2026年3月2日——电子制造商或将受益于普渡大学获得专利及版权的半导体仿真引擎，该技术能以低成本快速建模小至2-3纳米的半导体器件。这套被统称为“量子代码库”的引擎自2010年起持续开发完善，其建模工具由数百名研究人员（包括大学教师及研究生）贡献的超过60万行代码构成。普渡大学电气与计算机工程学院Tillmann Kubis副教授作为技术带头人，主导了该代码库的研发工作。

该团队透露，量子代码库已通过普渡创新技术商业化办公室申请了多项专利和著作权保护。其模块化架构支持针对不同应用场景定制软件包，未来可通过非排他性许可或SaaS模式授权使用。

工业需求驱动的独特优势

Kubis指出，与全球同类高性能仿真工具相比，普渡量子代码库的独特性在于其研发过程始终与行业领军企业（包括多家财富500强）保持深度合作：“我们实质上是这些公司的延伸研发部门，这种紧密协作确保每个物理效应、器件结构和材料特性的更新都能在发布后一个月内解决实际工业问题。”

单原子引发的技术挑战

针对下一代纳米技术对超小型高性能半导体的需求，Kubis解释道：“2纳米半导体仅含约16个硅原子，单个原子的增减会导致超过10%的非线性系统变化。当芯片包含万亿级晶体管时，这种原子级偏差将导致器件失效。”传统原子级仿真虽能解决该问题，但往往耗资巨大。

研究团队通过开发自动化谱变换技术，将运算成本降低数个数量级：“我们现在能以普通计算机集群完成2010年代需要国家级超算的任务，甚至可处理含百万原子界面的化学反应问题。”

持续优化的技术生态

目前团队正通过Rhino框架增强代码库的定制化能力，使其能与传统TCAD工具对接形成“原子级TCAD”系统，同时实现与密度泛函理论等化学模拟工具的协同。这项研究隶属于普渡大学“普渡计算”战略计划，该计划聚焦计算学科、实体AI、量子科学和半导体创新四大支柱领域。