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我国量子计算机、芯片重磅突破背后的科研天团
2023-10-11 16:11:00来源:中国证券网
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上证报中国证券网讯(记者 刘怡鹤)10月11日,我国量子计算和芯片领域的两项突破接连刷屏。

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的团队成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”,刷新光量子信息技术世界纪录。

清华大学集成电路学院教授吴华强、副教授高滨团队基于存算一体计算范式,研制出全球首颗全系统集成的、支持高效片上学习(机器学习能在硬件端直接完成)的忆阻器存算一体芯片,有望促进人工智能、自动驾驶可穿戴设备等领域发展。

据高校官网等公开信息,记者整理盘点了上述重大突破背后的科研天团。

“九章三号”背后的中国“量子之父”和80后“量子鬼才”

据新华社报道,10月11日,中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,宣布成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”。这项成果再度刷新光量子信息技术世界纪录,求解高斯玻色取样数学问题比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍,在研制量子计算机之路上迈出重要一步。

潘建伟:被誉为中国“量子之父” 中国科学院院士 中国科学技术大学常务副校长

潘建伟1970年生于浙江东阳,1987-1995年在中国科学技术大学学习,先后获理论物理专业学士和硕士学位。1996年赴奥地利学习,1999年获维也纳大学实验物理博士学位,1999-2001年在维也纳大学实验物理所从事博士后研究。

潘建伟被誉为中国“量子之父”。29岁,他参与的有关量子隐形传输的研究成果,被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”,和爱因斯坦的相对论并列。2001年,潘建伟入选中科院“引进国外杰出人才”,31岁任中国科学技术大学教授;2003年至2008年任德国海德堡大学物理所玛丽•居里讲席教授;2005年起任合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部主任。

2011年11月,潘建伟当选为中国科学院院士,成为中国当时最年轻的院士。潘建伟2012年6月任中国科学技术大学校长助理;2012年9月当选为发展中国家科学院院士;2013年12月任中国科学技术大学副校长;2015年5月起任中国科学技术大学常务副校长;2017年5月起任中科院量子信息与量子科技创新研究院院长。

潘建伟长期从事量子光学、量子信息和量子力学基础问题检验等方面的研究工作,是该领域有国际影响的学者,特别是在量子通信、多光子纠缠操纵和冷原子量子存储等研究方向上做出了系统性创新贡献。在Nature、Science、Nature子刊、PNAS和Physical Review Letters等重要国际学术期刊上发表论文180余篇,并受国际权威综述期刊Reviews of Modern Physics邀请先后撰写关于多光子纠缠实验和现实条件下量子通信安全性的综述论文。

陆朝阳:80后“量子鬼才”

陆朝阳,1982年12月出生浙江东阳,剑桥大学物理学博士,中国科学技术大学教授,九三学社中央委员、社中央青年工作委员会副主任,全国青联常委,安徽省政协常委,上海市青联副主席。

陆朝阳从剑桥大学获得博士学位后马上回国,致力于发展和国家信息安全密切相关的量子信息技术,取得了一系列突破性成果。作为学术带头人,他不断开拓量子计算前沿和刷新光量子信息技术的高度。例如,他和同事们实现了单光子多自由度和高维度的量子隐形传态,为复杂量子系统的完整态传输和高效量子网络奠定了科学基础,作为中国本土成果首次入选英国物理学会的“国际物理学年度十大突破”之榜首。

2011年,陆朝阳入选剑桥大学丘吉尔学院Fellow;2012年获得首批国家自然科学优秀青年基金;2014年获得香港求是杰出青年学者奖;2015年获得国家杰出青年科学基金、国家自然科学一等奖;2016年被《自然》评为“中国科学之星”,被誉为“推进中国掌握量子信息技术的一颗新星”,被诺奖得主Zeilinger称为“量子鬼才”,同年入选美国光学学会会士;2017年获得中国青年五四奖章、欧洲物理学会菲涅尔奖(Fresnel Prize)、TR35中国科技创新青年;2018年获得中科院青年科学家奖,入选万人计划领军人才。

2021年陆朝阳带领他的“九章”研究生团队(15人,平均年龄27岁),以不到谷歌5%的人员规模和1%的经费,挑战了谷歌的量子霸权、被专家评价“把光子推到了量子计算的世界舞台中央”,因而再获“中国青年五四奖章集体”。团队最新成果实现了255个光子的操纵,是在2015年国家自然科学一等奖(8光子)之后的一个实质性飞跃。

清华天团11年“长征”突破AI算力瓶颈

记者从清华大学获悉,近日,近期,清华大学集成电路学院吴华强教授、高滨副教授基于存算一体计算范式,研制出全球首颗全系统集成的、支持高效片上学习(机器学习能在硬件端直接完成)的忆阻器存算一体芯片,在支持片上学习的忆阻器存算一体芯片领域取得重大突破。研究成果发表在《科学》(Science)上。

据清华大学官方介绍,上述一颗芯片上集成了记忆和计算的能力,保护用户隐私的同时还具备了类似人脑的自主学习,能耗仅为先进工艺下专用集成电路系统的1/35。

经过11年科研“长征”,钱鹤、吴华强团队从忆阻器件到原型芯片再到系统集成,协同攻关AI算力瓶颈难题,攻克“卡脖子”关键核心技术,成果涉及忆阻器集成芯片、存算一体系统、ADAM算法加速器......有望促进人工智能、自动驾驶、可穿戴设备等领域的发展。

吴华强:清华大学集成电路学院首任院长


吴华强,教授,清华大学集成电路学院院长,清华大学微纳加工中心主任,北京市未来芯片技术高精尖创新中心副主任。2021年4月清华大学成立集成电路学院,吴华强是首任院长。

吴华强2000年毕业于清华大学材料科学与工程系,获得工学学士学位;同年获清华大学经济管理学院管理学士学位(双学位);2005年在美国康奈尔大学(Cornell University)电子与计算机工程学院获工学博士学位;随后先后在美国Spansion公司和美国Primet Precision Materials公司分别担任高级工程师和技术主管。2009年,吴华强加入清华大学微电子学研究所。

吴华强长期从事新型存储器及基于忆阻器的存算一体研究,涵盖了从器件、工艺集成、架构、算法、芯片以及系统等多个层次,先后承担863、973、重点研发计划和自然科学基金等多项重大科研项目;在Nature、Nature Nanotechnology、Nature Electronics、Nature Communications、Advanced Materials和IEEE EDL等学术期刊以及IEDM、VLSI、ISSCC等国际会议上发表论文100余篇;获美国授权发明专利25项,中国授权发明专利32项。部分专利孵化了北京新忆科技有限公司和厦门半导体工业技术研发有限公司。2019年吴华强获科学探索奖;2020年获国家自然科学基金委杰出青年基金。

吴华强说:“一定要瞄准长远,不抛弃不放弃,才有可能做出一流的成果。”

钱鹤:清华大学长聘教授 曾任中科院微电子所所长 曾在三星半导体(中国)研究所开发智能手机芯片

钱鹤1990年毕业于西安交通大学微电子专业并获博士学位;1990年12月-2006年5月在中科院微电子所工作,其间2001年9月-2006年5月任该所所长;2006年6月-2008年12月在三星半导体(中国)研究所工作,任所长;2009年1月起入职清华大学。

在中科院微电子所期间,钱鹤曾从事Si CMOS工艺技术、SiCMOS/SOI抗辐射电路和GaN微波功率器件等方面的研发工作,获得国家技术发明二等奖、北京市科技进步一等奖、中科院科技进步二等奖、政府特殊津贴等多种奖励。在三星半导体(中国)研究所工作期间曾负责多项智能手机和其它信息终端中的芯片应用解决方案的开发工作。

钱鹤加入清华大学后讲授“微电子制造工艺技术”和“现代半导体器件导论”课程,科研工作主要集中在新型半导体存储器方面,包括面向嵌入式存储和安全认证应用,以及基于忆阻器的存算一体(CIM)芯片研发等。

高滨:80后清华大学长聘副教授 北京大学博士

高滨2008年本科毕业于北京大学物理系,2013年获得北京大学微电子学与固体电子学专业理学博士学位,2015年加入清华大学微纳电子系,现为清华大学集成电路学院副教授。

高滨的研究方向包括新型存储器、器件模型与模拟、设计-工艺协同优化、存算一体与神经形态芯片、信息安全芯片。

去年,高滨在光明日报撰文表示:“如今,我与团队已与很多技术公司开展合作,我们研发的芯片技术运用到很多领域。令我更为欣慰的,是我的研究成果、发表的论文,已被引用1万多次,供更多的研究者参考。要知道,芯片的产业链条很长,需要方方面面的人一起积累、共同进步,能为研究芯片的人提供我的智慧力量,这便是我的价值所在。”

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