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我國量子計算機、芯片重磅突破背后的科研天團
2023-10-11 16:11:00來源:中國證券網(wǎng)
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上證報中國證券網(wǎng)訊(記者 劉怡鶴)10月11日,我國量子計算和芯片領(lǐng)域的兩項突破接連刷屏。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的團隊成功構(gòu)建了255個光子的量子計算原型機“九章三號”,刷新光量子信息技術(shù)世界紀錄。

清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授吳華強、副教授高濱團隊基于存算一體計算范式,研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學(xué)習(xí)(機器學(xué)習(xí)能在硬件端直接完成)的憶阻器存算一體芯片,有望促進人工智能、自動駕駛可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域發(fā)展。

據(jù)高校官網(wǎng)等公開信息,記者整理盤點了上述重大突破背后的科研天團。

“九章三號”背后的中國“量子之父”和80后“量子鬼才”

據(jù)新華社報道,10月11日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計算機工程技術(shù)研究中心合作,宣布成功構(gòu)建255個光子的量子計算原型機“九章三號”。這項成果再度刷新光量子信息技術(shù)世界紀錄,求解高斯玻色取樣數(shù)學(xué)問題比目前全球最快的超級計算機快一億億倍,在研制量子計算機之路上邁出重要一步。

潘建偉:被譽為中國“量子之父” 中國科學(xué)院院士 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長

潘建偉1970年生于浙江東陽,1987-1995年在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)習(xí),先后獲理論物理專業(yè)學(xué)士和碩士學(xué)位。1996年赴奧地利學(xué)習(xí),1999年獲維也納大學(xué)實驗物理博士學(xué)位,1999-2001年在維也納大學(xué)實驗物理所從事博士后研究。

潘建偉被譽為中國“量子之父”。29歲,他參與的有關(guān)量子隱形傳輸?shù)难芯砍晒?,被《自然》評為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”,和愛因斯坦的相對論并列。2001年,潘建偉入選中科院“引進國外杰出人才”,31歲任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授;2003年至2008年任德國海德堡大學(xué)物理所瑪麗?居里講席教授;2005年起任合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室量子物理與量子信息研究部主任。

2011年11月,潘建偉當選為中國科學(xué)院院士,成為中國當時最年輕的院士。潘建偉2012年6月任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長助理;2012年9月當選為發(fā)展中國家科學(xué)院院士;2013年12月任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)副校長;2015年5月起任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長;2017年5月起任中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院院長。

潘建偉長期從事量子光學(xué)、量子信息和量子力學(xué)基礎(chǔ)問題檢驗等方面的研究工作,是該領(lǐng)域有國際影響的學(xué)者,特別是在量子通信、多光子糾纏操縱和冷原子量子存儲等研究方向上做出了系統(tǒng)性創(chuàng)新貢獻。在Nature、Science、Nature子刊、PNAS和Physical Review Letters等重要國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文180余篇,并受國際權(quán)威綜述期刊Reviews of Modern Physics邀請先后撰寫關(guān)于多光子糾纏實驗和現(xiàn)實條件下量子通信安全性的綜述論文。

陸朝陽:80后“量子鬼才”

陸朝陽,1982年12月出生浙江東陽,劍橋大學(xué)物理學(xué)博士,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授,九三學(xué)社中央委員、社中央青年工作委員會副主任,全國青聯(lián)常委,安徽省政協(xié)常委,上海市青聯(lián)副主席。

陸朝陽從劍橋大學(xué)獲得博士學(xué)位后馬上回國,致力于發(fā)展和國家信息安全密切相關(guān)的量子信息技術(shù),取得了一系列突破性成果。作為學(xué)術(shù)帶頭人,他不斷開拓量子計算前沿和刷新光量子信息技術(shù)的高度。例如,他和同事們實現(xiàn)了單光子多自由度和高維度的量子隱形傳態(tài),為復(fù)雜量子系統(tǒng)的完整態(tài)傳輸和高效量子網(wǎng)絡(luò)奠定了科學(xué)基礎(chǔ),作為中國本土成果首次入選英國物理學(xué)會的“國際物理學(xué)年度十大突破”之榜首。

2011年,陸朝陽入選劍橋大學(xué)丘吉爾學(xué)院Fellow;2012年獲得首批國家自然科學(xué)優(yōu)秀青年基金;2014年獲得香港求是杰出青年學(xué)者獎;2015年獲得國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)一等獎;2016年被《自然》評為“中國科學(xué)之星”,被譽為“推進中國掌握量子信息技術(shù)的一顆新星”,被諾獎得主Zeilinger稱為“量子鬼才”,同年入選美國光學(xué)學(xué)會會士;2017年獲得中國青年五四獎?wù)隆W洲物理學(xué)會菲涅爾獎(Fresnel Prize)、TR35中國科技創(chuàng)新青年;2018年獲得中科院青年科學(xué)家獎,入選萬人計劃領(lǐng)軍人才。

2021年陸朝陽帶領(lǐng)他的“九章”研究生團隊(15人,平均年齡27歲),以不到谷歌5%的人員規(guī)模和1%的經(jīng)費,挑戰(zhàn)了谷歌的量子霸權(quán)、被專家評價“把光子推到了量子計算的世界舞臺中央”,因而再獲“中國青年五四獎?wù)录w”。團隊最新成果實現(xiàn)了255個光子的操縱,是在2015年國家自然科學(xué)一等獎(8光子)之后的一個實質(zhì)性飛躍。

清華天團11年“長征”突破AI算力瓶頸

記者從清華大學(xué)獲悉,近日,近期,清華大學(xué)集成電路學(xué)院吳華強教授、高濱副教授基于存算一體計算范式,研制出全球首顆全系統(tǒng)集成的、支持高效片上學(xué)習(xí)(機器學(xué)習(xí)能在硬件端直接完成)的憶阻器存算一體芯片,在支持片上學(xué)習(xí)的憶阻器存算一體芯片領(lǐng)域取得重大突破。研究成果發(fā)表在《科學(xué)》(Science)上。

據(jù)清華大學(xué)官方介紹,上述一顆芯片上集成了記憶和計算的能力,保護用戶隱私的同時還具備了類似人腦的自主學(xué)習(xí),能耗僅為先進工藝下專用集成電路系統(tǒng)的1/35。

經(jīng)過11年科研“長征”,錢鶴、吳華強團隊從憶阻器件到原型芯片再到系統(tǒng)集成,協(xié)同攻關(guān)AI算力瓶頸難題,攻克“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù),成果涉及憶阻器集成芯片、存算一體系統(tǒng)、ADAM算法加速器......有望促進人工智能、自動駕駛、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展。

吳華強:清華大學(xué)集成電路學(xué)院首任院長


吳華強,教授,清華大學(xué)集成電路學(xué)院院長,清華大學(xué)微納加工中心主任,北京市未來芯片技術(shù)高精尖創(chuàng)新中心副主任。2021年4月清華大學(xué)成立集成電路學(xué)院,吳華強是首任院長。

吳華強2000年畢業(yè)于清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系,獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位;同年獲清華大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院管理學(xué)士學(xué)位(雙學(xué)位);2005年在美國康奈爾大學(xué)(Cornell University)電子與計算機工程學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位;隨后先后在美國Spansion公司和美國Primet Precision Materials公司分別擔(dān)任高級工程師和技術(shù)主管。2009年,吳華強加入清華大學(xué)微電子學(xué)研究所。

吳華強長期從事新型存儲器及基于憶阻器的存算一體研究,涵蓋了從器件、工藝集成、架構(gòu)、算法、芯片以及系統(tǒng)等多個層次,先后承擔(dān)863、973、重點研發(fā)計劃和自然科學(xué)基金等多項重大科研項目;在Nature、Nature Nanotechnology、Nature Electronics、Nature Communications、Advanced Materials和IEEE EDL等學(xué)術(shù)期刊以及IEDM、VLSI、ISSCC等國際會議上發(fā)表論文100余篇;獲美國授權(quán)發(fā)明專利25項,中國授權(quán)發(fā)明專利32項。部分專利孵化了北京新憶科技有限公司和廈門半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)研發(fā)有限公司。2019年吳華強獲科學(xué)探索獎;2020年獲國家自然科學(xué)基金委杰出青年基金。

吳華強說:“一定要瞄準長遠,不拋棄不放棄,才有可能做出一流的成果?!?/span>

錢鶴:清華大學(xué)長聘教授 曾任中科院微電子所所長 曾在三星半導(dǎo)體(中國)研究所開發(fā)智能手機芯片

錢鶴1990年畢業(yè)于西安交通大學(xué)微電子專業(yè)并獲博士學(xué)位;1990年12月-2006年5月在中科院微電子所工作,其間2001年9月-2006年5月任該所所長;2006年6月-2008年12月在三星半導(dǎo)體(中國)研究所工作,任所長;2009年1月起入職清華大學(xué)。

在中科院微電子所期間,錢鶴曾從事Si CMOS工藝技術(shù)、SiCMOS/SOI抗輻射電路和GaN微波功率器件等方面的研發(fā)工作,獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎、北京市科技進步一等獎、中科院科技進步二等獎、政府特殊津貼等多種獎勵。在三星半導(dǎo)體(中國)研究所工作期間曾負責(zé)多項智能手機和其它信息終端中的芯片應(yīng)用解決方案的開發(fā)工作。

錢鶴加入清華大學(xué)后講授“微電子制造工藝技術(shù)”和“現(xiàn)代半導(dǎo)體器件導(dǎo)論”課程,科研工作主要集中在新型半導(dǎo)體存儲器方面,包括面向嵌入式存儲和安全認證應(yīng)用,以及基于憶阻器的存算一體(CIM)芯片研發(fā)等。

高濱:80后清華大學(xué)長聘副教授 北京大學(xué)博士

高濱2008年本科畢業(yè)于北京大學(xué)物理系,2013年獲得北京大學(xué)微電子學(xué)與固體電子學(xué)專業(yè)理學(xué)博士學(xué)位,2015年加入清華大學(xué)微納電子系,現(xiàn)為清華大學(xué)集成電路學(xué)院副教授。

高濱的研究方向包括新型存儲器、器件模型與模擬、設(shè)計-工藝協(xié)同優(yōu)化、存算一體與神經(jīng)形態(tài)芯片、信息安全芯片。

去年,高濱在光明日報撰文表示:“如今,我與團隊已與很多技術(shù)公司開展合作,我們研發(fā)的芯片技術(shù)運用到很多領(lǐng)域。令我更為欣慰的,是我的研究成果、發(fā)表的論文,已被引用1萬多次,供更多的研究者參考。要知道,芯片的產(chǎn)業(yè)鏈條很長,需要方方面面的人一起積累、共同進步,能為研究芯片的人提供我的智慧力量,這便是我的價值所在?!?/span>

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