量子計(jì)算越來(lái)越像一場(chǎng)全球拉鋸戰(zhàn),誰(shuí)先抓住糾錯(cuò)這關(guān)鍵一環(huán),誰(shuí)就占了先機(jī)。去年底,美國(guó)谷歌甩出Willow芯片,市場(chǎng)立馬沸騰,市值一夜間多出八千多億人民幣。中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)也沒(méi)閑著,祖沖之三號(hào)和九章三號(hào)接連亮劍,硬是把速度拉到百萬(wàn)億倍級(jí)別。話(huà)說(shuō)回來(lái),這場(chǎng)賽跑里,中國(guó)到底能不能穩(wěn)穩(wěn)追上,甚至反超?
美國(guó)Willow芯片糾錯(cuò)難題破解
谷歌的Willow量子芯片,2024年12月9日正式亮相,直接戳中了量子計(jì)算的痛點(diǎn)。芯片上集成了105個(gè)量子比特,工作時(shí)得在接近絕對(duì)零度的環(huán)境下運(yùn)行,嬌氣得很。但它的牛處在于糾錯(cuò)技術(shù),過(guò)去三十年,量子比特總愛(ài)出錯(cuò),一點(diǎn)電磁干擾或溫度波動(dòng),就能讓計(jì)算崩盤(pán)。Willow用表面碼糾錯(cuò)法,硬是把錯(cuò)誤率壓下來(lái),隨著比特?cái)?shù)增加,錯(cuò)誤不升反降。這項(xiàng)技術(shù),讓它處理復(fù)雜任務(wù)只需五分鐘,而最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)得算到宇宙年齡的萬(wàn)億倍那么久。
消息一出,華爾街反應(yīng)熱烈。第二天也就是12月10日,美股開(kāi)盤(pán),Alphabet股價(jià)直線(xiàn)上竄6%,公司市值多出1120億美元,折合人民幣約8120億元。這波漲幅,直接反映市場(chǎng)對(duì)量子前景的看好。投資者們押注,這芯片不只實(shí)驗(yàn)室玩具,還能推AI和藥物模擬往前沖。谷歌量子AI團(tuán)隊(duì)早幾年就鋪路,從2017年的Foxtail,到2019年的Sycamore,一步步迭代,到Willow這,總算在糾錯(cuò)上松了口。
再看2025年9月3日,谷歌公布Willow的優(yōu)化進(jìn)展,糾錯(cuò)穩(wěn)定性再上臺(tái)階,盤(pán)后股價(jià)又跳7%,市值新增1600億美元,人民幣一萬(wàn)多億。這兩次暴漲,疊加起來(lái)超兩萬(wàn)億,夠買(mǎi)下好幾個(gè)科技園。谷歌的路子是企業(yè)主導(dǎo),資金鏈緊咬技術(shù),專(zhuān)利一抓一大把,全球布局快。
美國(guó)量子投資巨大,政府和企業(yè)聯(lián)手,NIST和DARPA扔錢(qián)如流水,目標(biāo)直指2030年實(shí)用機(jī)。但糾錯(cuò)突破也提醒大家,量子比特的噪聲問(wèn)題,靠單一路徑難全解。Willow的105比特,聽(tīng)著多,可離萬(wàn)比特級(jí)還遠(yuǎn),擴(kuò)展時(shí)噪聲累積是個(gè)老大難。市場(chǎng)熱捧歸熱捧,實(shí)際落地得等幾年,谷歌自己也承認(rèn),Willow是里程碑,不是終點(diǎn)。
中國(guó)量子計(jì)算多線(xiàn)并進(jìn)領(lǐng)先
中國(guó)量子科技起步晚但步子大,國(guó)家戰(zhàn)略頂住,產(chǎn)學(xué)研一條心。谷歌Willow剛落地,2025年3月3日,中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)就推出祖沖之三號(hào)超導(dǎo)量子原型機(jī),同樣105比特,卻在速度上碾壓。處理隨機(jī)量子電路采樣任務(wù),它比全球最快超級(jí)計(jì)算機(jī)快15個(gè)數(shù)量級(jí),百萬(wàn)億倍起步,甚至超Willow百萬(wàn)倍。單比特門(mén)保真度99.90%,雙比特門(mén)99.62%,這些指標(biāo)甩開(kāi)國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品一截。祖沖之三號(hào)用二維網(wǎng)格架構(gòu),182個(gè)耦合器串聯(lián)比特,相干時(shí)間拉到72微秒,噪聲控制得死死的。
光量子這條路,中國(guó)走得更野。2023年10月,九章三號(hào)原型機(jī)亮相,用255個(gè)光子運(yùn)算,高斯玻色取樣任務(wù)百萬(wàn)分之一秒搞定,超經(jīng)典超算16個(gè)數(shù)量級(jí),兩百億年級(jí)別的活兒,對(duì)它就是小菜。光量子比特用光子扛,不需極低溫,操作簡(jiǎn)便,擴(kuò)展?jié)摿Υ?。九章系列?019年首秀,到三號(hào)這兒,控制光子數(shù)翻倍,損耗率降到國(guó)際低點(diǎn)。
再往前推,2016年8月15日,墨子號(hào)量子衛(wèi)星上天,全球首顆量子通信專(zhuān)用星。衛(wèi)星建起天地量子鏈路,京滬干線(xiàn)地面網(wǎng)無(wú)縫接軌,實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)和糾纏分發(fā)。墨子號(hào)不光是實(shí)驗(yàn),還落地應(yīng)用,金融和政務(wù)通信用上量子加密,安全系數(shù)拉滿(mǎn)。
中國(guó)量子路子寬,不死磕一條道,超導(dǎo)光量子兩開(kāi)花,通信衛(wèi)星鋪底。祖沖之三號(hào)的百萬(wàn)億加速。九章三號(hào)的光子控制,損耗低到0.5%,擴(kuò)展到千光子不成問(wèn)題。墨子號(hào)后續(xù),2024年又發(fā)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,洲際密鑰分發(fā)穩(wěn)穩(wěn)的。中國(guó)團(tuán)隊(duì)迭代快,成本控得住,國(guó)產(chǎn)設(shè)備占比九成,產(chǎn)業(yè)鏈全。
中美量子技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)
中美量子賽跑,美國(guó)企業(yè)野蠻生長(zhǎng),谷歌微軟砸錢(qián)如土,市場(chǎng)拉動(dòng)技術(shù),但路徑單一,超導(dǎo)為主,光量子弱。Willow糾錯(cuò)牛,但祖沖之三號(hào)速度甩它幾條街,九章三號(hào)在采樣上無(wú)敵。專(zhuān)利看,中國(guó)超美兩倍,應(yīng)用落地,北京上海量子中心建好,產(chǎn)業(yè)園吸金千億。美國(guó)市值暴漲熱鬧,可實(shí)際產(chǎn)出,中國(guó)量子企業(yè)估值蹭蹭上,華為中興量子模塊賣(mài)到海外。
競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì),中國(guó)不光追,還局部超。美國(guó)卡脖子思維老套,咱們自立自強(qiáng),開(kāi)放合作。
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