现在社会上，有一种说法，说华夏用了四代人的牺牲才有了华夏共和国的诞生，用了一代人的牺牲才从一个农业国家初步建成工业化国家，用了一代人的牺牲才从初步工业化国家变成了现代工业化国家。
这其中的辛酸，又有几个人真正去体会。
秦元清看到了量子计算机项目组，上百个白发苍苍的老人，这些都是千禧年之处，国家正式立项研发量子计算机，这些年当年还风华正茂，结果接近二十年时间过去，他们都变成了一个白发苍苍的老人。
比如其中一个郭院士，在上世纪九十年代的时候，他了解到国内量子信息领域的贫瘠现状，毅然的辞掉国外的教授职务，放弃优厚的待遇条件，选择回国！
回国后，郭院士便从零开始，一点点组建班底，带领着华夏的量子信息行业从当初无比蒙昧的年代，成长到现在可以跻身到世界一流队伍当做的傲然成绩。
甚至于当初科研经费不足，郭院士将自己在海外的工资收入积累，全部捐献出来。
“老师，秦院士来了！”潘教授恭敬地对着郭院士说道。
说起来，潘教授还是郭院士的学生，只是郭院士一直低调，极少在外面露面，在2010年开始，更是直接将年富力强的潘教授推到量子计算机领头人位置，让他带领着量子计算机前行。
“郭院士！”秦元清连忙上前我郭院士握手，对于这位老院士，秦元清也是很佩服。
当初归国之时，郭院士风华正茂，指点江山，挥斥方遒，可是二十多年过去，郭院士也已经是满头白发，身形瘦弱，他将自己最美好的青春都贡献给国家，为华夏复兴贡献了自己所有。
“秦院士，得麻烦你了！”郭院士和气地笑道：“这些人已经做到极致了，只是天赋有限，做不出更大的突破了。”
“量子计算机的重要意义，秦院士应该也知道，一旦真的被美利坚率先掌握完整的量子计算机，那么我们华夏可能将面对着量子计算机领域的封锁，传统计算机的苦，我们还得再吃一遍。”郭院士说道。
秦元清郑重地点点头，然后婉拒了中科大包校长提出的欢迎宴，秦元清第一时间投入了量子计算机的研发中。
量子计算机有三种在理论上可行的实现方式——一种是超导电路，一种是半导体量子芯片，最后一种则是离子阱。
由于华夏这方面的工作起步的太晚，所以在超导电路和离子阱这两种实现形式上，华夏是远远落后于美利坚的。这种落后不仅仅是一两个身位而已，而是几十上百米的距离。
而在半导体量子芯片上，也是勉勉强强算是在同一水平，但是依然落后于美利坚。
由此可见，美利坚在科技领域的领先地位和底蕴，确实是非常可怕的。而要知道，美利坚在摸索之中艰难前行已经很多年了。结果华夏这三十年是用奔跑着，甚至是坐火箭速度追赶着，现在才堪堪看到美利坚的背影。
至于量子计算机，属于全新领域，研发一台量子计算机的难度可想而知。
一台能用的量子计算机需要满足什么条件呢？
单量子比特逻辑门和双量子比特逻辑门的保真度要达到99％以上，同时量子比特数目达到几十个以上、操作速度和退相干时间在合理范围。
简单来说的话，一共是四个条件：
第一个是量子比特，就是像经典计算机的比特一样，对于经典计算机，比特数目越多，运算的数就可以越大，其能力就越强，量子计算机也是如此。
第二个是量子逻辑门，就像经典计算机的与、或、非等逻辑电路一样，单量子比特逻辑门和双量子比特逻辑门是组成量子计算机的基本单位。
第三个是保真度，保真度需要达到99％，也就是一百次运算只能容许一次计算错误，其目的就是为了顺利完成量子计算，各个逻辑门的错误率不能超过1％。
第四个，操作速度和退相干时间，前者越快越好，后者越长越好，但往往两者无法同时满足。
而在这四个条件中，最能反映一台量子计算机优劣的，就是第一个，量子比特的数目。
为什么世界会认为，迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算机，不承认中科大的量子计算机是世界第一台量子计算机，就是因为还没有达到这四个条件。
秦元清需要解决的就是半导体量子芯片以及算法，半导体量子芯片还好，秦元清只需要指点，自然有研究人员去做。而算法，就得秦元清亲自去操刀。
秦元清在量子半导体芯片上，主要是半导体材料以及芯片的设计上解决。半导体材料在很大程度上，可以说是制约芯片量子比特提升的重要因素之一，这一部分的研究工作是极其重要的。而另一方面，就是芯片设计上，这也是另外的核心重点。
秦元清没有按照现在的芯片去研究，而是选择了碳基芯片！
目前全球半导体材料的发展已经接近物理极限，集成电路代工领域最强的台积电，已经完成3纳米工艺的商业化量产，计划2020年投产，至于2纳米工艺也在不断前行，估计也接近研发完成。
而华夏最强的半导体制造商中，基本上都卡在7纳米工艺制程上，与台积电依旧有着两代的差距。哪怕华芯科技，有着秦元清提供的大力支持，目前也才刚刚掌握5纳米工艺的商业化量产，起码还要到2019年才能投产。
秦元清并不认为，传统的半导体芯片能够适合量子计算机，他更加看好的碳基芯片。毕竟传统的半导体，已经来到了物理极限了，天花板已经清晰可见了，潜力已经快到底了。用传统的半导体，无疑是不合适的，想要在这方面实现突破，就得将目光转移到其他地方，另找半导体材料，才有可能突破瓶颈。
第三百七十三章 碳基芯片问世
说实在的，哪怕是到了今日，秦元清扶持华芯科技，可是在涉及集成电路高端制造领域，华夏与西方国家依旧有着不小的差距。
别的不说，单单阿斯麦公司的极紫外光刻机（EUV），汇聚了所有西方国家最顶尖的制造技术，堪称人类有史以来最紧密的工业品。
与航空发动机一起，成为工业制造皇冠上的一颗明珠。
秦元清也不得不承认，在硅基集成电路时代，西方国家有着巨大的先发优势，华夏很难在这一领域与西方国家展开竞争。
这也是为什么，华夏率先掌握5G技术，然后世界就轰动了，实在是3G时代的红利还没有吃完，4G时代的红利才刚刚开始吃，都还没有吃饱，结果你华威掌握5G技术，这不是砸人家饭碗么。
更可恶的是，5G技术一突破，华夏已经在建设5G基站，这速度实在是太快了。
所以才闹得沸沸扬扬。
秦元清承认，硅基芯片制程上的差距，让华夏很难在短时间内追上西方发达国家，哪怕追上了也称不上弯道超车。但硅基领域没办法弯道超车，并不意味着没有另辟蹊径的办法。
碳纳米管被科学家们寄予了厚望！
这与其本身的特性息息相关。首先，碳纳米管芯片身量虽小，但节能增效能力却更加强大，碳纳米管是由单层碳原子卷成管状的碳材料，导电性能极好，而且碳元素在地球上的储量十分丰富。
碳纳米管的直径可以根据工艺的不同制成几纳米到几十纳米长；管壁厚度更小，根据壁层碳原子数量不同，碳纳米管可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管；在同样集成度的情况下，碳纳米管芯片比硅元器件体积更小。
同时，碳纳米管的韧性极高，可以承受弯曲、拉伸等应力，电信号传输过程的延迟很短，所以，从材料物理属性上看，碳纳米管具有替代硅芯片的潜力。
其次，碳材料具有多种同素异形体，除了碳纳米管以外，还有人们熟知的金刚石、石墨、富勒烯、活性炭等等。
其导电性质强烈地依赖于结构，可以由绝缘体转变为半导体、由半导体变为导体。而且，它的导电方式和原理与传统的晶体管不一样，有更强的传导能力。
另外，现有的晶体管在导电过程中无可避免地会产生漏电流，漏电会导致发热，而碳纳米管可以避免这一问题，故而能效相对较高。
从理论上讲，碳纳米管芯片的能量利用率有望超过现有芯片的能效比（60％至70％）。
发热问题的解决也给芯片的散热降低了压力，硅晶体管的功耗很大，在小小的芯片空间内，发热极其严重，为了不使芯片过热无法工作，还需要分配部分的功耗用于芯片的散热，这使得硅晶体管功耗增大。
而碳纳米管芯片本身产热就少，加上碳纳米管本身的热导率很高，有效地减少了用于散热的能耗，所以碳纳米管的能效会远远高于以硅为材料的晶体管。
世界范围内，最早实现碳纳米管器件制备的是IBM，其在2014年成功制备出碳纳米管20nm栅长器件，不过，该器件性能比预期差很多。
近年来，也有国外的各类实验室号称制备出1nm栅长的碳纳米管器件，但更多的只是噱头，实际使用性能很差。
