每增加一個(gè)量子比特，算力就會(huì)翻倍，理論上能達(dá)到指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。雖然光有數(shù)量不行，質(zhì)量、穩(wěn)定性、容錯(cuò)率也不能忽視。但不管怎么說(shuō)，比特?cái)?shù)量仍然是量子計(jì)算機(jī)實(shí)力的一個(gè)硬指標(biāo)。現(xiàn)在真正能整機(jī)交付的國(guó)家，就三個(gè)：加拿大、美國(guó)和中國(guó)。那么，誰(shuí)家的量子比特最多？
美國(guó)，奠基者的霸主之路
美國(guó)，作為量子計(jì)算的奠基者，地位自然不容小覷。
1980年，保羅·貝尼奧夫首次提出量子圖靈機(jī)的概念。
這就好比給量子計(jì)算機(jī)畫(huà)了個(gè)草圖，有了個(gè)大致的模樣。
緊接著，1981年，費(fèi)曼又提出了量子模擬的設(shè)想。
這哥們兒腦洞大開(kāi)，覺(jué)得用量子計(jì)算機(jī)來(lái)模擬量子過(guò)程，簡(jiǎn)直就是天作之合，事半功倍。
這倆人的設(shè)想，點(diǎn)燃了量子計(jì)算的火苗，但真正讓它進(jìn)入大眾視野的，是肖爾算法。
1994年，彼得·肖爾開(kāi)發(fā)了一種量子算法，能用來(lái)尋找整數(shù)的質(zhì)因數(shù)。
這下可捅了馬蜂窩了，要知道，當(dāng)時(shí)的加密技術(shù)，很多都是基于大數(shù)分解的難題。
要是量子計(jì)算機(jī)真能把銀行密碼、國(guó)家機(jī)密都給破解了，那還得了？
這一下子直接把量子計(jì)算推到了聚光燈下。
也是在那一年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院趕緊組織了第一次量子計(jì)算研討會(huì)，生怕自己落后了。
2001年，IBM用量子計(jì)算機(jī)成功分解了15的質(zhì)因數(shù)，算是正式證明了量子計(jì)算的可行性。
當(dāng)然了，這期間也有不少人潑冷水，覺(jué)得量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果不夠穩(wěn)定，動(dòng)不動(dòng)就出錯(cuò)，實(shí)用性不高。
2019年，IBM構(gòu)建了一臺(tái)擁有53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)。
隨后幾年，各大科技公司都跟打了雞血似的，都想在量子比特的數(shù)量上取得突破。
2021年，IBM推出127比特的Eagle處理器。
2023年12月，推出1121比特的Condor量子處理器。
這也是目前美國(guó)量子比特?cái)?shù)量最多的超導(dǎo)量子芯片。
IBM計(jì)劃在2030年之后，交付擁有“數(shù)千個(gè)邏輯量子比特”的量子中心超級(jí)計(jì)算機(jī)。
另一家公司IQM，提出了一個(gè)更加大膽的計(jì)劃。
他們放話(huà)，要在2030年實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算，并在幾年內(nèi)擴(kuò)展到100萬(wàn)量子比特！
這要是真實(shí)現(xiàn)了，那可就真要改變世界了！
當(dāng)然，美國(guó)也有自己的煩惱。
一方面，他們擔(dān)心中國(guó)在量子技術(shù)上趕超自己，所以想方設(shè)法地限制技術(shù)出口，想繼續(xù)保持自己的霸主地位。
另一方面，量子計(jì)算的倫理問(wèn)題開(kāi)始浮現(xiàn)，如果被濫用，信息安全該如何保障？
參考信息：
1、維基百科.《保羅·貝尼奧夫》
2、phys.org官網(wǎng).《IBM宣布開(kāi)發(fā)出127量子比特量子處理器》
3、維基百科.《IBM Condor》
加拿大，退火機(jī)的另類(lèi)突圍
相比美國(guó)，加拿大的量子計(jì)算機(jī)走了一條完全不同的路——量子退火。
2011年，加拿大的D-Wave扔了個(gè)重磅炸彈，發(fā)布了全球首臺(tái)商用量子退火機(jī)D-WaveOne，使用128量子比特的Rainier芯片。
這玩意兒，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就像是游戲里的“外掛”，專(zhuān)門(mén)用來(lái)加速解決優(yōu)化問(wèn)題。
但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，退火機(jī)并不是真正的量子計(jì)算機(jī)。
它的計(jì)算能力，更偏向特定應(yīng)用場(chǎng)景，而不是通用計(jì)算。
盡管如此，D-Wave率先實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算商業(yè)化，讓量子計(jì)算機(jī)真正開(kāi)始賣(mài)錢(qián)了。
接下來(lái)的幾年，D-Wave就像開(kāi)了掛一樣，不斷升級(jí)自家的退火機(jī)。
從128量子比特一路狂飆到5000量子比特（2024年）。
他們的戰(zhàn)略很明確，不去和超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)拼算力，而是死磕優(yōu)化問(wèn)題，避開(kāi)正面戰(zhàn)場(chǎng)，專(zhuān)攻物流、金融等領(lǐng)域。
D-Wave在2025年3月還放出豪言，說(shuō)自己已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)。
宣稱(chēng)自家的Advantage2原型機(jī)在解決復(fù)雜磁性材料模擬問(wèn)題上，超越了經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)。
這話(huà)一出，立刻引發(fā)了學(xué)術(shù)界的爭(zhēng)議。
有人認(rèn)為退火機(jī)根本不算真正的量子計(jì)算機(jī)，計(jì)算優(yōu)勢(shì)也沒(méi)有被完全驗(yàn)證。
但D-Wave毫不理會(huì)，依舊堅(jiān)持自己的道路。
畢竟，他們的客戶(hù)可是洛克希德·馬丁這種大企業(yè)，資本的認(rèn)可，遠(yuǎn)比學(xué)術(shù)界的嘴炮來(lái)得更重要。
最近，加拿大政府也下了血本，投入5200萬(wàn)美元支持107個(gè)量子研究項(xiàng)目，看來(lái)是要在量子領(lǐng)域大干一場(chǎng)了。
參考信息：
1、維基百科.《D-Wave系統(tǒng)》
2、phys.org官網(wǎng).《D-Wave出售首臺(tái)商用量子計(jì)算機(jī)》
3、Quantum Computing Report官網(wǎng).《D-Wave宣布2024年訂單量增長(zhǎng)120%，首款D-WaveAdvantage處理器已售出，并達(dá)成協(xié)議以最高1.5億美元的價(jià)格出售額外普通股》
中國(guó)，量子計(jì)算的自主突圍
咱們國(guó)家在量子計(jì)算上的起步，確實(shí)不算早，但發(fā)展速度卻是杠杠的。
二十一世紀(jì)初，咱們國(guó)家成立了第一個(gè)量子計(jì)算研究小組。
2016年，墨子號(hào)量子衛(wèi)星升空，為量子通信和計(jì)算搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
2020年本源量子推出了6量子比特的超導(dǎo)芯片KF-C6-130，制造了本源悟源量子計(jì)算機(jī)。
這事兒的意義在于，咱們不再是紙上談兵，而是真正開(kāi)始掌握量子計(jì)算機(jī)的核心技術(shù)了，這是從0到1的突破。
緊接著，2021年，24比特的悟源2來(lái)了。
2024年，72比特的本源悟空發(fā)布，采用國(guó)產(chǎn)第三代超導(dǎo)芯片“悟空芯”，并搭載中國(guó)首個(gè)量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)本源司南3.0。
技術(shù)鏈條越來(lái)越完整，咱們的量子計(jì)算事業(yè)，正在扎扎實(shí)實(shí)往前推進(jìn)。
本源量子已經(jīng)建成了我國(guó)第一條量子芯片生產(chǎn)線(xiàn)，不僅能自主生產(chǎn)量子芯片，還能對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)、修復(fù)、保存。
最近還擴(kuò)大了產(chǎn)能，從同時(shí)組裝5臺(tái)量子計(jì)算機(jī)提升到了8臺(tái)。
咱們的量子計(jì)算發(fā)展，并不是單腿跳，而是兩條腿走路，超導(dǎo)量子計(jì)算和光量子計(jì)算齊頭并進(jìn)。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)推出了光量子計(jì)算機(jī)原型九章，次年又升級(jí)到了九章2.0，并推出了66量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)祖沖之2.1。
兩條路線(xiàn)各有千秋，但目標(biāo)是一致的——讓量子計(jì)算真正走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
科技要發(fā)展，人才是關(guān)鍵。
為了培養(yǎng)更多的量子計(jì)算人才，教育部已經(jīng)增設(shè)了量子信息專(zhuān)業(yè)，還讓實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開(kāi)放，培養(yǎng)實(shí)戰(zhàn)型人才，給咱們的量子計(jì)算事業(yè)，注入了源源不斷的活力。
量子計(jì)算的應(yīng)用前景，是相當(dāng)?shù)膹V闊的。
比如在新藥研發(fā)領(lǐng)域，量子計(jì)算機(jī)可以快速找到自然界不存在的分子結(jié)構(gòu)，幫助藥企縮短研發(fā)時(shí)間，這是能救命的技術(shù)。
再比如金融、人工智能等領(lǐng)域，量子計(jì)算都能發(fā)揮巨大作用，絕對(duì)是未來(lái)科技界的香餑餑。
當(dāng)然，咱們也不能盲目樂(lè)觀(guān)。
咱們的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)，目前還處于發(fā)展初期，和國(guó)際巨頭相比，還有不少差距。
但是，咱們一直穩(wěn)健前進(jìn)。
2024年12月，咱們推出了更先進(jìn)的504量子比特超導(dǎo)芯片“小鴻”。
2025年3月，咱們已成功建立與南非之間的量子密鑰分發(fā)鏈路，這是我國(guó)首次在南半球建立超安全通信連接。
咱們還計(jì)劃到2027年推出全球量子通信服務(wù)。
相信在不久的將來(lái)，咱們也能彎道超車(chē)。
參考信息：
1、國(guó)防大學(xué)出版社.《計(jì)算和通信領(lǐng)域的飛躍：中國(guó)視角》
2、The Quantum Insider官網(wǎng).《中國(guó)推出504量子比特超導(dǎo)芯片》
3、The Quantum Insider官網(wǎng).《中國(guó)與南非建立量子安全通信鏈路》
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