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2026年,对于想进入‘量子计算控制芯片’领域的数字IC/FPGA工程师,需要提前学习哪些非常规的知识(如低温电子学、微波工程)?

单片机爱好者单片机爱好者
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9小时前
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量子计算是前沿,我看到一些公司在做量子比特的控制和读取芯片,这类岗位招聘数字IC或FPGA工程师。但要求里经常提到“了解低温电子学”、“熟悉微波电路基础”等,这些明显超出了传统数字IC的知识范畴。作为一个数字背景的人,如果对这个方向感兴趣:1. 需要提前补充学习的核心物理和电路知识有哪些?学到什么程度才算“了解”?2. 这类芯片的数字部分(比如数字信号处理、高速接口)和传统通信芯片相比,有什么特殊要求?3. 这个细分领域目前国内有哪些团队或公司在做?前景如何?
单片机爱好者

单片机爱好者

这家伙真懒,几个字都不愿写!
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  • 单片机入门生

    单片机入门生

    简单说几点。1. 物理知识:量子力学基础(不一定要会解方程,但懂叠加、纠缠、测量等概念),固体物理里超导基本概念。电路知识:微波电路(重点学传输线理论、史密斯圆图、阻抗匹配),因为控制信号是GHz微波;低温电子学关注互连、热收缩、材料选择。学到能参与讨论的程度即可。2. 数字部分的特殊点:极致时序精度(皮秒级延迟控制)、强实时性(反馈控制环路)、接口特殊(可能用到高速DAC/ADC,但更注重精度和线性度)。3. 国内团队:科研单位为主,如中科院物理所、微系统所;企业有合肥本源、深圳量旋等。前景嘛,属于高风险高潜在回报,现在入局算早期,但竞争也相对小。

    8小时前
  • 逻辑设计小白

    逻辑设计小白

    从数字IC转这个方向,我理解你的困惑。1. 需要补充的知识:低温电子学(主要学低温下器件特性、热管理、布线考量)、微波工程(传输线、S参数、阻抗匹配、基本微波器件)。学到“了解”程度就是能理解系统需求和约束,比如为什么线要短、要屏蔽,不至于设计出完全不可行的数字接口。2. 数字部分的特殊要求:一是超低延迟和确定性时序,因为量子态寿命短,控制环路延迟必须极小;二是可能涉及复杂的实时数字信号处理(如脉冲整形、解调),但数据率不一定高;三是需要与模拟/射频模块紧密协同设计,数字工程师得懂点模拟。3. 国内团队不少,高校如清华、浙大、中科大,公司除了量子计算初创,一些传统芯片公司也在探索。前景是长期看好,但短期岗位不多,需要你真心热爱。

    8小时前
  • 数字电路入门生

    数字电路入门生

    作为过来人,我建议你先别被那些术语吓到。核心物理知识,你至少得明白量子比特的基本原理(比如超导量子比特的能级、操控和读取),以及为什么要在低温下工作(抑制噪声)。电路方面,微波工程基础是关键,因为操控信号是微波脉冲。学到什么程度?能看懂典型控制系统的框图,知道混频器、滤波器、放大器在链路里干啥,能跟射频工程师对话就行。数字部分特殊在时序精度要求极高,脉冲生成和同步要到纳秒甚至皮秒级,这和传统通信芯片的连续流处理很不一样。国内团队的话,中科院相关院所、本源量子、国盾量子等都有布局。前景肯定是前沿,但应用落地还早,适合耐得住寂寞的人。

    8小时前
  • 数字IC萌新

    数字IC萌新

    从招聘角度给点建议。我们招数字工程师时,确实希望他有跨学科意识。‘了解低温电子学’意味着你要知道:1. 低温(如4K)下半导体器件的行为(载流子冻结、噪声降低);2. 热设计和功耗约束极其严格,因为制冷功率有限;3. 低温电缆和接头的注意事项。这些可以通过读几篇综述文献来掌握。数字部分的特殊点:接口速度可能不高,但同步精度和抖动要求变态;常需要和FPGA内部的软核处理器配合做实时控制,所以嵌入式技能也有用。国内团队:中科院相关所(物理所、上海微系统所)很强,企业如百度量子、华为也在投入。前景嘛,量子计算是战略方向,但商业化还需十年以上,适合耐得住寂寞、喜欢交叉学科的人。

    8小时前
  • 数字电路萌新

    数字电路萌新

    我目前在量子计算公司做FPGA,说点实际的。数字背景的人补知识,优先级应该是:1. 先学微波基础,看《微波工程》前几章,重点理解史密斯圆图和阻抗匹配,因为你要处理的是微波信号(几个GHz)。2. 再学低温电子学,核心是低温下器件特性(噪声、热管理),知道为什么线要长、功耗要低。3. 量子物理只需概念,推荐看《Quantum Computation and Quantum Information》前两章。数字部分的特殊要求:一是超低延迟,脉冲生成和反馈环路通常要在几百纳秒内完成;二是需要实现复杂的实时DSP算法,比如数字正交混频、滤波,来提取微弱的量子信号。国内公司除了几家明星初创,华为、阿里巴巴达摩院也有布局。前景是光明的,但要做好心理准备,这领域还在早期,产品迭代慢。

    8小时前
  • FPGA实践者

    FPGA实践者

    作为同样从数字IC转过来的,我建议先别被那些术语吓到。核心物理知识主要是量子比特的基本原理(超导或自旋),知道能级、操控(微波脉冲)、读取(色散读取)这些概念就行,不用深究公式。电路方面,重点补微波工程基础:传输线、S参数、阻抗匹配、混频器、放大器噪声。学到能看懂系统框图、和射频工程师讨论的程度就算‘了解’。数字部分特殊在时序精度要求极高(皮秒级),因为量子态寿命短,控制脉冲序列必须精确同步。国内团队你可以关注本源量子、国盾量子,以及一些高校实验室如清华、浙大。前景肯定好,但现阶段岗位少,建议作为长期方向储备。

    8小时前
  • 芯片设计新人

    芯片设计新人

    嘿,我也是数字IC转过来的,现在在做量子控制相关。直接给你点干货:需要学的非常规知识里,微波工程最实用也最难啃。建议从《微波工程》教材前几章入手,重点看传输线理论和Smith圆图,因为你要理解如何把数字生成的基带信号上变频到量子比特频率(比如5-10GHz)并保证信号完整性。低温方面,知道基本概念就行:低温下金属电阻变低、但有些半导体器件会失效,所以芯片设计要考虑热膨胀系数匹配和极低功耗(减少发热)。数字部分的特殊要求:1. 确定性延迟:每个控制脉冲的时序必须精确到纳秒甚至皮秒级,整个信号链的延迟要严格校准和补偿。2. 高同步性:多个控制通道之间需要严格的相位同步,以执行多比特门操作。3. 灵活的可重构性:量子实验参数经常调整,需要FPGA能快速重构脉冲序列。这和传统通信芯片追求高吞吐量不太一样,更强调‘精确’和‘灵活’。国内公司除了几家明星初创,一些高校实验室(如清华、浙大、中科大)也有合作项目,可以关注。前景嘛,量子计算还在爬坡,但控制芯片是确定性的硬件需求,值得深耕。建议先玩一下FPGA生成任意波形,再慢慢接触混频、滤波这些射频概念,一步步来。

    8小时前
  • FPGA学习笔记

    FPGA学习笔记

    作为数字背景想转量子控制芯片的人,我理解你的困惑。那些物理和微波要求确实让人头大,但别怕,你不需要成为物理学家。核心要补的是:1. 量子比特基础:搞懂超导或自旋量子比特的能级、操控(用微波脉冲)和读取原理。不用深究量子力学方程,但得明白‘频率、相位、振幅’如何对应量子态操作。2. 低温电子学:了解极低温(如10mK)下半导体器件行为(载流子冻结、噪声变化)和热管理挑战。3. 微波工程基础:掌握S参数、阻抗匹配、传输线,因为控制信号常是GHz微波。学到什么程度?能和技术物理背景同事顺畅讨论系统需求就行,比如明白为什么脉冲形状要精心设计、为什么布线要考虑热收缩。数字部分特殊点:实时性要求极高!量子态寿命短(微秒级),从算法到脉冲生成延迟必须极小,常需FPGA实现极低延迟处理。另外,控制精度要非常高,比如DAC/ADC的相位噪声、线性度影响保真度。国内团队:合肥本源量子、北京百度量子、上海图灵量子等都在做,但整体处于早期。前景是光明的,但路径长,适合耐得住寂寞、喜欢交叉学科的人。建议先找相关论文(如IEEE Quantum Engineering)读读,感受一下。

    8小时前
  • FPGA探索者

    FPGA探索者

    从职业转型角度给点建议。数字背景的人进入这个领域,优势在数字信号处理、架构设计和验证,所以物理知识补到够用即可,重点是把数字特长发挥出来。

    需要补充的核心知识:1. 量子比特的基本物理实现(超导、离子阱等),了解它们怎么被微波脉冲操控;2. 微波系统组成:信号源、调制、放大、滤波、检测,知道每个环节对数字控制的需求;3. 低噪声设计基础,理解噪声系数、热噪声等概念。

    特殊要求方面,数字部分往往要集成大量实时校准逻辑,因为量子系统参数会漂移,需要在线校正。另外,很多控制芯片是混合信号SoC,数字工程师需要和模拟/射频工程师紧密协作,所以了解他们的语言很重要。

    国内团队除了公司,中科院、清华、浙大等都有相关研究组。前景是光明的,但领域小众,跳槽选择可能有限,建议先通过慕课(如MIT的量子计算课程)或开源项目(如Qiskit)感受一下是否真有兴趣。

    8小时前
  • FPGA萌新上路

    FPGA萌新上路

    我目前在量子计算公司做FPGA,分享一下实际需要的东西。首先,低温电子学不是让你去设计低温设备,而是理解低温下(比如4K或更低)半导体器件的特性:载流子迁移率变化、热噪声降低、但寄生参数影响变大。知道为什么要把部分电路放在低温环境里(为了降低噪声),以及这对数字设计意味着什么(比如可能需要做低温下的时序分析)。

    其次,数字部分和传统通信芯片最大的不同是“反馈实时性”。很多量子算法需要根据测量结果实时决定下一个脉冲,这要求处理链路延迟极短(微秒甚至纳秒级),所以FPGA里常常要做紧耦合的硬核逻辑,而不是跑软核处理器。

    学到什么程度?能和技术物理背景的同事顺畅讨论系统需求就行,不需要你能独立推导公式。国内公司除了几家知名的,还有一些初创公司在做专用控制芯片,可以关注学术会议(比如QIP)上的国内作者。

    8小时前
  • 数字IC入门

    数字IC入门

    作为同样从数字IC转过来的,我建议先别被那些物理名词吓到。核心是理解量子比特控制的基本链路:你需要产生和读取微波脉冲(频率通常在GHz范围),所以微波工程基础是必须的。但数字工程师不用自己设计微波电路,关键是理解微波信号如何被数字部分生成和控制。建议学一下《微波工程基础》,重点看传输线、S参数、混频器这些概念,能看懂系统框图就行。

    数字部分的特殊要求,一是时序精度和确定性要求极高,因为量子态演化对脉冲时序、相位极其敏感,jitter和latency控制是核心。二是接口速度不一定特别高,但需要极低的噪声,因为信号非常微弱。

    国内团队的话,合肥、北京、上海、深圳都有,比如本源量子、国盾量子等,一些高校实验室也在做。前景肯定是前沿,但商业化路径还长,适合对物理有热情、不急于求成的人。

    8小时前
  • 硅农预备役2024

    硅农预备役2024

    从工业界招聘角度看,我们招数字工程师时,并不要求你成为微波专家。‘了解低温电子学’的实际意思是:你需要知道工作环境(比如4K或mK温度)对电路设计的约束,比如功率耗散必须极低、线缆带来的延迟和衰减、低温放大器的噪声特性。建议找几篇量子测控芯片的论文(比如《IEEE JSSC》上的)看看引言和系统框图,就能快速建立上下文。数字部分与传统通信芯片的差异:1. 更注重实时反馈,通常需要嵌入式处理器(软核或硬核)与定制数字逻辑紧密耦合,实现快速状态判别与脉冲更新;2. 接口速度可能不如5G芯片高,但同步和抖动要求更严苛;3. 算法迭代快,需要数字架构有很高的灵活性。国内团队方面,合肥、上海、北京都有一些初创公司和研究院在布局,但整体规模小。前景是光明的,但建议保持数字核心技能深度,同时拓宽物理系统认知,这样进退都有余地。

    9小时前
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