美国封锁付诸东流，量子计算机“九章”问世，光刻机还有市场吗？

光刻机又名掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等，可以称得上是芯片制造的核心装备。它采用类似照片冲印的技术，把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。当然，光刻机是生产CPU的必备设备，这些年，因为美国对这项研究技术的封锁，中国很难买到最先进的光刻机，所以这些年，即使再先进的电路设计也只能停留在图纸上，无法进行实际的制造！

不过我国的量子计算机有了技术上的突破，中国量子计算机“九章”以76个逻辑运算量子比特，而且技术上有了极大的突破，以100亿的速度直接碾压谷歌退出的53逻辑比特的“悬铃木”，这一消息出来以后，有人就问，未来的光刻机还有市场吗？

什么是计算机的“CPU”？

当然，因为计算机的诞生，给人类带来了不少的方便，如今的计算机是更加先进，更新迭代非常的快，各种各样的计算机都出来了。不过，提到计算机我们不能忘记冯诺依曼结构，即便现在已经过了近半个世纪，但是我们现在使用的计算机依旧还是由运算器、控制器、储存器和输入输出设备组成。懂计算机的应该知道，计算机的核心部位是运算器和控制器，然而这两而部位都集中在一个叫中央处理器的地方，这就是我们常说的“CPU”。

CPU作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU 自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。CPU出现于大规模集成电路时代，处理器架构设计的迭代更新以及集成电路工艺的不断提升促使其不断发展完善。

从最初专用于数学计算到广泛应用于通用计算，从4位到8位、16位、32位处理器，最后到64位处理器，从各厂商互不兼容到不同指令集架构规范的出现，CPU 自诞生以来一直在飞速发展。无论再强大的CPU，它也是由控制单元、存储单元和运算的单元组成，它的核心就是由各式各样的逻辑门电路。无论外界输入的是什么信息，但到了CPU这边，就只有0或者1，逻辑门只认这样对应的低高电平！

在计算机体系结构中，CPU 是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元） 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。

但是，对于中央处理器来说，可以看成是一个规模较大的集成电路，它其主要任务是加工和处理各种数据。传统计算机的储存容量一般都比较小，对大规模数据的数据处理还是比较难的，而且处理的效果还会比较低。在中国，随着各方面技术水平的迅速发展，出现了配置较高的计算机，对提高计算机CPU的结构功能发挥重要作用。

CPU内部的电路结构

量子计算机的CPU又是怎么样的？

量子计算机是一个新的概念，同为计算机，但是其性能上远远超过常用的计算机，完全不可同日而语！量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。如果里面的某个装置处理和计算的是量子信息，而且运行的是量子算法时，那这个时候它就是量子计算机。

基本的性能是如何表现的呢？具体的可以一起来看看，首先是选定两个相互正交的本征态，分别以 |0>（采狄拉克标记右括向量表示）和 |1>表示，当对此系统做投影式量子测量时，会得到的结果必为这两个本征态之一。两个本征态|0 >和|1 >以及无限多个线性叠加态|Ψ>=α|0 >+β|1>,集合起来就是一个量子比特。

可以将传统计算机和量子计算机进行比较：

传统计算机中一个比特就是一个逻辑门，而量子计算机中一个比特同时表示0和1外还有叠加态，这个方式就是量子计算机的态叠加原理，这会让计算机在处理速度上会快很多，因为2^n的方式增加，n就是量子比特位，也就是逻辑量子比特。

量子计算机的概念起源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的，主要是为了解决计算机中的能耗问题。所以，量子计算机的特点主要有运行速度较快、处置信息能力较强、应用范围较广等。与一般计算机比较起来，信息处理量越多，对于量子计算机实施运算越有利，这样就更能确保运算具备精准性。

量子计算机的基本难点

量子消相干：量子计算的相干性是量子并行运算的精髓，但在实际情况下，量子比特会受到外界环境的作用与影响，从而产生量子纠缠。

量子纠缠：量子作为最小的颗粒，遵守量子纠缠规律。即使在空间上，量子之间可能是分开的，但是量子间的相互影响是无法避免的。

量子并行计算：量子计算机独特的并行计算是经典计算机无法比拟的重要的一点。同样是一个n位的存储器，经典计算机存储的结果只有一个。

量子不可克隆：量子不可克隆性，是指任何未知的量子态不存在复制的过程，既然要保持量子态不变，则不存在量子的测量，也就无法实现复制。对于量子计算机来说，无法实现经典计算机的纠错应用以及复制功能。

量子计算机的优势

量子计算机拥有强大的量子信息处理能力，对于目前多变的信息，能够从中提取有效的信息进行加工处理使之成为新的有用的信息。量子信息的处理先需要对量子计算机进行储存处理，之后再对所给的信息进行量子分析。运用这种方式能准确预测天气状况，目前计算机预测的天气状况的准确率达75%，但是运用量子计算机进行预测，准确率能进一步上升，更加方便人们的出行。

量子计算机的应用前景

现在比较流行的有核磁共振、离子阱，线性光学、超导、量子点等几种，核磁共振比较容易实现，但它量子比特难以大幅增加，2001年IBM就用核磁共振，用5个氟原子和两个碳原子的分子，总共7个量子比特（2^7经典比特）用秀尔算法完成了15的质因数分解。

量子计算机理论上具有模拟任意自然系统的能力，同时也是发展人工智能的关键。由于量子计算机在并行运算上的强大能力，使它有能力快速完成经典计算机无法完成的计算。这种优势在加密和破译等领域有着巨大的应用。再加上离子阱和线性光学的相干性非常好，比较稳定，但它比较难集成化，我国潘建伟领导的“九章”量子计算机就是线性光学。

中国的量子计算机“九章”的诞生，从技术上冲出了美国的封锁，可以说是一大进步。而量子计算机的另两种比如量子点和超导方式，是集成到硅基片上的，这也是美国的主攻方向，包括此前谷歌公开的两个量子计算机都是这个结构。

光刻机还有市场吗？

光刻机也是一种高端的产品，价格还是比较贵的。高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种，分辨率通常七纳米至几微米之间，高端光刻机号称世界上最精密的仪器，世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。

然而，超级量子计算机主要不是在乎体积，而是解决科学技术方面的问题，而现在的超级计算机一般要占用较大的机房；两极计算机不仅运行速度快，而且占用的体积会比较小，有了这样的条件，CPU就无需再用硅基芯片光刻。

光刻机生产线和研发用的低端光刻机为接近、接触式光刻机，分辨率通常在数微米以上。但未来量子计算机小型化，那么必定要考虑量子计算单元集成到硅基片上的情况，这个时候就少不了光刻机，量子计算机有了这样的水平，就不在乎那个几纳米了！只需要集成几百个逻辑运算量子比特，就可以把宇宙的数据算完！

即便是量子计算机能保持量子比特和读取信息，但是仍然需要传统的电路来实现，所以还是需要光刻机来实现，不过在性能方面将不再最约束水平的唯一标准了！

最后，要说明的是，外围的一些芯片是无法用量子芯片来代替的，所以那些芯片上的光刻机也是少不了的！因此，不用担心光刻机的市场了！

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