谷歌发布新一代量子计算芯片Willow，引发科技界热议与期待

近日，谷歌透露，已成功研发出新一代量子计算芯片Willow，芯片尺寸仅为4平方厘米，内置105个量子比特（Qubits）。在“随机电路采样”（RCS）基准测试中，全球第二快的超级计算机 Frontier 需要“10 的 25 次方”年才能计算出答案，而 Willow 可以在不到 5 分钟的时间内完成。

谷歌的成功也引起了马斯克、奥特曼等科技巨头的称赞。

12月11日，国盾量子量子计算负责人王哲辉对《每日经济新闻》记者表示：“（这是）一个非常令人印象深刻的科技进步，表明我们离量子比特不应该太遥远。”可以纠正错误，但量子计算是一个漫长的旅程，如何使用这样的量子比特来制造一台‘可用’的量子计算机仍然极其困难。”

“爆炸式”进展

谷歌表示，Willow 可以成倍减少错误，解决了该领域近 30 年来一直在追求的量子纠错的关键挑战。

对于谷歌在量子计算领域突破的意义，王哲辉表示：“这次谷歌使用随机电路采样RCS基准测试来衡量Willow的性能，是目前可以在量子计算机上进行的最困难的经典测试基准测试中，Willow 在五分钟内完成了标准基准计算，而目前最快的超级计算机之一 Frontier 需要 10 万亿年才能完成相同的计算，这一结果进一步证明了量子系统相对于传统计算机的巨大性。计算优势。”

王哲辉补充道：“Willow实现了随着比特数的增加，错误率呈指数级下降。谷歌测试了从3×3、5×5到7×7不同尺寸的量子比特网格。这是超导量子的其中之一首次对系统进行实时纠错的成功案例，提高了量子计算机的可靠性。”

据投报研究院介绍，量子计算可分为量子比特、量子门、量子算法、量子纠错、量子通信、量子模拟和量子编码。由于量子位极其脆弱，容易受到环境中的噪声和干扰的影响，因此量子纠错是量子计算的重要组成部分。

王哲辉还认为：“量子计算的潜力在于它能够在某些特定任务上超越经典计算机，显着提高计算速度。然而，量子比特不可避免地会受到环境噪声的影响而出现错误。通常在量子计算中，所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，通过量子纠错来保证整个系统的正确运行是必然的要求，这也是量子的原因。计算正在变得实用，可以提供真实有用的信息面临的主要挑战。”

中国的“量子计算”实力

王哲辉认为：“总体来说，国际学术界树立了三个里程碑。第一步是实现‘量子计算优势’；第二步是实现专用的量子模拟器；第三步是利用量子的辅助纠错以实现可编程通用量子计算机。”

头报研究院报告显示，2020年，中国科学技术大学潘建伟院士、陆朝阳教授组成的研究团队在76光子量子计算样机上完成了“高斯玻色采样”计算，计算速度比超级计算机快100倍。万亿次，从而实现“量子计算优势”。

2021年，我国可编程超导量子计算原型机“祖冲二号”将发射。

本源量子向《每日经济新闻》记者提供的信息显示，本源量子首次向海外出售中国自主量子算力。中国向海外出售的自主量子算力是中国第三代自主超导量子计算机“原悟空”。

量子计算机方面，国盾量子参与“巢湖明月”超融合计算中心项目，协助中国电信量子集团构建“超算-量子计算”混合计算架构体系，探索“超融合”发展“ 技术。

投报研究院认为：“通过中美量子计算产业基础对比发现，美国在该领域的科研基础、政府活动、民营企业参与、技术成果等方面具有明显优势。我国量子计算在部分领域取得了进展，但总体仍需加强，未来随着基础研究的完善和企业创新能力的增强，我国量子计算在全球的市场份额有望从15.1%提升。在2023 年到 2028 年达到 17.2%。”

该行业仍处于早期阶段

王哲慧告诉记者：“我们一直强调量子计算有着光明的前景，但这个产业还处于早期阶段。”

王哲辉表示：“从节奏上看，预计未来三到五年，将实现数百到数千个量子比特的相干操控，量子化学、新材料设计、优化算法等问题将得到解决。”解决，并实现可扩展的量子纠错；未来10到15年，在量子纠错的基础上，我们还处于量子计算发展和产业化的早期阶段，还有很长的路要走。之前要走的路商业化，需要产学研界的长期努力。”

在量子计算产业链方面，根据头报研究院的报告，量子计算产业产业链的上游是环境和测控部分，主要包括量子比特测控系统（完整的测控系统） 、低温微波器件、电缆、激光器和探测器）、量子比特环境（GM/脉冲管制冷机、稀释制冷机、真空系统）、芯片（设备及加工制造）、其他（材料）；产业链中游为硬件机械制造和软件，主要包括机械制造（超导体、离子阱、光子、中性原子、半导体等）以及系统和应用软件开发；产业链下游是运营和应用环节，主要包括云平台和行业应用。

头报研究院行业分析师马天奇对《每日经济新闻》记者表示：“冰箱是环境实现的核心设备，随着量子计算位数和控制精度的进一步提高，环境将面临更高的要求稀释制冷机可支持数千位布线和低温制冷，是量子计算的核心设备（主要应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核心设备。用于为超导量子计算芯片提供接近绝对零的超低温环境。

王哲辉表示：“近年来，包括国盾量子在内的国内科研机构和企业依靠自主研发，国内稀释制冷机技术已达到国际先进水平。”

据了解，国盾量子近年来一直深耕量子计算领域，主要研究超导量子计算机核心部件，包括常温电子系统、稀释制冷机等，同时还提供量子计算云等相关服务平台。

本源量子表示，其是国内交付超导量子计算机整机数量最多的公司，拥有国内唯一独立的超导量子计算机制造链。