百年诺奖
晶体管诞生近80年后,中国终于有了属于自己的芯片发展新范式——韬(τ)定律。
近日,华为提出的韬(τ)定律引发热议。与传统摩尔定律依赖不断缩小晶体管尺寸(几何缩微)不同,韬(τ)定律强调通过系统性降低信号传播时延(τ),以“时间缩微”提升性能。

图1:韬(τ)定律。(来源:人民日报)
如果用一句大白话概括,就是“空间不够,时间来凑”。
摩尔定律靠的是把晶体管越做越小,在有限面积里塞进更多器件;而韬(τ)定律则试图让信号跑得更快、等待更少,把效率提升的重心从空间维度转向时间维度。
有趣的是,在量子计算领域,尤其是光量子计算中,“空间不够,时间来凑”的思路,其实早已出现。
空间还是时间:光量子计算的两种路径
量子计算被认为是后摩尔时代的重要方向之一。它不依赖晶体管缩放,而是利用量子叠加、量子干涉等原理,在特定问题上有望实现相比经典计算机更强的计算能力。
在光量子计算中,如何扩展系统规模始终是核心问题。
当前,实现百光子量级高斯玻色采样(GBS)主要有两种技术路线:空间干涉方案与时间干涉方案。
空间编码的优势在于系统效率高、线路连通性强,但模式数扩展往往需要增加大量光学器件,系统复杂度迅速上升。
时间编码则提供了另一种思路:通过时间维度进行模式复用,让同一套实验装置在时域上承载更多模式,因此具有更强的可扩展性。但与此同时,其线路连通性与系统效率也会面临新的挑战。
如果借用当下韬(τ)定律的语言,这其实也是一种从“空间扩展”走向“时间利用”的技术思路。

图2:“九章四号”光量子计算原型机。(来源:中国科学技术大学)
九章四号:既要空间,也要时间
2026年问世的九章四号,首次实现空间与时间混合编码的大规模高斯玻色采样架构。
其干涉部分由三级N模式全联通空间干涉仪和两级延时环组成:
第一级小环延时以光参量振荡器(OPO)重频τ递增;
第二级大环延时以Nτ递增。
这种设计的关键,不是单纯增加器件数量,而是通过时空复用,让单个时间模式输入的脉冲扩展到大量时间模式,并最终填充所有空间模式。
简单来说,九章四号尝试解决的是一个根本问题:空间有限时,能否通过时间维度继续扩展系统规模?
这使其既保留空间干涉方案的高连通性,又兼具时间编码的可扩展能力,在系统规模扩展上形成新的平衡。

图3:“九章四号”时空混合编码示意图。(来源:《自然》)
事实上,早在2023年的九章三号中,这一路线已经显现。
九章三号通过把多光子态分束到不同空间模式,并利用延时结构把空间信息映射到时间维度,实现了准光子数可分辨探测系统。
从九章一号到九章四号,一个清晰方向逐渐出现:不只是增加空间资源,而是把时间也变成计算资源。
从摩尔定律,到韬(τ)定律,再到量子计算
当然,九章四号代表的是光量子计算路线,韬(τ)定律则面向半导体芯片体系,两者并不能直接等同。
但如果从更广义的技术演进来看,它们却体现出一种相似趋势:
当传统尺度逼近物理极限,技术创新开始从“空间扩张”转向“时间优化”。
从摩尔定律的“缩尺寸”,到韬(τ)定律的“缩时间”,再到量子计算通过时空复用突破系统规模限制,人类始终在寻找新的计算增长路径。
也许,未来计算能力竞争的关键,不只是“谁拥有更多器件”,而是——
谁更会利用时间。
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