
量子芯片江湖再起波澜:中国有望反超谷歌
日前,谷歌在量子计算的星空中再添璀璨之星,发布了新一代量子计算芯片“Willow”。这一芯片不仅在量子纠错能力上实现了重大突破,还展现了强大的性能。在这场量子科技的较量中,中国科学家紧随其后,推出了具备105个量子比特的“祖冲之三号”超导量子计算机,其实验数据表明其性能与Willow相当。
可以说,当前量子科技的游戏规则正在发生变革,中美两国均处于第一梯队。中国在政策和技术研究方面已走在前端,展现出浓厚的量子热情。尽管普遍认为,量子计算的商业化还在遥远的未来,但业内专家对21世纪经济报道表示,特定领域的实用化解决方案有望在未来5到10年内崭露头角。
量子芯片作为下一代信息处理技术的重要方向,其优势显而易见:它能够同时存储和处理多种状态的信息,具备超强的并行计算能力,并且能耗较传统硅基芯片低至千分之一,特别适合那些对功耗要求苛刻的移动和物联网设备。
然而,量子芯片的稳定性和通用计算性能仍面临挑战。谷歌在其博客中提到,Willow在使用更多量子比特的情况下,成功将错误率降低,并解决了困扰科学界近30年的量子纠错难题。它用不到5分钟便能够完成一个“标准基准计算”,这一速度可以与现今最快的超级计算机竞相辉煌,后者完成同样的计算可能需要长达“10的25次方”年的时间,远超宇宙的历史。
那么,量子计算究竟为何引发如此广泛关注?量子计算本质上是利用量子力学调控量子信息单元进行的新型计算模式,它突破了经典计算能力的瓶颈。中国科学院的工程师刘延嘉通过“走迷宫”的比喻形象地阐述了量子计算的强大:经典计算机如同逐个尝试路径,而量子计算机则能一口气遍历所有路径,快速找到捷径。
虽然谷歌的Willow在技术上取得重要突破,但距离大规模应用仍有待时日。业内专家指出,量子计算商用需解决硬件规模化和稳定性等诸多问题。现阶段量子芯片仍局限于数百个量子比特,要解决较为复杂的实际问题,或许需要数百万的纠错量子比特。此外,谷歌的Willow还需要在极低温度下运行,设备体积庞大、成本高昂,限制了其在日常生活中的普及。
对量子计算前景的信心来自市场的预测:全球量子产业在2023年预计将达到72.4亿美元,2030年将攀升至2391亿美元,复合年增长率高达65%。而中国在超导和光量子领域都有显著优势,尤其是在光量子路径上,技术上没有明显短板。这不仅意味着巨大的市场潜力,也为中国在未来的量子竞争中提供了“弯道超车”的机会。
不过,各条技术线路在大规模应用中面临不同挑战,光量子路径仍需解决中试平台空缺与技术壁垒等问题。今年9月,上海交大无锡光子芯片研究院的中试线已启用,将助力光量子技术的突破。整体来看,量子计算产业的链条包括上游的设备、测控系统,中游的整机与软件开发,下游的产业应用,当前仍处于探索阶段,市场对此尚未充分反应。
总之,虽然“Willow”和“祖冲之三号”的表现颇为卓越,但它们仍处在解决特定问题的阶段,距离为现实问题提供实际算力的目标尚远。未来,量子纠错技术的突破可能是量子计算走向更广阔未来的关键。只有在投资和技术方面持续加码,我们才能迎来真正“有用”的量子计算时代。返回搜狐,查看更多
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