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高性能量子比特
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依托辽宁优势加速布局“原子级制造”
辽宁日报· 2025-12-08 09:37
原子及近原子尺度制造(ACSM)技术定义与范式突破 - 原子及近原子尺度制造(ACSM)是在0.1纳米至1纳米的原子级尺度上,对物质进行原子级拼装与改造的制造方式 [1] - 其核心优势在于“精确重构能力”,通过主动设计原子排列方式,从根源上赋予材料和器件全新功能,是对制造范式的根本性突破 [1] - 与纳米制造的核心区别在于“操控逻辑”的本质不同,而非尺度的简单缩小 [1] ACSM发展历程与中国学者的角色 - 1959年物理学家费曼的演讲预言了原子尺度操控的可能性,1989年IBM科学家用氙原子拼出公司标志的实验首次证实了其现实可行性 [2] - 进入21世纪,天津大学教授房丰洲率先系统性提出了制造的三个范式,并梳理出ACSM理论框架和技术路线,使其从零散实验发展为完整学科方向 [2] - 国际生产工程科学院将ACSM列为制造科学的战略性方向,中国学者在其中发挥了引领性的推动作用 [2] 大连理工大学在ACSM领域的研究与突破 - 2023年联合国际纳米制造学会在大连成功举办了第三届国际纳米制造学会先进制造研讨会,会聚了国内外百余位领域顶尖专家 [3] - 2024年与房丰洲教授共同撰写了获得国际同行广泛关注的领域综述论文 [3] - 在核心技术方面取得多项关键成果:提出了可实现0.1纳米级刻蚀深度可控的原子尺度半导体刻蚀新方法与新工艺;攻克了原子级平整表面加工技术;发展了原子尺度材料去除动态仿真方法 [3] - 在跨尺度制造装备领域的创新,成功将传统制造方法与ACSM结合,为解决从原子到宏观的工程问题提供了独特思路 [3] ACSM技术的应用前景与挑战 - 应用潜力集中在对材料性能和器件精度有极致要求的前沿领域:可突破现有芯片制造的物理极限,为下一代超高性能芯片提供制造方案;是构建高性能量子比特、实现稳定量子计算的关键;能为新型催化剂、高端光学器件等领域带来颠覆性创新 [5] - 目前仍处于发展初期,面临一系列发展瓶颈,需要从第一性原理出发,突破原子级层面的物质间相互作用机理,并以此为基础发展新型装备,同时兼顾制造效率与成本 [5] 对辽宁发展原子级制造的建议及其产业升级意义 - 建议以政策为牵引,整合辽宁黄海实验室、材料实验室等科研力量,组建跨学科攻关团队,同时优化人才政策与科技金融支持 [6] - 对辽宁产业升级意义重大:可赋能装备制造、冶金等传统产业,通过原子尺度优化材料性能推动产业高端化转型;有助于破解芯片、高端零部件等“卡脖子”难题,壮大战略性新兴产业;能催生量子科技、先进材料等未来产业赛道,重塑产业格局 [6] - 这一“根技术”将加速辽宁从“制造大省”向“制造强省”跨越 [6]