Несмотря на санкции США, Китай построил на западном оборудовании квантовый компьютер "Сунь Укун"

Китайская компания создала 72-кубитный сверхпроводящий квантовый чип с помощью иностранного оборудования, несмотря на все попытки Соединенных Штатов сдержать развитие Китая в этой области.

В производственном процессе используется немецкая литография, корейские термические инструменты, а также, возможно, японские электронно-лучевые технологии. На снимке: KF-C72-300, 72-кубитный квантовый процессор может работать исключительно при температуре, близкой к абсолютному нулю. (Фотография представлена пресс-службой компании Origin Quantum)

Origin Quantum, производитель квантовых вычислительных машин и из Хэфэй, 6 января официально представила свой квантовый компьютер третьего поколения под названием Wukong (Сунь Укун). В китайской мифологии это имя носит Король Обезьян, владеющий 72 превращениями. В начале 2023 года компания заявила, что запустит Wukong в июле того же года. Однако затем без объяснения причин запуск был перенесен на текущий месяц.

В сентябре 2020 года компания запустила свой 6-кубитный сверхпроводящий кристалл, известный как KF-C6-130, и использовала его в своем квантовом компьютере собственной разработки под названием Benyuan Wuyuan. В феврале 2021 года компания представила второй вариант Benyuan Wuyuan 2 с 24-кубитным квантовым процессором KF-C24-100.

В настоящее время Wukong функционирует на 72-кубитовых квантовых микросхемах KF-C72-300 - сверхпроводящих кристаллах, способных работать только при температуре, близкой к абсолютному нулю (-273,15 градуса Цельсия).

Не стоит долго раздумывать над тем, каким образом Origin Quantum удалось сконструировать свои чипы, поскольку компания уже показывала свою производственную линию во время интервью центральному телевидению Китая (China Central Television, CCTV) 31 января 2023 года.

Цзя Чжилун, заместитель директора Инженерного исследовательского центра квантовых вычислений в Аньхой, совместного предприятия Origin Quantum и Главной лаборатории квантовой информации Китайской академии наук, рассказал о каждом этапе технологического процесса и машинах, используемых в производстве.

Баланс сил на рынке чипов медленно, но неуклонно смещается в сторону Китая

Зарубежные поставщики

Во-первых, для создания рисунка на пластине Origin Quantum использует импортное литографическое оборудование - установку совмещения и экспонирования MA/BA8 Gen4. Эта машина производится немецкой компанией SUSS MicroTec, которая была основана в 1949 году - сначала как дистрибьютор оптических приборов, а затем как контрактный завод-изготовитель. В 2001 году SUSS MicroTec начала заниматься производством фотомасок, поглотив американскую компанию из Калифорнии Image Technology.

Затем кристалл проходит процесс покрытия и окисления в четырехкамерной сверхвысоковакуумной (СВВ) установке QBT-J, изготовленной Yuomao Technology - компанией из Сямэня, основанной в 2018 году. В декабре 2021 года компания Yuomao сообщила, что в рамках финансирования серии А она получила десятки миллионов юаней, или несколько миллионов долларов, от калифорнийского венчурного фонда Sequoia Capital.

В июне прошлого года, на фоне растущей геополитической напряженности в отношениях между Соединенными Штатами и Китайской Народной Республикой, Sequoia Capital заявила, что к марту 2024 года она будет разделена на три независимые фирмы: HongShan - останется работать в Китае, Peak XV - для рынков Индии и Юго-Восточной Азии и Sequoia - для рынков Соединенных Штатов и стран Евросоюза.

В процессе нанесения покрытия, также известном как вакуумное (испарение) осаждение, электронный луч (e-beam) направляется на кусок сверхпроводящего металла, к примеру, алюминийтриниобия (сплав ниобия и алюминия), который испаряется и осаждается на полупроводниковой пластине. В видеоролике Цзя говорит, что толщина аддитивного слоя сверхпроводящего металла на пластине составляет всего один нанометр. По его словам, в этой же машине пластина будет подвергнута процессу окисления. Авторство этой технологии в видеоролике не раскрывается. Однако известно, что лидирующее положение на рынке электронно-лучевой литографии принадлежит Японии.

На третьем этапе пластина проверяется на наличие дефектов. В этой части ролика в кадре появляется машина быстрого термического отжига пластин (RTA) от южнокорейской компании Real RTP.

 Origin Quantum, производитель квантовых компьютеров из Хэфэй, 6 января официально представила свой квантовый компьютер третьего поколения под названием Wukong (Сунь Укун). В китайской мифологии это имя носит Король Обезьян, способный перевоплощаться в 72 различные формы. На снимке установка совмещения и экспонирования (выравниватель масок MA/BA8 Gen4) от немецкой компании SUSS MicroTec (Фотография представлена Центральным телевидением Китая.)

 Согласно информации на сайте Real RTP, машина Real RTP 100 способна выполнять различные операции, в том числе быстрый термический отжиг и окисление. Машина может нагреть пластину до температуры более 1 000 градусов Цельсия за несколько секунд, что необходимо для изменения электрических характеристик подложки.

 В декабре 2022 года компания Origin Quantum заявила о разработке NDPT-100, первой в Китае платформы зондового неразрушающего контроля электрических параметров, которая выглядит как микроскоп высокого разрешения. В январе 2023 года компания заявила о разработке системы лазерного отжига MLLAS-100, которая позволяет точно устранять дефекты в квантовых чипах для увеличения их производительности.

Цзя утверждает, что если раньше специалистам требовался месяц, чтобы обнаружить и устранить все дефекты на пластине без NDPT-100, то теперь эта процедура может быть сокращена всего до четырех часов. Не называя конкретных цифр, он также сообщил, что MLLAS-100 помог увеличить выход микросхем более чем в 10 раз. В завершение пластина проходит процесс тестирования и упаковки, в котором задействованы уже существующие в Китае технологии.

Экспортный контроль

Компании SUSS MicroTec, Yuomao Technology и Real RTP не ответили на запросы журналистов о том, используются ли в их машинах на территории Китая американские комплектующие, программное обеспечение, технологии или (что представляется весьма вероятным) японская электронно-лучевая пушка.

США строят “лазерные сети", способные удерживать беспилотники в воздухе бесконечно долго

Некоторые отраслевые специалисты заявили, что нет никаких доказательств того, что упомянутые выше иностранные компании нарушили правила экспорта микросхем из Соединенных Штатов, которые были обнародованы Бюро промышленности и безопасности (BIS) Министерства торговли 7 октября 2022 года. По их словам, требования американцев были направлены на ограничение потенциала Китая в части получения и производства передовых вычислительных или суперкомпьютерных чипов, а о квантовых кристаллах речь не велась.

Кроме того, учитывая, что производственная линия Origin Quantum была запущена в начале 2022 года, ее поставщики, ну никак не могли попасть под действие экспортного контроля, который Вашингтон ввел позже - в октябре того же года.

Напомним, что в ноябре 2021 года три китайские организации были включены в черный список юридических лиц США за покупку и/или попытки приобретения товаров американского происхождения для использования в военных целях, в том числе для преодоления систем малозаметности и противолодочного применения, а также для взлома шифров или наоборот для создания не поддающихся взлому систем криптографии.

Под санкции попали такие компании, как Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale, QuantumCTek и Shanghai QuantumCTek. Все они связаны с китайским физиком Пань Цзяньвэем, которого прозвали "отцом кванта". Origin Quantum - это самостоятельная контора, не имеющая отношения к Пэну и не попавшая под западные санкции.

Масштабы производства

На момент интервью Цзя с телеканалом CCTV в январе прошлого года завод проработал как минимум год. В это время он сказал, что за 2022 год Origin Quantum изготовила 1 500 партий продукции, но не раскрыл объем производства.

Real RTP 100 обеспечивает быстрый термический процесс изготовления интегральных микросхем. *(Фотография представлена Центральным телевидением Китая)

Он лишь сообщил, что компания впервые в истории отгрузила 24-кубитный квантовый компьютер. Благодаря этой поставке Китай стал третьей страной в мире, построившей и запустившей в эксплуатацию квантовые компьютеры после США и Канады. Цзя также указал рукой на пустые стеллажи заявив, что тут будут храниться коробки с чипами Wukong.

Генеральный директор компании Origin Quantum Чжан Хуэй в своей статье, опубликованной в декабре 2022 года, заявил, что Китай отстает от ведущих стран мира в области разработки квантового оборудования примерно на три-четыре года. Он добавил, что между Китаем и Соединенными Штатами существует огромный разрыв в области промышленного применения квантовых технологий.

Хуэй отметил, что Origin Quantum отстает от IBM и Google в плане аппаратных продуктов и разработок, но имеет некоторые преимущества в программном обеспечении и операционных системах.

В ноябре 2022 года IBM выпустила Osprey, сверхпроводящий квантовый компьютер на 433 кубита, втрое превосходящий по количеству кубитов устройство Eagle, выпущенное в конце 2021 года. На сегодняшний день Osprey остается самым быстрым квантовым компьютером в мире.

На снимке ведущий китайский квантовый ученый Пань Цзяньвэй. Фотография предоставлена китайским международным новостным телеканалом CGTN

В прошлом месяце IBM представила 1.121-кубитный Condor, а также 133-кубитный процессор Heron, который на сегодняшний день является наименее подверженным ошибкам устройством компании и может использоваться совместно с другими квантовыми вычислительными машинами. В этом году компания планирует выпустить компьютер Flamingo мощностью в 1 386 кубитов.

Презентация первой линии по производству квантовых компьютеров на территории материкового Китая (31 января 2023 года)