之前帮团队整理量子芯片行业调研资料时,被反复问到中国量子芯片多少纳米,折腾很久才搞懂,它和传统硅基芯片的纳米工艺完全不是一套逻辑。
很多人会下意识拿手机芯片的3nm、5nm标准去套量子芯片,这是最容易踩的误区,根本对标不上。
中国量子芯片纳米工艺的主流实测情况
市面上主流的国产量子芯片,分不同技术路线,纳米工艺参数差异极大,没有统一的通用制程标准。之前对接过本源量子、问天量子的公开技术资料,也核对过中科院量子创新院的实验数据,终于理清了市面上量产和实验阶段的真实纳米参数。
量产级的量子安全芯片,也就是民用最常见的量子随机数芯片,基本不追求极致纳米制程。问天量子量产的WT-QRNG300量子随机数芯片,主打小型化和稳定性,工艺不依赖高精度光刻,核心是量子隧穿熵源设计,完全不用传统纳米制程标注,这也是多数民用量子安全芯片的共性。
通信和光量子类芯片,国产已经落地了成熟纳米工艺。2026年量产的薄膜铌酸锂量子调制芯片,实现了110nm高精度波导刻蚀,用DUV深紫外光刻工艺完成批量制备,是目前商用光量子芯片的主流制程。
实验级硅基量子处理器,工艺精度远超常规芯片。中科院团队的硅基11量子比特处理器,采用STM扫描隧道显微镜光刻技术,达到了原子级加工精度,制程突破常规纳米范畴,能够精准在硅晶体中植入磷原子构建量子比特,没有固定商用纳米节点。
网传国产150纳米量子芯片的真实真相
网上流传最广的150纳米超导量子芯片,其实是混淆了工艺和等效算力的概念。
当时翻遍了公开研发通报,发现这条传言的误区特别明显。国产超导量子芯片采用的150纳米是基础制备工艺,并非算力制程,行业内说的2纳米等效算力,是量子比特纠缠效率的对标效果,不是传统芯片的物理制程,两个参数完全不能混为一谈。
这也是大部分外行看不懂的点,量子芯片的纳米数,从来不代表性能强弱,只代表制备加工的物理精度。
传统芯片纳米标准不适用于量子芯片
核心区别很简单。
传统硅基芯片的纳米,是晶体管栅极的物理尺寸,尺寸越小、性能越强、功耗越低,有绝对的优劣之分。但量子芯片的核心是量子比特的稳定性、保真度和纠缠能力,纳米制程只是制备手段,110nm的光量子芯片,实用性反而比很多原子级精度实验芯片更高。
之前做对比表格的时候,特意整理了国产主流量子芯片的制程和用途,一目了然。
| 芯片类型 | 纳米工艺 | 应用场景 | 状态 |
|---|---|---|---|
| 薄膜铌酸锂光量子芯片 | 110nm | 量子通信、光信号调制 | 量产 |
| 超导量子芯片 | 150nm | 通用量子计算实验 | 研发落地 |
| 硅基原子量子处理器 | 原子级(无常规纳米) | 前沿量子计算研究 | 实验阶段 |
| 量子随机数安全芯片 | 无标准纳米制程 | 数据加密、安全防护 | 大规模量产 |
别再用旧认知判断新事物。
很多科普内容故意模糊概念,把等效算力当成物理制程,误导了超多普通人。国内量子芯片的纳米工艺,都是按需定制,不是越精细越好。
整理资料熬到凌晨,最后关掉文档时,脑子里只剩一个念头:不用固化的芯片标准,去套全新的量子技术。