12月9日，谷歌官方宣布了一项重磅消息——他们推出了全新的量子芯片“Willow”。

一夜之间，谷歌的市值就暴增近1120亿美元，折合人民币大概8120亿元。

就连科技大佬马斯克都发文为此庆祝。

那么，这款芯片究竟有多厉害，竟能引起科技界如此震动？我国又是否能够超越他们？

12月9日，官方发文的同一时间，谷歌的创始人也对这款芯片的具体性能做出了解释。

他声称这款芯片拥有105个量子比特，是谷歌历史上性能最强大的量子计算硬件。

文章提到，谷歌团队为了检验这款芯片的性能，特意选择了“随机电路采样”的测试。

可以想象你试图解开一个动态迷宫，这个迷宫每秒都在重构，迷宫中的路径数目多到相当于宇宙中所有原子的数量。

传统计算机在解决类似问题时，必须逐一尝试每条路径，验证其正确性。

这种尝试对经典计算机来说是不可想象的，因为路径数量庞大到需要10的25次方年才能处理完成，也就是1后面跟着25个零的年数才能完成！

但“Willow”芯片完全不同，它拥有105个量子比特，量子比特可以同时存在于多个状态，这意味着“Willow”可以并行处理这些路径，而不需要逐一验证。

最终，它在不到5分钟内完成了这个复杂的采样任务。

然而，仅仅快是不够的。

量子计算的一大难点是“纠错”。过去的量子计算，都是随着量子比特数量的增加，计算过程中的错误率也会急剧上升，导致计算结果不可靠。

但“Willow”芯片却不一样。

实验表明，当量子比特的排列从3×3增加到5×5，再扩展到7×7时，错误率每次都能显著减半。

此外，“Willow”芯片还具备一种令人惊叹的能力：实时纠错。

传统计算往往是在问题出现后再去修复，而“Willow”芯片可以提前发现可能出现的错误，并及时修正，确保最终结果的精确性。

消息一出，科技圈立刻炸了锅。

谷歌的CEO皮查伊在社交媒体上宣布了这一突破后，特斯拉CEO马斯克马上回复了一个“Wow”。

两人甚至在评论区聊起了未来是不是可以用SpaceX的星际飞船，在太空中打造太空版量子计算机。

而OpenAI的CEO山姆·奥特曼也转发了皮查伊的推文，并写了“热烈祝贺”来表示祝福。

科技巨头的联动直接带动了谷歌市值的大幅提升。

在发布的第二天，谷歌股价飙升5.59%，市值一天内增加1120亿美元。

可以说，“Willow”芯片不仅是一项技术上的突破，更是一场资本市场的盛宴。

然而，在中美芯片竞争如此激烈的当下，他们取得了如此成就，是否就意味着我国彻底居于人下了？

我国真的落后了？

实际上，在量子芯片这一领域，我国早在2016年就开始布局了。

当时我国成功发射了全球第一颗量子通信卫星“墨子号”。

这颗卫星的任务是利用量子纠缠进行超安全的信息传输，实验的成功也证明了量子通信的可行性。

于是第二年，我们的科学家们就研发出了全球首台光量子计算机。

这台计算机专注于解决“玻色取样”问题，甚至比传统计算机高出24000倍的效率。

近年来，我国的技术研发又进一步升级。

在量子计算领域，我国的突破始于“九章号”光量子计算原型机的诞生。

2020年，科学家利用光子作为量子比特，成功完成了53个光子的量子纠缠态构建。

与此同时，在超导量子计算领域，我国也取得了重要进展。

2021年，“祖冲之二号”超导量子计算原型机横空出世，其拥有66个超导量子比特。

这一成果标志着我国成为了唯一在光量子与超导量子，两条路线都达成“量子优越性”的国家。

随着量子计算从实验室走向实用化，芯片成为决定性因素。

科学家们意识到，实现高集成度的量子芯片是未来的关键。然而，这不仅是理论问题，更是实验技术和制造能力的挑战。

为了在芯片上实现多光子且高维度量子纠缠，我国科学家团队经过6年的技术攻关，于2024年研发出了全球规模最大的光量子芯片。

这款芯片集成了2500个元器件，是全球首款能够同时完成多光子操控和测量的光量子芯片。

与此同时，在超导量子芯片领域，科学家们推出了“骁鸿”504比特超导芯片。

它虽然主要用于测试大规模测控系统，但作为国内比特数最高的量子芯片，它刷新了我国在超导领域的新高度。

中美量子芯片较量

尽管我国在光量子芯片领域取得了重大进展，但与美国等国家仍有一定差距。

特别是在量子纠错和实用化技术上，谷歌“Willow”芯片的突破，进一步拉大了两国在这一领域的技术差距。

不仅如此，美国对我国科技企业的制裁，限制了我们对于先进制造设备和关键材料的获取，也加大了我们取得技术突破的难度。

此外，量子芯片的研发还存在质量和良率问题，短期内难以完全攻克。

而这个差距不仅体现在技术难点，也体现在研发时间上。

美国早在1994年就将量子技术纳入国家战略，而我国直到2013年才明确这一方向。

IBM、Google等企业已经构建了较为完善的量子计算生态，而我国的量子应用场景还在探索中。

不过，我国的量子技术专利申请量已超过美国，占全球37%。尤其在量子通信领域，我国的技术在国际竞争中占据着独特优势。

当前，我国量子芯片的发展正逐步从技术突破走向实际应用。

科学家们正在探索量子计算在材料设计、密码学、金融建模等领域的潜力。

例如，“骁鸿”芯片计划通过云平台向全球用户开放，这不仅将推动中国量子计算生态的发展，也将为全球量子技术的合作提供新契机。

中国的量子芯片之路，是一段从基础研究到应用探索的艰辛历程。

未来，我们将在这一领域迎来更多技术成果，为全球量子技术的发展贡献中国力量。

参考文献：