上證報中國證券網訊(記者 劉怡鶴)10月11日,我國量子計算和芯片領域的兩項突破接連刷屏。
中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的團隊成功構建了255個光子的量子計算原型機“九章三號”,刷新光量子信息技術世界紀錄。
清華大學集成電路學院教授吳華強、副教授高濱團隊基于存算一體計算范式,研制出全球首顆全系統集成的、支持高效片上學習(機器學習能在硬件端直接完成)的憶阻器存算一體芯片,有望促進人工智能、自動駕駛可穿戴設備等領域發展。
據高校官網等公開信息,記者整理盤點了上述重大突破背后的科研天團。
“九章三號”背后的中國“量子之父”和80后“量子鬼才”
據新華社報道,10月11日,中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中國科學院上海微系統與信息技術研究所、國家并行計算機工程技術研究中心合作,宣布成功構建255個光子的量子計算原型機“九章三號”。這項成果再度刷新光量子信息技術世界紀錄,求解高斯玻色取樣數學問題比目前全球最快的超級計算機快一億億倍,在研制量子計算機之路上邁出重要一步。
潘建偉:被譽為中國“量子之父” 中國科學院院士 中國科學技術大學常務副校長
潘建偉1970年生于浙江東陽,1987-1995年在中國科學技術大學學習,先后獲理論物理專業學士和碩士學位。1996年赴奧地利學習,1999年獲維也納大學實驗物理博士學位,1999-2001年在維也納大學實驗物理所從事博士后研究。
潘建偉被譽為中國“量子之父”。29歲,他參與的有關量子隱形傳輸的研究成果,被《自然》評為“百年物理學21篇經典論文”,和愛因斯坦的相對論并列。2001年,潘建偉入選中科院“引進國外杰出人才”,31歲任中國科學技術大學教授;2003年至2008年任德國海德堡大學物理所瑪麗?居里講席教授;2005年起任合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理與量子信息研究部主任。
2011年11月,潘建偉當選為中國科學院院士,成為中國當時最年輕的院士。潘建偉2012年6月任中國科學技術大學校長助理;2012年9月當選為發展中國家科學院院士;2013年12月任中國科學技術大學副校長;2015年5月起任中國科學技術大學常務副校長;2017年5月起任中科院量子信息與量子科技創新研究院院長。
潘建偉長期從事量子光學、量子信息和量子力學基礎問題檢驗等方面的研究工作,是該領域有國際影響的學者,特別是在量子通信、多光子糾纏操縱和冷原子量子存儲等研究方向上做出了系統性創新貢獻。在Nature、Science、Nature子刊、PNAS和Physical Review Letters等重要國際學術期刊上發表論文180余篇,并受國際權威綜述期刊Reviews of Modern Physics邀請先后撰寫關于多光子糾纏實驗和現實條件下量子通信安全性的綜述論文。
陸朝陽:80后“量子鬼才”
陸朝陽,1982年12月出生浙江東陽,劍橋大學物理學博士,中國科學技術大學教授,九三學社中央委員、社中央青年工作委員會副主任,全國青聯常委,安徽省政協常委,上海市青聯副主席。
陸朝陽從劍橋大學獲得博士學位后馬上回國,致力于發展和國家信息安全密切相關的量子信息技術,取得了一系列突破性成果。作為學術帶頭人,他不斷開拓量子計算前沿和刷新光量子信息技術的高度。例如,他和同事們實現了單光子多自由度和高維度的量子隱形傳態,為復雜量子系統的完整態傳輸和高效量子網絡奠定了科學基礎,作為中國本土成果首次入選英國物理學會的“國際物理學年度十大突破”之榜首。
2011年,陸朝陽入選劍橋大學丘吉爾學院Fellow;2012年獲得首批國家自然科學優秀青年基金;2014年獲得香港求是杰出青年學者獎;2015年獲得國家杰出青年科學基金、國家自然科學一等獎;2016年被《自然》評為“中國科學之星”,被譽為“推進中國掌握量子信息技術的一顆新星”,被諾獎得主Zeilinger稱為“量子鬼才”,同年入選美國光學學會會士;2017年獲得中國青年五四獎章、歐洲物理學會菲涅爾獎(Fresnel Prize)、TR35中國科技創新青年;2018年獲得中科院青年科學家獎,入選萬人計劃領軍人才。
2021年陸朝陽帶領他的“九章”研究生團隊(15人,平均年齡27歲),以不到谷歌5%的人員規模和1%的經費,挑戰了谷歌的量子霸權、被專家評價“把光子推到了量子計算的世界舞臺中央”,因而再獲“中國青年五四獎章集體”。團隊最新成果實現了255個光子的操縱,是在2015年國家自然科學一等獎(8光子)之后的一個實質性飛躍。
清華天團11年“長征”突破AI算力瓶頸
記者從清華大學獲悉,近日,近期,清華大學集成電路學院吳華強教授、高濱副教授基于存算一體計算范式,研制出全球首顆全系統集成的、支持高效片上學習(機器學習能在硬件端直接完成)的憶阻器存算一體芯片,在支持片上學習的憶阻器存算一體芯片領域取得重大突破。研究成果發表在《科學》(Science)上。
據清華大學官方介紹,上述一顆芯片上集成了記憶和計算的能力,保護用戶隱私的同時還具備了類似人腦的自主學習,能耗僅為先進工藝下專用集成電路系統的1/35。
經過11年科研“長征”,錢鶴、吳華強團隊從憶阻器件到原型芯片再到系統集成,協同攻關AI算力瓶頸難題,攻克“卡脖子”關鍵核心技術,成果涉及憶阻器集成芯片、存算一體系統、ADAM算法加速器......有望促進人工智能、自動駕駛、可穿戴設備等領域的發展。
吳華強:清華大學集成電路學院首任院長
吳華強,教授,清華大學集成電路學院院長,清華大學微納加工中心主任,北京市未來芯片技術高精尖創新中心副主任。2021年4月清華大學成立集成電路學院,吳華強是首任院長。
吳華強2000年畢業于清華大學材料科學與工程系,獲得工學學士學位;同年獲清華大學經濟管理學院管理學士學位(雙學位);2005年在美國康奈爾大學(Cornell University)電子與計算機工程學院獲工學博士學位;隨后先后在美國Spansion公司和美國Primet Precision Materials公司分別擔任高級工程師和技術主管。2009年,吳華強加入清華大學微電子學研究所。
吳華強長期從事新型存儲器及基于憶阻器的存算一體研究,涵蓋了從器件、工藝集成、架構、算法、芯片以及系統等多個層次,先后承擔863、973、重點研發計劃和自然科學基金等多項重大科研項目;在Nature、Nature Nanotechnology、Nature Electronics、Nature Communications、Advanced Materials和IEEE EDL等學術期刊以及IEDM、VLSI、ISSCC等國際會議上發表論文100余篇;獲美國授權發明專利25項,中國授權發明專利32項。部分專利孵化了北京新憶科技有限公司和廈門半導體工業技術研發有限公司。2019年吳華強獲科學探索獎;2020年獲國家自然科學基金委杰出青年基金。
吳華強說:“一定要瞄準長遠,不拋棄不放棄,才有可能做出一流的成果。”
錢鶴:清華大學長聘教授 曾任中科院微電子所所長 曾在三星半導體(中國)研究所開發智能手機芯片
錢鶴1990年畢業于西安交通大學微電子專業并獲博士學位;1990年12月-2006年5月在中科院微電子所工作,其間2001年9月-2006年5月任該所所長;2006年6月-2008年12月在三星半導體(中國)研究所工作,任所長;2009年1月起入職清華大學。
在中科院微電子所期間,錢鶴曾從事Si CMOS工藝技術、SiCMOS/SOI抗輻射電路和GaN微波功率器件等方面的研發工作,獲得國家技術發明二等獎、北京市科技進步一等獎、中科院科技進步二等獎、政府特殊津貼等多種獎勵。在三星半導體(中國)研究所工作期間曾負責多項智能手機和其它信息終端中的芯片應用解決方案的開發工作。
錢鶴加入清華大學后講授“微電子制造工藝技術”和“現代半導體器件導論”課程,科研工作主要集中在新型半導體存儲器方面,包括面向嵌入式存儲和安全認證應用,以及基于憶阻器的存算一體(CIM)芯片研發等。
高濱:80后清華大學長聘副教授 北京大學博士
高濱2008年本科畢業于北京大學物理系,2013年獲得北京大學微電子學與固體電子學專業理學博士學位,2015年加入清華大學微納電子系,現為清華大學集成電路學院副教授。
高濱的研究方向包括新型存儲器、器件模型與模擬、設計-工藝協同優化、存算一體與神經形態芯片、信息安全芯片。
去年,高濱在光明日報撰文表示:“如今,我與團隊已與很多技術公司開展合作,我們研發的芯片技術運用到很多領域。令我更為欣慰的,是我的研究成果、發表的論文,已被引用1萬多次,供更多的研究者參考。要知道,芯片的產業鏈條很長,需要方方面面的人一起積累、共同進步,能為研究芯片的人提供我的智慧力量,這便是我的價值所在。”