美国解决30年芯片难题，一夜净赚8120亿，中国芯片发展令人意外

前言

近年来中美两国的竞争渗透到各个领域，量子芯片成为了最受关注的领域之一。

因为它被世界认为是决定“第四次工业革命”的关键因素。

近日，美国科技巨头谷歌在量子芯片取得了历史性的重大突破。

谷歌股价随之逆市大涨超过5%，如果将这些疯涨的股票抛售能净赚8000多亿人民币。

谷歌市值变化

人们不禁会问：谷歌这一壮举是否意味着美国量子芯片已将中国远远甩在身后？

Willow芯片历史性突破

量子计算，作为当今世界的最前沿领域之一，自诞生以来就肩负着突破人类对于计算能力极限的使命。

量子芯片是实现量子计算的核心关键，犹如计算机的心脏，其性能的优劣直接决定了运算速度与能力。

谷歌芯片

过去近30年里，量子芯片的发展却像是被一道枷锁禁锢，这道棘手的难题便是量子纠错。

量子比特作为量子计算的基本单元，是非常脆弱的，极易受到外界环境的干扰而发生错误。

因此在量子计算过程中，纠错显得尤为重要，随着量子比特数量的不断增加，错误也会越来越多。

中科院发文

就如同在一个精密的多米诺骨牌阵列中，只要有一块小小的骨牌倒下，便可能引发整个阵列的崩塌。

频繁出错使得量子计算的可靠性大打折扣，说白了光算的快，结果一堆错的有什么用？

而谷歌此次推出的名为Willow的量子芯片，给了这个难题当头一棒，解决了量子计算领域近30年的问题。

Willow芯片

Willow芯片通过将量子比特组织成“逻辑量子比特”的网格配置，实现了实时纠错的能力。

更为惊人的是，它的纠错能力具有强大的规模效应，随着量子比特数量的增多，其纠错效果不但不会减弱，反而更强。

这一突破等于是给量子计算机上了一道保险栓，只有准确率提上去了，才有大规模应用的可能。

Willow芯片

据了解，Willow芯片在计算能力同样实现飞跃，它能在不到5分钟的时间内完成一个“标准基准计算”。

这是什么概念呢？传统超级计算机Frontier，面对同样的计算任务，所需的时间竟然长达“10的25次方”年。

这个数字之大，甚至超过了宇宙年龄的不知道多少倍。

谷歌量子实验室

可以预想到，Willow芯片将会在众多领域掀起一场革命，如药物研发、核聚变、电池设计优化、人工智能大模型的训练等等。

看到谷歌因量子芯片突破，不禁让人好奇，我国有量子芯片吗？能否比肩Willow呢？

中国芯片

国产量子芯片对比Willow

首先我们来看看中国的量子芯片有哪些。

关注该领域的都听过“天衍504”量子计算机”，它是由中电信量子信息科技集团发布的，搭载的是“骁鸿”量子计算芯片。

天衍 504”量子计算机

这款量子芯片的比特数高达504个，一举成为目前世界上已知比特数最多的量子计算芯片。

还有大名鼎鼎的“悟空芯”，是由安徽省量子计算工程研究中心推出的，拥有 72 个工作量子比特和 126 个耦合量子比特，总计198个。

并且在比特弛豫时间 t1≥15.3μs，退相干时间 t2≥2.25μs 等关键指标上表现出色。

悟空芯

那么问题来了，中国的这些量子芯片与美国谷歌的 Willow 芯片相比，究竟孰优孰劣呢？

在量子比特数方面，谷歌的Willow芯片拥有105个量子比特，这一数字在当前的量子芯片领域无疑是相当可观的。

但中国的“骁鸿”芯片却以504个量子比特的数量傲视全球，远远超过了Willow芯片。

骁鸿

更多的量子比特意味着能够处理更为复杂和庞大的数据信息，在处理一些大规模计算问题时具备更大的优势。

虽然量子比特数并非衡量量子芯片性能的唯一标准，但它无疑是一个重要的指标。

其次，量子纠错能力一直是量子计算领域的核心难点和关键竞争点。

量子芯片

谷歌Willow芯片在量子纠错方面的突破是其此次最为耀眼的成果。

它通过独特的网格配置，实现了低于表面码关键阈值的量子纠错，为大规模量子计算的准确开辟了新的道路。

中国的量子芯片同样在量子纠错领域深耕不辍，取得了一系列积极的进展。

中国量子芯片研究团队

例如，通过采用先进的量子比特调控技术和优化的纠错算法，有效降低了量子比特间的串扰，从而提升了计算精度。

虽然与Willow芯片的纠错机制有所不同，但中国在量子纠错方面的研究成果同样展现出了强大的竞争力。

在量子计算机研发与应用方面，美国凭借着谷歌等科技巨头的深厚底蕴和强大实力，一直处于世界领先地位。

量子芯片

谷歌的量子计算机不仅在基础研究领域取得了众多成果，在将量子计算技术应用于实际问题上，也有着骄人的战绩。

如在药物发现、人工智能算法优化等领域已经开始初步展现出量子计算的巨大潜力。

然而，中国在量子计算也不遑多让，其研发与应用领域的发展速度令人惊叹。

九章三号

不仅成功研制出了“九章三号”“本源悟空”等具有国际影响力的量子计算机，还在量子计算机的应用方面成就斐然。

例如“天衍”量子计算云平台向全球开放，为广大科研机构和企业提供了便捷的服务，极大地促进了量子计算技术在各个领域的应用。

此外中国在量子计算机的核心组件研发、量子算法研究等方面也取得了一系列突破，与美国形成了并驾齐驱之势。

九章三号

结语

谷歌在量子芯片领域的突破意义非凡，而中国在量子芯片同样强大。

在这场激烈的竞争中，中美两方交替领先，未来仍会持续角逐，促进了世界科技的发展。

这将加速量子计算在多行业的渗透，更全面的走进全人类的生活当中。

中美博弈

参考信源：

【1】2024-12-11 08:43.每日经济新闻——重大突破!谷歌发布最强量子计算芯片市值一夜大增超8000亿元!科技大佬马斯克、奥特曼点赞

【2】每日经济新闻2024-12-11 21:13——谷歌量子芯片两大突破:5分钟顶最强超算1025年，解决了近30年的难题!专家称量子计算分四个阶段，目前正处于第三阶段前夕

【3】安徽新闻网-安徽日报——504比特!皖企发布全国比特数最多超导量子计算机

【4】2023-11-23 20:53·中科院物理所——量子计算的关键--量子纠错

【5】2024-01-08 10:36·环球网——中国第三代自主超导量子芯片“悟空芯”正式发布