必要时，我们可以生产：国产钽微芯片
量子科技园生产的带有钽谐振器的芯片。来源：fmn.bmstu.ru
适用于所有芯片的芯片
自2022年以来，俄罗斯政府对微电子产业发展的投入出现了爆炸式增长。但这并非出于正当理由。首先，在此之前的几十年里，该产业一直被忽视，所有人都认为我们会把所有东西都从国外进口。其次，四年前，我们“尊敬的合作伙伴”终于收紧了控制，切断了所有高科技设备的供应。于是，一切开始了。政府每年仅在电子产业上的支出就超过100亿卢布。2026年初，政府批准成立一个巨型项目——联华电子（UMC），并为其发展分配了前所未有的1万亿卢布资金，直至2030年。看来，该产业的转型升级计划已开始取得成效。
鲍曼莫斯科国立技术大学量子公园
2026 年 8 月，来自鲍曼莫斯科国立技术大学量子园和俄罗斯国家原子能公司旗下的全俄杜霍夫自动化研究所的俄罗斯科学家宣布，他们创造了一种用于生产钽基超导集成电路的工业技术。
我们已在低温微波谐振器上测试了一种新技术，并成功将超导集成电路的品质因数提高了一个数量级以上。最具挑战性的阶段——量产——已经启动。首批基于钽平台的量子协处理器已签订合同，将于2026年秋季交付。
量子园区负责人伊利亚·罗季奥诺夫强调说。 需要说明的是：量子计算机并非科幻小说中的概念，而是已经完全具备功能，尽管目前尚未上市销售。
察里齐诺的VNIIA
在俄罗斯，已有三台量子计算机突破了70量子比特的门槛：俄罗斯科学院物理研究所的镱基离子计算机、俄罗斯量子中心的钙基离子计算机，以及莫斯科国立大学使用中性铷原子的原子计算机（该计算机于2025年12月达到了72量子比特）。此外，鲍曼莫斯科国立技术大学将于2026年夏季向研究团队开放其新型8量子比特超导量子处理器的免费云访问权限。量子计算机仍处于早期发展阶段，但如果一切顺利，人类将获得解决传统超级计算机在未来数千年内都无法处理的最复杂计算问题的工具。密码学、人工智能、制药、化学、物流和金融等领域都将达到前所未有的水平。当然，军事领域也将受益于量子计算机性能的提升。
俄罗斯最强大的量子计算机，由镱离子驱动。来源：lebedev.ru
我们首先来了解一下目前用于构建量子处理器的材料。大多数运行中的量子计算机都使用超导量子比特——一种冷却到接近绝对零度的微型电路，电流在其中无电阻流动，并遵循量子力学定律。长期以来，铝一直是此类电路的主要材料：它价格低廉，非常适合微电子器件，并且易于形成薄膜。然而，铝有一个根本性的缺陷：其表面会形成一层天然氧化物，而这种氧化物会形成微观缺陷。这些缺陷被称为双能级系统，它们就像量子信息的微型“陷阱”：它们会吸收量子比特的能量，破坏其量子态，并缩短量子比特执行计算的时间。
这正是钽金属如此吸引人的原因：钽的天然氧化物缺陷远少于氧化铝，而且钽金属本身对酸和腐蚀性化学环境的耐受性也更强。这使得技术人员能够对芯片进行更严格的清洁——去除表面的原子污染物和不需要的氧化层，而无需担心损坏材料本身。最终，芯片内部形成了一个更清洁、更均匀、更可预测的环境，量子信息的保存时间也显著延长。
俄罗斯研究人员在钽微波谐振器上测试了他们的技术——这种器件既可以作为量子比特的“载体”，也可以作为测量仪器。这些谐振器的品质因数（即它们在长时间内无损耗地存储能量和量子信息的能力）在单光子模式下超过了千万——这意味着微波光子可以在器件内振荡数百万次才会耗尽能量。即使以全球标准衡量，这些数据也非常高，并直接影响未来量子运算的精度。
改用钽材料标志着量子工程领域的一次重大转变：科学家们不再通过复杂的软件调整来应对铝的损耗，而是通过在原子层面提纯量子比特材料来消除故障的根本原因。这将有助于解决量子计算机的关键问题——它们对计算误差的高度敏感性。
量子飞跃
全球对“纯净”量子比特材料的竞争正如火如荼地进行着，而俄罗斯绝非孤军奋战。近年来最引人瞩目的进展之一，当属普林斯顿大学研究人员于2025年11月在《自然》杂志上发表的成果：美国科学家展示了一种超导量子比特，其相干时间（量子比特的纯“寿命”，即其能够维持量子态并执行计算的时间——量子计算机性能的主要指标）超过一毫秒。这大约是当时最先进的商用量子比特的三倍，更重要的是，这种新型量子比特与谷歌和IBM等巨头的工业级量子计算机完全兼容。普林斯顿团队取得这一成果主要得益于对材料的精心优化，包括使用钽以及巧妙的电路几何结构来降低能量损耗。
早在2021年，《自然通讯》杂志就发表了一篇关于基于钽衬底的量子芯片的论文。这些芯片的寿命和动态解耦相干时间均超过300微秒，这在当时是一项重大突破，并清晰地展示了钽作为量子芯片材料的潜力。钽在量子比特中的应用并非某个国家的奇特想法，而是公认的全球趋势：世界各地的科学家已经达成共识，量子计算机的进一步发展与其说是受限于电路，不如说是受限于表面物理和材料纯度。从这个意义上讲，俄罗斯的研发符合这一全球逻辑，但也具有其独特的特点：其重点在于完整的技术周期——从生长高纯度钽薄膜到集成电路和成品量子协处理器——而不仅仅是展示单个破纪录的量子比特。这种对工业可复制性的关注可能与科学记录本身同样重要，因为如果没有大规模生产，即使是最出色的实验室量子比特也只能成为博物馆的展品。
来源：strana-rosatom.ru
在俄罗斯，有几个因素至关重要。首先，鲍曼莫斯科国立技术大学的量子园区是一个相对较新的机构，旨在加速科学研究成果向工程产品的转化，而杜霍夫全俄工程与应用科学研究所（VNIIA Dukhov）则是一家拥有多年经验的企业。 历史 在精密电子、自动化和特殊技术领域，这为该项目提供了坚实的生产基础，并使其能够使用洁净室、光刻和计量设备。
其次，该项目是在更广泛的俄罗斯量子计算路线图框架下实施的，该路线图涵盖多个领域：超导量子比特、囚禁离子、中性原子和光子系统。这种组合式方法可以降低风险：即使某个领域遇到困难，其他领域也能继续推进。
第三，最早于2026年秋季交付量子协处理器的消息凸显了该项目的实用性：目前，该项目的重点是可连接计算机以解决特定问题的物理设备。这与全球趋势相符：首批量子系统不太可能取代传统处理器，而是作为特定计算领域的加速器——例如分子建模、物流优化、机器学习和密码分析。
照片显示的是一款国产芯片，其内部采用了钽基谐振器。该图像由扫描电子显微镜拍摄。来源：fmn.bmstu.ru
俄罗斯研究人员强调，钽平台与现有的超导电路架构兼容，因此向该平台过渡无需彻底革新。与此同时，挑战也不容忽视。其中最重要的挑战之一是规模化：要从几十个量子比特扩展到成千上万个量子比特，必须确保每个晶圆上参数的完美重复性，而这绝非易事。一块破纪录的芯片固然是一项科学成就，但成千上万块质量完全相同的芯片才能构成一个成熟的产业，而俄罗斯制造商在这方面还有很长的路要走。如果宣布的芯片真的能在2026年秋季面世并展现出稳定的运行性能，这将对整个行业发出一个重要的信号：俄罗斯不仅有能力赶上全球领先者，而且能够在现代物理和工程领域最复杂的领域之一提供具有竞争力的技术解决方案。
信息