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谷歌芯片

文 | 沧海阅铭

编辑 | 沧海阅铭

“文内所有信息皆出自权威机构统计”

12月10日，谷歌在美国股市收盘时，市值一夜暴增近1120亿美元，折合人民币大概8120亿元。

市值暴涨的原因，离不开谷歌发布的最新的量子计算芯片，这款量子芯片可以说是划时代的突破。

那它的作用究竟有多大？

Willow芯片

就在12月9日，谷歌推出了一款名为“Willow”（柳树）的量子芯片，拥有强大的运算能力，适用于量子计算机的芯片，凭借这块芯片强大的算力，令谷歌的市值暴涨了8120亿。

那么这款芯片的运算能力有多强呢，据谷歌公司宣称，Willow芯片仅用五分钟就可以完成“随机电路采样”的计算。

如果要是用目前世界上运算速度最快的计算机，来运算相同的问题的话，预计需要10尧（10亿亿亿）年，这可比宇宙诞生的时间都要长啊。

超级计算机

这俩的速度放在一块比较的话，不就相当于蜗牛和闪电侠比赛跑吗，这款芯片的恐怖运算速度不禁让人咂舌，也难怪市值突然暴涨。

量子计算在提高计算速度方面潜力十足，希望能超越传统的经典计算机，这也被称为“量子优越性”

量子比特

其实早在2019年，谷歌就在量子计算的方面进行了验证，在世界顶级期刊《自然》公布，声称公司使用了一台，54量子比特的量子计算机，“Sycamore”

在当时世界第一超级计算机，需要计算1万年的实验中，Sycamore只用了3分20秒就计算完了，实现了传统架构计算机无法完成的任务，这也代表着量子计算实用化的意义。

芯片

而且除了运算速度快，Willow最大的亮点还在于它强大的纠错能力，一经问世就解决了，困扰量子计算领域近三十年的重大难题，量子纠错。

信息来源

澎湃新闻《谷歌新款量子芯片解决了困扰学界30年的一个难题，距离真正应用还要多久

根据谷歌公布的消息来看，Willow 芯片里拥有 105 个量子比特，在量子计算领域，105个量子比特已经是很可观的规模了。

传统的量子计算机常常面临量子比特之间的交互错误，每增加一个量子比特，虽然计算能力会随之增长，但是出错率也会增加，这导致了计算精度的下降。

量子比特

但是随着Willow的公布，谷歌表明，在Willow所拥有的量子比特越多时，系统的出错率就越低。

当量子比特数量增多，从 3×3 的阵列扩展到 5×5 再到 7×7 的阵列时，谷歌的 Willow 芯片实验中每次扩展都能将编码错误率降低 2.14 倍，错误率下降得越来越快。

纠错技术的突破无疑是最重要的，有句话是“方向不对，努力白费”，如果不能保证计算结果的精确性，计算的速度再快都没什么意义。

马斯克的回复

就连现在的世界首富，美国的科技大佬马斯克，都对此发出了“Wow”的惊叹，还有AI领域的奥特曼，也对此发出了赞叹。

信息来源

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》

Willow 芯片的突破不仅限于计算速度和错误率的改进，它还展示了量子计算技术向实际应用转化的潜力。

量子芯片能对哪些方面产生影响？

量子芯片

经过这么多年芯片行业的发展，芯片所构建出的信息时代，使我们每个人都受益其中，感受着给我们带来的便利。

随着科技快速的推进，在传统芯片难有新突破的时候，量子芯片的兴起也必将成为各国争相研究的重点，因为它后续的格局影响非常大。

量子芯片

尤其是刚才提到的，量子比特的叠加特性，极大缩短了复杂计算的耗时，可以运用在气象预测，基因分析，密码破解等领域，有希望在速度和精度的领域有质的提升。

再者就是由于量子芯片的研发涉及了物理学，材料工学，电子工程，计算机等一系列的学科，研究也推动了学科之间的交流，促进了学术的交融。

量子芯片取得重大的突破，无疑会对传统芯片造成不小的市场冲击，迫使传统芯片做出转型或者寻求合作，不适应市场变化的，最后都会被市场淘汰。

传统芯片

量子芯片的产业链建立，之间也存在着很多的机遇，也提供了很多的就业机会和工作岗位，带动了经济的发展。

除了这些，在国际竞争的方面也存在着压力，这作为有战略意义的前沿技术，各国都高度重视量子芯片的发展。

尤其是美国、韩国这些芯片的巨头，都纷纷加大了在量子芯片上的投入，在量子芯片上，都越来越卷，争先占据主导。

量子芯片

而且量子芯片的发展将对人们的社会生活产生深远影响，在医疗保健方面，量子计算可以加速药物研发过程，提高疾病诊断的准确性。

在教育领域，量子计算相关的知识和技术将逐渐纳入教育体系，培养出更多适应未来科技发展的创新型人才。

科技人才

在娱乐产业中，量子芯片可以为虚拟现实、增强现实等技术提供更强大的计算支持，量子芯片的应用将使人们的生活更加便利，让科技服务于人类。

种种影响，不可谓不重要，那我国目前研究到哪一步了？

芯片研究

我国在量子计算领域，早已经开始了布局，看待局势的眼光可谓是十分毒辣，既然美国打压我们的传统芯片技术，那我们就另辟蹊径。

早在2016年我国就成功发射了全球第一颗量子通信卫星 “墨子号”，墨子号的发射成功，为全球的量子通信工程都树立了标杆。

墨子号

此后，我们的科研团队乘胜追击，在2017年的时候，成功研发了首台超越全球传统计算机的光量子计算机。

光量子计算机的诞生，不仅证明了我国在计算机研发方面的硬实力，对我国后续的量子计算技术发展奠定了基础。

光电子计算机

近年来随着经济的飞速发展，以及我国对量子计算领域研发投入的上涨，我国的量子计算论文发表量在全球各国中排名第二，这充分反映了中国在量子计算科研方面的活跃度和领先地位。

信息来源

观察者网《日媒：中国量子技术存在感日益突出，公开专利数超美国，居首位》

在量子计算机公开专利数量上，我国如今累计拥有的专利数量也已超越美国，达到了39%，位居世界第一，美国则是以28%紧随其后。

专利数量

更令人振奋的消息就是，在今年的四月份，我国还研发出拥有多达504量子比特的超导量子计算芯片“骁鸿”，要知道这次谷歌公开的“Willow”，也只有105量子比特。

“骁鸿”芯片刷新了国内超导量子比特数量的纪录，在超过五百量子比特的同时，也提高了量子比特的寿命。

12月7日，中电信量子集团正式发布，全国单台比特数最多的超导量子计算机，“天衍 - 504”，标志了中电信具备了，国内领先的量子计算机制造和交付能力。

天衍504

信息来源

光明网《全国单台比特数最多的超导量子计算机“天衍504”发布》

“天衍 - 504”是由一台 24 比特、两台 176 比特，和一台 504 比特组成的量子计算集群，实现了中国量子计算能力的再次质变。

我国现在已经建造了完整的产业链，我国已经完成了从芯片到整机软硬件的开发，实现了自主超导量子计算机的制造。

中国芯片

高校和科研机构也在不断的加强人才培养，增加相关专业，为超导量子计算机的发展提供了人才支持。

后续应该往哪些方面发展呢？

量子芯片

为了推动我国量子芯片的发展，我国科技的代表企业，华为在量子芯片领域的投资也十分巨大，希望通过加大研发投入，来取得成功。

华为的研究并不是一帆风顺的，除了技术遇到的难题，质量和良率的问题也十分严重，由于过程复杂，导致良率下降的十分严重。

华为的芯片

除开我们自身的技术的原因，美国对华为的制裁和限制也是关键，华为难以获取先进的制造设备和关键材料，例如EUV的光刻机等，严重限制了华为的发展进程。

据华为的财报显示，2022 年前三季度烧掉 1105 亿以上用于研发的资金，通过高投入的资金，也取得了计算、精度等技术的突破。

华为芯片

2023年，合肥的研发团队成功研制出了，第一代商业级半导体的量子芯片电路载板，填补了国内领域的空白，打破了国际的技术壁垒和封锁。

就在今年，清华大学和电子科技大学以及多个机构，成功研制出全球首个氮化镓量子光源芯片，显著的提高了输出的波长，为量子通信的研究奠定了基础。

光源芯片

这些机构及企业的潜心研究，并且在我国相关政策影响下，我国在量子芯片的领域，也在一步步的进行提升。

在芯片行业取得的成果，也就代表着我国在此要做出成绩的决心，完全有可能不被别人卡脖子，实现完全的自主可控。

华为芯片

相信经过我国科学技术的不断努力，我国的量子计算方面，也能像量子通信领域一样，继续走到世界的前列。