诺贝尔奖得主联手科技巨头打造量子超算，传统芯片制造将被彻底颠覆？

量子计算领域正处在从实验室朝着产业化方向发展的关键转折阶段，实现这一进程的核心推动者乃是在2025年荣获诺贝尔物理学奖的约翰·M·马蒂尼斯。其联合科技企业构建的量子扩展联盟，标示例着量子计算正式踏入标准化制造的全新阶段。身为长期对科技前沿予以关注的观察者而言，我们期望这一合作能够破除量子芯片手工制造带来的限制，为切实可用的量子计算机铺垫好前行的道路。

量子扩展联盟成立

在11月11日，有一个量子扩展联盟被组建起来，它是由诺贝尔奖得主马蒂尼斯与慧与科技领衔的，参与组建的还有另外七家机构。这个联盟把芯片制造设备商应用材料公司汇聚在了一起，还有电子设计自动化企业新思科技，以及量子软件公司1QBit等产业链关键企业也在其中。威斯康星大学作为学术机构也参与到这个联盟中，最终形成了产学研协同创新体系。

联盟成员会各自施展专业优势，应用材料公司专心于量子芯片制造设备研发，新思科技给出量子电路设计工具，量子软件企业1QBit负责算法开发，Quantum Machines和Riverlane公司分别献出量子控制系统，以及纠错技术，这种分工协作模式意在建功量子系统集成难题。

制造模式转型需求

在联盟成立仪式上，马蒂尼斯指出，量子芯片制造仍旧停留在传统小批量生产阶段，拿当前大多数量子处理器需要在怎样怎样的超低温环境中运行并且依赖手工调试来举例进而说明，这种生产方式致使量子比特数量难以突破百位量级，严重对实用化进程造成制约 。

慧与科技量子团队的负责人莫赫塞尼补充表示，量子系统的扩展可不是单纯的数量进行叠加，在每个规模阶段这儿都会出现新的技术瓶颈状况，像量子比特相干时间缩短啦，门操作保真度下降这类问题，他觉得只有建立起标准化制造流程，最终才能够切实实现量子计算机的规模化量产。

马蒂尼斯技术背景

在2014年到2020年的这段时间当中，马蒂尼斯担当了谷歌量子 AI团队里面的硬件负责人一职，并主导着将悬铃木量子处理器给研发而完毕。这个处理器于2019年达成了量子优越性实验，运用200秒就完成了传统超级计算机需要1万年才能够完成的计算任务。这样的一项突破被业界看作是量子计算发展的具有里程碑意义的事件。

在2022年的时候，马蒂尼斯做完从谷歌离开这个行动之后，着手创办了量子计算初创公司Qolab，这家公司把钻研要点锁定为开发具备可扩展特性、低成本状况的量子计算机架构，到目前为止已经完成了三轮技术验证，马蒂尼斯对外透露说，他所在的团队正在对新型量子比特封装技术开展测试工作，有希望达成将制造成本降低40%这样的结果 。

系统工程瓶颈

马蒂尼斯于诺贝尔奖获奖演讲里着重指出，量子计算机之建造难度远远超出科学界预先的估计。他给出例子表明，要维持量子比特的稳定性，就得去解决材料纯度这一方面的问题，以及电磁屏蔽方面的问题，还有热管理方面等诸多的工程问题。单独一个量子比特的操控线路，就关联到微波脉冲生成这一复杂电子系统，以及信号放大等复杂电子系统 。

莫赫塞尼作了进一步的解释，当从数百量子比特向数千量子比特进行扩展之际，控制系统的复杂度会呈现出指数级的增长态势。 布线的密度、串扰的抑制以及功耗的管理等这一系列方面，都将会成为全新的制约因素。 他觉得一定要借鉴半导体产业的成熟经验，去建立自动化测试与封装生产线 。

超级计算集成路径

慧与科技所给出的是量子 - 经典混合计算架构呀，是以量子处理器当作超级计算机的加速单元呢。该方案作出了在 2026 年之前去完成原型系统部署这样的计划哟，量子处理器借助高速光链路同 Frontier 超级计算机相连接呀。如此这般的设计能够把量子计算对于特定问题而言的优势充分地展现出来呢。

莫赫塞尼透露，联盟正在开展统一编程接口以及运行时环境的开发工作，从而让研究人员能够如同调用GPU那般去运用量子计算资源。首批那些测试系统将会被部署在美国能源部所属的阿贡国家实验室，主要是用以材料模拟以及药物研发领域应用验证这个用途。

产业化推进计划

朝着量子扩展联盟所设定的，明确之阶段性目标前行：于2026年达成千级量子比特系统集成，于2028年建成万级量子比特试验线。应用材料公司正开展对离子注入设备的改造之事，以使该设备适用于量子芯片制造。新思科技推出了首款商用量子电路设计工具套件 。

将要在威斯康星大学里麦迪逊分校构建联合实验室的联盟成员，专心致力于量子芯片制造工艺的研制探索，这个实验室会配备整整一套的细微纳米加工设备，用来支撑从基片准备到封装测试的全部流程的开发，预计在2025年年末交付给合作伙伴用以测试的首批工程样机。

当量子计算处在从实验室迈向实用化的进程里面，您觉得其中最大的技术阻碍会在哪个环节出现呢，这儿说可以提供个选择，是量子比特的稳定性方面，还是错误校正机制这块，又或者是系统集成的难度那里呢，欢迎来到评论区，积极地分享您个人的见解，要是您认为这篇文章具备一定价值的话，请不要吝啬您的点赞以及还有转发的行为。