近日，谷歌宣布成功研发出新一代量子计算芯片Willow，该芯片尺寸仅为4平方厘米，却内置了惊人的105个量子位元（Qubit）。在“随机电路取样”（RCS）基准测试中，Willow展现出了超凡的性能，仅需不到5分钟就能完成全球第二快超级电脑Frontier需要“10的25次方”年才能计算出的答案。

　　这一突破性进展不仅震撼了科技界，还赢得了包括马斯克、奥特曼在内的多位科技大佬的赞誉。

　　12月11日，国盾量子的量子计算负责人王哲辉在接受《每日经济新闻》采访时表示：“这是一个非常了不起的科技进展，意味着我们离实现可纠错的量子比特已经不远了。然而，量子计算仍然是一个漫长而艰辛的征程，如何利用这些量子比特制造出真正可用的量子计算机，仍然是一个巨大的挑战。”

　　“革命性”进步

　　谷歌透露，Willow能够显著减少错误，这一成就破解了量子计算领域近30年来一直难以攻克的关键难题——量子纠错。

　　王哲辉进一步解释了谷歌此次突破的重要性：“谷歌采用了随机电路采样RCS基准测试来衡量Willow的性能，这是目前量子计算机上最难的经典基准测试。Willow在短短五分钟内就完成了一项标准基准计算，而当前最快的超算之一Frontier完成同样的计算则需要10万亿亿年。这一成果再次证明了量子系统相对于传统计算机的巨大计算优势。”

　　王哲辉补充道：“Willow实现了随着量子比特数的增加，错误率反而呈指数级下降。谷歌测试了从3×3、5×5到7×7不同规模的量子比特网格，这是超导量子系统上首次实现实时纠错的成功案例，极大地提高了量子计算机的可靠性。”

　　据头豹研究院报告，量子计算涵盖了量子比特、量子门、量子算法、量子纠错、量子通信、量子仿真和量子编码等多个方面。由于量子比特极其脆弱，容易受到环境噪声的干扰，因此量子纠错在量子计算中扮演着至关重要的角色。

　　王哲辉也指出：“量子计算的潜力在于能够在某些特定任务上超越经典计算机，显著提高计算速度。然而，量子比特不可避免地会受到环境噪声的影响而产生错误。在量子计算中，使用的量子比特越多，发生的错误就越多。因此，对于大规模的量子比特系统来说，通过量子纠错来确保整个系统的正确运行是不可或缺的。这也是当下量子计算走向实用化、提供真实有用算力所面临的主要挑战。”

　　中国量子计算的力量

　　王哲辉认为：“国际学术界通常设定了三个里程碑来评估量子计算的发展。第一步是实现‘量子计算优越性’；第二步是实现专用量子模拟机；第三步是在量子纠错的辅助下实现可编程通用量子计算机。”

　　头豹研究院报告指出，2020年，中国科学技术大学的潘建伟院士和陆朝阳教授领导的研究小组在76个光子量子计算原型机上完成了“高斯玻色采样”计算，其计算速度比超级计算机快100万亿倍，从而实现了“量子计算优越性”。

　　2021年，中国可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”成功问世。

　　本源量子也向《每日经济新闻》透露，他们已经向海外首次销售了中国自主量子算力，即中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”。

　　在量子计算机领域，国盾量子参与了“巢湖明月”超量融合计算中心项目，并协助中电信量子集团构建了“超算-量子计算”混合计算架构体系，以探索“超量融合”技术的发展。

　　头豹研究院分析指出：“通过对比中美两国在量子计算产业的基础，我们发现美国在科研基础、政府活动、私营企业参与度和技术成果等方面均表现出明显的优势。虽然中国在部分领域取得了进步，但整体上仍需加强。未来，随着基础研究水平的提升和企业创新能力的增强，中国量子计算市场规模在全球的占比有望从2023年的15.1%上升至2028年的17.2%。”

　　产业尚处于早期阶段

　　王哲辉强调：“虽然量子计算的前景非常广阔，但目前产业仍处于早期阶段。”

　　他预测：“从时间节奏上看，预计在未来3年至5年内，我们将能够实现数百至上千个量子比特的相干操纵，解决量子化学、新材料设计、优化算法等问题，并实现可扩展的量子纠错。在未来10年至15年内，在量子纠错的基础上，我们将实现具备基本功能的通用容错量子计算机，并探索密码分析、大数据分析等应用。总的来说，目前我们仍处于量子计算早期发展和产业化初期阶段，距离商业化还有很长的路要走，需要产学研界的共同努力。”

　　在量子计算产业链方面，据头豹研究院报告，上游环节主要包括量子比特测控系统、量子比特环境、芯片以及其他相关材料和设备；中游环节则涉及硬件整机制造与软件开发；下游环节则包括云平台以及行业应用。

　　头豹研究院行业分析师马天奇告诉《每日经济新闻》：“制冷机是量子计算环境实现的核心装备。随着量子计算比特数量规模和操控精度的提升，对环境的要求也越来越高。稀释制冷机能够支持数千比特量级的布线和低温制冷，是量子计算的核心装备，主要用于超导和硅半导体路线。”

　　稀释制冷机是构建超导量子计算机的关键设备，它能够为超导量子计算芯片提供接近绝对零度的超低温环境。

　　王哲辉介绍：“近年来，包括国盾量子在内的国内科研机构和企业通过自主研发，在稀释制冷机技术方面已经达到了国际先进水平。”

　　据悉，国盾量子在量子计算领域主要致力于攻关超导量子计算机的核心器件，包括室温电子学系统、稀释制冷机等，并提供量子计算云平台等相关服务。

　　本源量子则表示，他们是中国目前交付超导量子计算机整机数量最多的公司，并拥有国内唯一一条自主超导量子计算机制造链。

（文章来源：每日经济新闻）