2024年还没有过半，中国在量子领域的好消息，可以说是接二连三。

首先是突破了一项世界纪录，什么呢？

将光纤通信波段固态量子存储的容量直接提升到了1650个模式数。

这个纪录看名字，就有点迷糊，总之就是量子存储的容量被中国科学家进一步提升。

这话虽然不够严谨，但可以这么理解。

这个消息还没有消化完毕，中国科学家就又拿下量子领域的一颗明珠——研发出了世界第一颗氮化镓量子光源芯片。

这颗芯片的成果在于，从之前的输出波长25.6纳米，直接就被拓宽到了一百纳米。

这个输出波长的拓宽，意味着量子光源芯片，可以进行单片集成了。

那么什么又是单片集成呢？

按照书面的解释是这样的：

这个解释说了和没说也差不多，看着还是迷迷糊糊。

用大白话解释一下，单片集成就是指将一个完整的计算机系统，给集中到一块芯片上。

比如计算机中的处理器，内存，各种接口，甚至是图像处理器等等的各种功能器件，全部都集中到一个块集成电路上。

这样就让一块芯片具备了一个完整的计算机功能系统、

结果就显而易见了，因为体积变小了，纳米相应的功耗就会随之变小，同时还会提高各项性能。

这种单片集成的电路，适合装在一些可移动的设备中，或者是嵌入式的设备中。

与单片集成相对的，还有混合集成，异质集成等等。

说到这里必须说明一下。

介绍关于量子领域的事情，是比较啰嗦的，这也是没有办法的事情，毕竟量子算是前沿科技，涉及的范围还广，那么使用的术语就多。

为了说清楚一点，也只能啰嗦一点。

关于这两项技术的突破，有了一定的了解之后，再来说一个小知识。

这两项技术是出自同一个实验室——电子科技大学与量子实验室。

而且这两项研究成果是在半个月内先后被攻破的。

为中国有这样的实验室点赞。

这两项研究成果合到一块，意味着一件事，量子互联网离人类的生活又近了一步。

话说很多研究发明，都是在上一个技术走到极限，进无可进的时候出现的。

量子芯片也是一样。

目前的芯片遵守摩尔定律：

当价格不变时，每过18—24个月，集成电路上可容纳的元器件的数目约翻一倍，性能提升一倍。

长久以来，摩尔定律就是电子技术进步的一个指路灯。

而任何东西随着不断地发展推进，都会走到一个极限。

那么在摩尔定律下，也有这样的一个极限，就是在集成电路上的晶体管的尺寸。

比较集成电路就那么大，按照摩尔定律，这上面的电子元件会越来越多，这就意味着晶体管的尺寸就必须做的越来越小，才能放下越来越多的电子元件。

而晶体管的尺寸是不可能无限缩小的，以目前的技术来看，晶体管的尺寸已经接近他的极限了。

看看现在各种集成电路的加工设备，动辄上亿，甚至是数百亿的价格，就知道这里边的科技含量和其中的高难度。

晶体管的缩小不仅已经到达了极限，而且晶体管的尺寸到达纳米级的时候，就会出现量子隧穿效应。

这种量子隧穿效应不是个别现象，随着晶体管的进一步缩小，量子隧穿效应出现的次数就越多。

那么什么又是量子隧穿效应呢？

其实听名字也能感觉出来是什么现象，书面上的解释是：

用一个形容可以做比较，就是一个人被四合院给挡在了高墙之外。

一般情况下，要么把墙炸了，要么翻过去，才能进入到四合院里边。

那么特殊情况就是直接穿过高墙进入到四合院内部。

在宏观世界中，隧穿基本上是不可能发生，但在微观世界中，是可以的。

而晶体管中是有电流通过的，电流又是电子的定向移动形成的。

隧穿效应一旦发生，就意味着电子跑到别的地方去了，电子的定向移动必然会被打破，结果就是电流减小或者变的紊乱起来。

而计算机的计算，是依靠晶体管内的电流完成的，这就意味着这部发生了隧穿效应的计算机的计算结果不会准确。

如果发生隧穿效应的电子非常的多，那么结果会不会计算机爆炸呢？

这都是问题。

再有就是越来越多的晶体管集中到一块，就意味着这片集成电路上的热量是非常巨大的，计算机就要面临一个散热的问题。

散热问题解决不好，计算机的稳定性就要出问题了。

第三，越来越多的晶体管集中到一起，意味着能耗也就越来越多。

不说别的，就拿超算来说，下一代的超算，普通的电网已经无法给予它足够的电量，是需要建立一座发电站来给它提供电量了。

所以种种的限制，其实已经让传统的集成电路走到了一个极限。

这就需要换一个环境，来提高这个极限，这就是量子芯片。

所以目前很多有能力的国家，都开始对量子芯片发起了挑战，目的就是在未来的这项前沿科技中占据一席之地。

在这里补存一个知识。

目前芯片的集成度已经走到了几个纳米级了，再向下走就是原子级了。

现在的科学家判断，如果突破几个纳米级，进入到原子级。

纳米级的隧穿控制起来已经非常的困难了，一旦进入到原子级，按照现在的科技，线路之间的电子干扰就进入到了不可控的状态。

其实看到量子这个词，就知道这种芯片的难度是呈几何倍的增加。

不止如此，量子芯片对于工作环境的要求还特别的高。

比如嘈杂的环境对于量子芯片是致命的，会导致需要保存的信息莫名其妙的丢失。

再有就是太高的温度，让量子芯片的工作出现难以控制的现象。

比如说，问它一个题，吃饭了吗？它偏要回答，刚从厕所里出来，身轻体健。

这就不对路了。

当然了对于这种现象，有对应的纠错方法。

比如一个量子比特（量子信息的单位）出现问题，用至少四个，或者几千个量子比特去修正。

看的是不是很迷糊，一个东西出现了问题，然后用同样的东西去进行修正？

这就是量子的奇特之处。

看不懂不要紧，只要知道有这么个方法就可以了。

至于原理，不要期望了解，因为背后是更多的未知知识。

其实量子芯片有很多种。

而光量子芯片的研究是从2008年在全球开始兴起的，目前世界上比较著名的大学，研究机构都对光量子芯片发起了挑战。

什么是光量子芯片呢？

简单的说就是用激光不断地在一张基片上进行照射，激光在这张基片上创造出几千甚至是上万的光子回路波导阵列，最终形成集成芯片。

这个说法虽然不够准确，但可以这么理解。

那么量子芯片的最终目的是什么？

有很多，但有一种是贴近普通人生活的，它叫量子网络。

量子很复杂，其中介绍最多的被叫做量子纠缠，这同样也是量子世界中最为诡异的存在。

对于量子纠缠，其实很多人是从一个比喻中了解的。

量子纠缠就像是一对具有心灵感应的双胞胎，其中的一个做出什么，另一个不论是距离有多远，会做出相应的事情来。

那么利用这一点就可以建立起一个完全独特的量子网络来。

两个终端就是两个量子纠缠，对其中一个做了什么，处在另一端的终端就会显示出此刻对面的终端做的事情。

这个过程非常的快，快的以现在的技术还没有反应过来，两端的同步动作就已经结束了。

所以这就让量子网络，具备了快速和安全的特点。

毕竟现在的技术是无法截获这种量子纠缠的信息。

不过这种快速实现信息通信的手段，是不可能无中生有的，同样需要信息载体来进行传播。

这个就需要一种量子光源器件的东西，这个器件就像是一盏灯，发射纠缠光子，然后将信息放在上面进行传播。

同时也就产生了量子光源芯片。

很多科学家对量子光源芯片进行了很大的投入，效果也是显著的。

比如非常稳定的25.6纳米的输出波长范围。

这句话是什么意思呢？

将接收端看成一个个的房间，而这些房间是用波长进行划分的，那么稳定输出25.6纳米的波长范围。

就意味着接收端，可以在25.6纳米波长范围接受信息。

这种成果是建立在氮化硅的材料上实现的。

而中国科学家研发的氮化镓量子光源芯片，采用氮化镓这种材料进行制作。

一举就将输出的波长变成了100纳米，这就意味着接收端可以利用的接收信息的房间变的更多了，让接收信息变的更加的简单。

而这项技术掌握在了中国的手里。