全球首款純硅量子計(jì)算機(jī)芯片在澳大利亞誕生

澳大利亞新南威爾士大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一款基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝設(shè)計(jì)的新型計(jì)算芯片。該芯片是全球首款純硅量子計(jì)算機(jī)芯片。

該芯片由一個(gè)巨大的二維量子比特陣列構(gòu)成，采用傳統(tǒng)的硅晶體管來控制量子位的自旋，用兩個(gè)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(jì)算方法，因?yàn)樵摲椒軌驈?fù)用現(xiàn)有的硅基微處理器技術(shù)，量子計(jì)算所需的所有關(guān)鍵部件都可以在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)。此外，該芯片的體系結(jié)構(gòu)中包含了依賴于存儲(chǔ)單一數(shù)據(jù)的多個(gè)量子位的錯(cuò)誤校正代碼，這是專門為自旋量子比特而設(shè)計(jì)的。

為了促進(jìn)該芯片的批量生產(chǎn)，研究人員將對(duì)該芯片的設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

(新 華)

谷歌開發(fā)出可自動(dòng)生成人工智能程序的軟件

美國(guó)谷歌公司通過“AutoML”人工智能研究項(xiàng)目，使計(jì)算機(jī)算法可以通過分析數(shù)據(jù)來學(xué)會(huì)執(zhí)行特定任務(wù)，并開發(fā)其它機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從而實(shí)現(xiàn)“人工智能構(gòu)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(shè)計(jì)的最好的系統(tǒng)更加強(qiáng)大和高效。

“AutoML”在一個(gè)圖像分類任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了破紀(jì)錄的82%的正確率，在另一個(gè)難度更大的“在圖像中標(biāo)記多個(gè)對(duì)象位置”的任務(wù)中實(shí)現(xiàn)了43%的正確率（人類構(gòu)建的最優(yōu)系統(tǒng)的正確率僅為39%）。

基于“AutoML”項(xiàng)目，紐約大學(xué)正在與谷歌合作建立一個(gè)名為AdaNet的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以逐層為目標(biāo)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并測(cè)試添加到設(shè)計(jì)中的每個(gè)參數(shù)，以確保其能夠提高性能。目前，AdaNet已經(jīng)能夠自動(dòng)生成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，且生成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠與人工構(gòu)建的、標(biāo)準(zhǔn)的、兩倍之于其規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成同樣的工作任務(wù)。

(科技部)

“光電子集成芯片及其材料關(guān)鍵工藝技術(shù)”項(xiàng)目通過驗(yàn)收

由中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所等單位承擔(dān)的國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃“光電子集成芯片及其材料關(guān)鍵工藝技術(shù)”項(xiàng)目通過專家驗(yàn)收。

據(jù)悉，光電子集成芯片及其材料關(guān)鍵工藝技術(shù)是未來高速大容量光纖通信、全光網(wǎng)絡(luò)、下一代互聯(lián)網(wǎng)、寬帶光纖接入網(wǎng)所廣泛依賴的技術(shù)。該項(xiàng)目針對(duì)光子集成中存在的關(guān)鍵問題，發(fā)展了新的器件結(jié)構(gòu)和集成方法，在單一芯片上研究了多波長(zhǎng)解復(fù)用陣列波導(dǎo)光柵（AWG）與波導(dǎo)探測(cè)器陣列的高效耦合集成方法及工藝，解決了結(jié)構(gòu)和工藝兼容問題，實(shí)現(xiàn)了多波長(zhǎng)并行高速波導(dǎo)探測(cè)器芯片集成；開展了硅基二氧化硅AWG、硅基PIN型可調(diào)光衰減器（VOA）器件制備工藝和集成芯片關(guān)鍵技術(shù)研究，制備出了硅基AWG與VOA集成芯片，并通過產(chǎn)業(yè)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(chǎn)能力。

(科技部)

中科院微電子所阻變存儲(chǔ)器集成應(yīng)用研究獲進(jìn)展

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

研究人員聯(lián)合中芯國(guó)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(chǎn)學(xué)研合作方式共同推進(jìn)RRAM的實(shí)用化發(fā)展。經(jīng)過努力，研究人員在中芯國(guó)際28nm平臺(tái)上完成了工藝流程的開發(fā)與驗(yàn)證，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模為1Mb的測(cè)試芯片。

此外，該研究所研發(fā)的高密度三維阻變存儲(chǔ)器陣列采用垂直交叉結(jié)構(gòu)，結(jié)合了3D-Xpoint和3D-NAND兩種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，并實(shí)現(xiàn)了8層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，以及集成密度高等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了RRAM三維結(jié)構(gòu)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(guó)弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所（IAF）的研究人員開發(fā)出了一種在微磁場(chǎng)環(huán)境中應(yīng)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(zhì)是人造鉆石，未來可應(yīng)用于微小磁場(chǎng)下計(jì)算機(jī)硬盤的精確識(shí)別。

IAF的研究人員此前就已經(jīng)開發(fā)出了制造人造鉆石的優(yōu)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(jìn)一步改進(jìn)了制造工藝，借助鋯過濾器凈化甲烷氣來獲得超純?nèi)嗽煦@石涂層。

通常，制成僅有氮原子大小的結(jié)構(gòu)有兩種辦法：直接植入單個(gè)氮原子，或在金剛石生長(zhǎng)的最后一步加入氮。此次，研究人員在超凈實(shí)驗(yàn)室里通過氧等離子體蝕刻法制作出了非常精細(xì)的鉆石尖，在晶格的相鄰空位間導(dǎo)入氮原子。這個(gè)氮空位中心就是實(shí)際的傳感器，其在用激光束和微波照射時(shí)會(huì)發(fā)光，在靠近磁場(chǎng)時(shí)會(huì)有光的變化。

光學(xué)檢測(cè)電子自旋共振譜測(cè)量結(jié)果表明，該傳感器檢測(cè)納米級(jí)磁場(chǎng)的準(zhǔn)確性很高，應(yīng)用潛力巨大。例如，其可作為量子傳感器來控制硬盤驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量，檢測(cè)海量數(shù)據(jù)中有缺陷的數(shù)據(jù)段。

(科 學(xué))

中科院建成國(guó)際先進(jìn)水平的硅光子平臺(tái)

中國(guó)科學(xué)院微電子研究所建設(shè)的硅光子平臺(tái)器件完成了平臺(tái)工藝設(shè)計(jì)工具包（PDK）與國(guó)際主流光子集成設(shè)計(jì)軟件PhoeniX Software和Luceda Photonics IPKISS的集成，標(biāo)志著我國(guó)建成了國(guó)際先進(jìn)水平的硅光子平臺(tái)。

硅光子技術(shù)是利用成熟的CMOS平臺(tái)和技術(shù)，采用硅基材料進(jìn)行光電器件和芯片的開發(fā)與生產(chǎn)的技術(shù)。該硅光子平臺(tái)基于微電子所成熟的8英寸CMOS工藝線開發(fā)，通過硅光子器件庫(kù)的設(shè)計(jì)、流片、測(cè)試、優(yōu)化迭代，開發(fā)了成套硅光子制造工藝庫(kù)和器件庫(kù)，定義了平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)則與圖層，形成了初版PDK內(nèi)容。測(cè)試結(jié)果表明，該硅光子平臺(tái)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。通過與國(guó)際知名光子集成設(shè)計(jì)軟件商PhoeniX Software合作，研究人員將現(xiàn)有平臺(tái)PDK內(nèi)容與其設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行集成，開發(fā)了PhoeniX Software下的IMECAS軟件包。內(nèi)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(shè)計(jì)環(huán)境、包括Manhattan型在內(nèi)的多種智能布線、實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，以及不依賴于具體工藝平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，可將基于其它平臺(tái)的設(shè)計(jì)高效轉(zhuǎn)移至該硅光子平臺(tái)。

該硅光子平臺(tái)開發(fā)的Luceda Photonics IPKISS下的IMECAS軟件包包含設(shè)計(jì)手冊(cè)、DRC腳本、器件庫(kù)等。其中器件庫(kù)以Compact Model形式提供，包含器件layout及基于測(cè)試數(shù)據(jù)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(jì)算機(jī)首個(gè)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(jì)算機(jī)——囚禁里德伯離子量子計(jì)算機(jī)的首個(gè)基本元件，驗(yàn)證了建造這種量子計(jì)算機(jī)的可行性，或?qū)⒖朔壳傲孔佑?jì)算方法面臨的擴(kuò)展問題。

目前，量子計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用面臨的最大問題之一是如何增加每個(gè)邏輯門中發(fā)生糾纏的量子比特的數(shù)量。研究人員首先以囚禁于陷阱中的一個(gè)鍶離子開始，接著使用激光將離子從低量子態(tài)激發(fā)到第一激發(fā)態(tài)，再將其激發(fā)到更高能的里德伯態(tài)。研究人員將相干的里德伯激發(fā)與量子操控方法相結(jié)合，展示了單量子比特里德伯門。

除了潛在的升級(jí)優(yōu)勢(shì)以外，基于囚禁的里德伯離子而研制的量子計(jì)算機(jī)還擁有其它優(yōu)勢(shì)，包括能夠更好地控制量子比特、門運(yùn)算速度更快等。下一步，研究人員將測(cè)量?jī)蓚€(gè)里德伯離子之間強(qiáng)烈的相互作用，并使其發(fā)生糾纏，囚禁的里德伯離子有潛力生成非常大的糾纏態(tài)。

(侯 茜)