本报记者 秦枭 北京报道
近日，谷歌宣布推出了最新量子芯片Willow。谷歌首席执行官孙达尔皮柴称其为迈向打造实用量子计算机的重要一步。数日后，由中国科学家研制的105个量子比特的“祖冲之三号”量子计算机也在arXiv线上发表，是目前超导量子计算的最强优越性。
多位业内人士在接受《中国经营报》记者采访时表示，量子芯片被认为是能够颠覆传统计算方式的革命性技术，其核心在于理论上具备超越经典计算机的计算能力。量子比特所具备的叠加态和纠缠态特性，赋予了量子芯片执行大量计算任务的能力，这在处理复杂问题、优化算法以及模拟量子系统等领域展现出了显著的优势。这种革命性的计算能力预期将极大地促进科学研究、药物研发、气候模拟等领域的飞速发展。然而，尽管量子计算技术已取得显著进展，但其真正融入日常生活仍面临诸多挑战。
争相斗艳
美国当地时间12月9日，谷歌CEO桑达尔皮查伊在社交媒体X上宣布，其最新量子芯片Willow实现了“指数级降低错误率”的关键进展，成功破解了这一领域困扰研究者30多年的难题。
据悉，在随机电路采样（RCS）基准测试中，Wilow能够在5分钟内完成当前最快计算机需要10亿亿亿（10的25次方）年才能完成的复杂运算。
北京社会科学院副研究员王鹏表示，此次推出的量子芯片之所以备受关注，主要是因为其在量子纠错技术和计算性能上实现了重大突破。Willow量子芯片成功突破了量子纠错阈值，这意味着在量子比特数量增加的同时，错误率得到了有效控制甚至降低，这对于构建大规模、高可靠性的量子计算机至关重要。此外，Willow在量子性能上相对于经典计算也创下了新基准，展示了量子计算在特定任务上超越经典计算机的巨大潜力。
除谷歌外，英伟达、微软、亚马逊等海外科技巨头也纷纷入局量子计算。2024年11月18日，英伟达宣布四项量子计算领域合作项目；2024年11月22日，亚马逊云计算平台AWS公布QuantumEmbark计划，借助此前的量子计算服务Amazon-Braket，可以通过按需付费的方式一站式访问多种量子硬件。
海外量子计算发展如火如荼的同时，国内也捷报频频。
今年1月，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线运行，并向全球用户限时免费开放。10月下旬，我国科学家又在“本源悟空”上成功完成了全球最大规模的量子计算流体动力学仿真。近日，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院发布了一款504比特的超导量子计算芯片“骁鸿”，刷新了国内超导量子比特数量的纪录。
由中国科学家研制的105个量子比特的“祖冲之三号”量子计算机也在arXiv线上发表，并超过谷歌2024年10月发表于《自然》期刊的最新进展72比特“悬铃木”处理器6个数量级，是目前超导量子计算的最强优越性。
不仅如此，政策的红利也在不断释放。今年1月，工信部、科技部、国资委、中国科学院等七部门发布了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，其中多处提出发展量子信息技术。此外，“量子技术”也在今年首次写入《政府工作报告》。
随着我国量子计算行业在国家政策、资金的支持，相关企业也在快速增加，企查查数据显示，相关企业注册量连续三年保持在1.9万家至3.0万家之间，其中2023年全年注册2.8万家量子计算相关企业，创近十年注册量新高。企业存量方面，我国现存8.2万家量子计算相关企业，在行业分布上，量子计算行业具备极强的科技属性，超七成企业归属现代科技服务业。
中国量子信息奠基人、中国科学院院士郭光灿表示，我国目前的量子计算在国际上处于第一梯队，但距离世界最前沿还有差距，突出表现在应用生态上。
在深度科技研究院院长张孝荣看来，在近几年，国内的量子计算也取得了较大的发展，不断发布相关成果。目前中美之间在量子计算领域仍然存在竞争，但双方差距不明显，也不存在明显的卡脖子的可能。
颠覆传统计算？
“将量子计算机处理特定数据的能力与电子计算机相比，相当于电子计算机与算盘相比。”郭光灿表示。
“量子计算应用于金融、医药、密码学、人工智能等领域可大幅提升效率。例如，在密码学中，量子计算可以破解现有的加密算法；在药物研发中，量子计算可以模拟复杂的化学反应过程，加速新药的研发进程；在人工智能领域，量子计算可以提高机器学习速度。”中国电子商务专家服务中心副主任郭涛表示。
除此之外，量子计算也被认为将颠覆传统计算。王鹏表示，量子芯片被视为颠覆传统计算的革命性技术，主要是因为其在理论上具有超越经典计算机的计算能力。量子比特的叠加性和纠缠性使得量子芯片能够同时进行大量计算，从而在处理复杂问题、优化算法、模拟量子系统等方面具有巨大优势。
张孝荣说道：“量子计算利用量子叠加、纠缠和干涉等特性，可以在某些特定任务上实现指数级别的加速，这使得它有可能在某些领域上超越传统计算机。此外，量子计算还可以解决一些传统计算机难以解决的问题，如密码学、化学模拟和优化问题等。”
不过，在斯坦福大学人工智能、机器人与未来教育中心主任蒋里看来，量子计算机显然不会全面代替传统计算机，比如在计算一些具体的、简单的加减乘除这样的问题时，反而传统计算机比量子计算机的优势更明显，量子计算机则有可能会算错。
他进一步解释道，传统计算机处理数据的基本单位是比特（bit），只能是0或1，仅代表一个数；量子计算机的基本单位是量子比特（qubit），它可以是30%的概率为1，而70%的概率为0。传统的计算机每次计算都会算出一个正确的答案，但量子计算机其实是在算一个概率分布。
“实现大规模高精度、稳定性的量子比特制造和操控还有很长的路要走。”360集团创始人周鸿坦言，“这让我想起第一台计算机的发明，虽然能运行程序，但直到30年后，个人电脑苹果和IBM PC才真正进入家庭。或者是把量子计算比喻成莱特兄弟发明的飞机，虽然能飞起来，但商用也经历了差不多半个世纪，所以我觉得未来可能还需要几十年，量子芯片才可能逐渐展开应用。”
谷歌方面也承认，我们可能要到2030年才能看到商用量子计算机。未来量子计算还将面临诸如提高操作准确性、开发更多实用的应用程序和降低量子计算时间成本等一系列挑战。
