屏蔽层的包裹以及最终的保护层处理。在极低温条件下,这些工艺的控制和优化可能更为复杂;为了确保线缆在极低温和高频条件下的性能,需要进行严格的测试。这些测试可能需要特殊的设备和环境,增加了研发和生产的难度。

  特种高频同轴线缆在量子计算机的高密度微波互连模组中发挥着重要作用。这些线缆的国产化研发成功,对于提升量子计算机的性能和可靠性具有重要意义。正如安徽省量子计算工程研究中心副主任孔伟成所说,此次联合攻关成功打破了国外的禁运垄断,也为我们下一代量子计算机的研发提供了宝贵的技术支撑。


(本文不涉密)
责任编辑:路沙

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