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全球首款純硅量子計算機芯片在澳大利亞誕生

澳大利亞新南威爾士大學的研究人員開發出了一款基于互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝設計的新型計算芯片。該芯片是全球首款純硅量子計算機芯片。

該芯片由一個巨大的二維量子比特陣列構成，采用傳統的硅晶體管來控制量子位的自旋，用兩個量子比特來處理邏輯交互。研究人員傾向于采用硅自旋量子計算方法，因為該方法能夠復用現有的硅基微處理器技術，量子計算所需的所有關鍵部件都可以在單個芯片中實現。此外，該芯片的體系結構中包含了依賴于存儲單一數據的多個量子位的錯誤校正代碼，這是專門為自旋量子比特而設計的。

為了促進該芯片的批量生產，研究人員將對該芯片的設計進行進一步優化。

(新 華)

谷歌開發出可自動生成人工智能程序的軟件

美國谷歌公司通過“AutoML”人工智能研究項目，使計算機算法可以通過分析數據來學會執行特定任務，并開發其它機器學習算法，從而實現“人工智能構建人工智能”。在某些情況下，該軟件所生成的程序比研究人員自己設計的最好的系統更加強大和高效。

“AutoML”在一個圖像分類任務中實現了破紀錄的82%的正確率，在另一個難度更大的“在圖像中標記多個對象位置”的任務中實現了43%的正確率（人類構建的最優系統的正確率僅為39%）。

基于“AutoML”項目，紐約大學正在與谷歌合作建立一個名為AdaNet的系統。該系統可以逐層為目標構建神經網絡，并測試添加到設計中的每個參數，以確保其能夠提高性能。目前，AdaNet已經能夠自動生成神經網絡，且生成的神經網絡能夠與人工構建的、標準的、兩倍之于其規模的神經網絡完成同樣的工作任務。

(科技部)

“光電子集成芯片及其材料關鍵工藝技術”項目通過驗收

由中國科學院半導體研究所等單位承擔的國家高技術研究發展計劃“光電子集成芯片及其材料關鍵工藝技術”項目通過專家驗收。

據悉，光電子集成芯片及其材料關鍵工藝技術是未來高速大容量光纖通信、全光網絡、下一代互聯網、寬帶光纖接入網所廣泛依賴的技術。該項目針對光子集成中存在的關鍵問題，發展了新的器件結構和集成方法，在單一芯片上研究了多波長解復用陣列波導光柵（AWG）與波導探測器陣列的高效耦合集成方法及工藝，解決了結構和工藝兼容問題，實現了多波長并行高速波導探測器芯片集成；開展了硅基二氧化硅AWG、硅基PIN型可調光衰減器（VOA）器件制備工藝和集成芯片關鍵技術研究，制備出了硅基AWG與VOA集成芯片，并通過產業化研究，形成了16通道硅基平面光波回路型AWG芯片、VOA芯片的批量生產能力。

(科技部)

中科院微電子所阻變存儲器集成應用研究獲進展

中國科學院微電子研究所的研究人員在1Mb 28nm嵌入式阻變存儲器（RRAM）測試芯片，以及8層堆疊的高密度三維阻變存儲器陣列研究方面取得了新的進展。

研究人員聯合中芯國際集成電路制造有限公司、北京智芯微電子科技有限公司等單位，以產學研合作方式共同推進RRAM的實用化發展。經過努力，研究人員在中芯國際28nm平臺上完成了工藝流程的開發與驗證，并在此基礎上設計實現了規模為1Mb的測試芯片。

此外，該研究所研發的高密度三維阻變存儲器陣列采用垂直交叉結構，結合了3D-Xpoint和3D-NAND兩種架構的優勢，并實現了8層結構設計，具有制備工藝簡單、成本低廉，以及集成密度高等優點，進一步驗證了RRAM三維結構微縮至5nm以下的可能性。

(微電子)

氮原子大小的量子傳感器研制成功

德國弗勞恩霍夫應用固體物理研究所（IAF）的研究人員開發出了一種在微磁場環境中應用的量子傳感器。這種量子傳感器僅有氮原子大小，載體物質是人造鉆石，未來可應用于微小磁場下計算機硬盤的精確識別。

IAF的研究人員此前就已經開發出了制造人造鉆石的優化裝置，但新型量子傳感器需要超高純度的

晶體，為此，研究人員進一步改進了制造工藝，借助鋯過濾器凈化甲烷氣來獲得超純人造鉆石涂層。

通常，制成僅有氮原子大小的結構有兩種辦法：直接植入單個氮原子，或在金剛石生長的最后一步加入氮。此次，研究人員在超凈實驗室里通過氧等離子體蝕刻法制作出了非常精細的鉆石尖，在晶格的相鄰空位間導入氮原子。這個氮空位中心就是實際的傳感器，其在用激光束和微波照射時會發光，在靠近磁場時會有光的變化。

光學檢測電子自旋共振譜測量結果表明，該傳感器檢測納米級磁場的準確性很高，應用潛力巨大。例如，其可作為量子傳感器來控制硬盤驅動器的質量，檢測海量數據中有缺陷的數據段。

(科 學)

中科院建成國際先進水平的硅光子平臺

中國科學院微電子研究所建設的硅光子平臺器件完成了平臺工藝設計工具包（PDK）與國際主流光子集成設計軟件PhoeniX Software和Luceda Photonics IPKISS的集成，標志著我國建成了國際先進水平的硅光子平臺。

硅光子技術是利用成熟的CMOS平臺和技術，采用硅基材料進行光電器件和芯片的開發與生產的技術。該硅光子平臺基于微電子所成熟的8英寸CMOS工藝線開發，通過硅光子器件庫的設計、流片、測試、優化迭代，開發了成套硅光子制造工藝庫和器件庫，定義了平臺設計規則與圖層，形成了初版PDK內容。測試結果表明，該硅光子平臺達到國際先進技術水平。通過與國際知名光子集成設計軟件商PhoeniX Software合作，研究人員將現有平臺PDK內容與其設計軟件進行集成，開發了PhoeniX Software下的IMECAS軟件包。內嵌在OptoDesigner的IMECAS PDK除支持最基本的器件連接外，還支持版圖和仿真集成的設計環境、包括Manhattan型在內的多種智能布線、實時設計規則檢查，以及不依賴于具體工藝平臺的設計方法，可將基于其它平臺的設計高效轉移至該硅光子平臺。

該硅光子平臺開發的Luceda Photonics IPKISS下的IMECAS軟件包包含設計手冊、DRC腳本、器件庫等。其中器件庫以Compact Model形式提供，包含器件layout及基于測試數據的S-matrix模型，可利用IPKISS軟件提供的Caphe引擎完成光子鏈路仿真。

(中科院)

新型量子計算機首個基本元件問世

瑞典和奧地利的研究人員合作研制出了單量子比特里德伯（Rydberg）門，這是新型量子計算機——囚禁里德伯離子量子計算機的首個基本元件，驗證了建造這種量子計算機的可行性，或將克服目前量子計算方法面臨的擴展問題。

目前，量子計算機實際應用面臨的最大問題之一是如何增加每個邏輯門中發生糾纏的量子比特的數量。研究人員首先以囚禁于陷阱中的一個鍶離子開始，接著使用激光將離子從低量子態激發到第一激發態，再將其激發到更高能的里德伯態。研究人員將相干的里德伯激發與量子操控方法相結合，展示了單量子比特里德伯門。

除了潛在的升級優勢以外，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計算機還擁有其它優勢，包括能夠更好地控制量子比特、門運算速度更快等。下一步，研究人員將測量兩個里德伯離子之間強烈的相互作用，并使其發生糾纏，囚禁的里德伯離子有潛力生成非常大的糾纏態。

(侯 茜)