每增加一个量子比特,算力就会翻倍,理论上能达到指数级增长。虽然光有数量不行,质量、稳定性、容错率也不能忽视。但不管怎么说,比特数量仍然是量子计算机实力的一个硬指标。现在真正能整机交付的国家,就三个:加拿大、美国和中国。那么,谁家的量子比特最多?


美国,奠基者的霸主之路
美国,作为量子计算的奠基者,地位自然不容小觑。
1980年,保罗·贝尼奥夫首次提出量子图灵机的概念。
这就好比给量子计算机画了个草图,有了个大致的模样。
紧接着,1981年,费曼又提出了量子模拟的设想。
这哥们儿脑洞大开,觉得用量子计算机来模拟量子过程,简直就是天作之合,事半功倍。

这俩人的设想,点燃了量子计算的火苗,但真正让它进入大众视野的,是肖尔算法。
1994年,彼得·肖尔开发了一种量子算法,能用来寻找整数的质因数。
这下可捅了马蜂窝了,要知道,当时的加密技术,很多都是基于大数分解的难题。
要是量子计算机真能把银行密码、国家机密都给破解了,那还得了?
这一下子直接把量子计算推到了聚光灯下。

也是在那一年,美国国家标准与技术研究院赶紧组织了第一次量子计算研讨会,生怕自己落后了。
2001年,IBM用量子计算机成功分解了15的质因数,算是正式证明了量子计算的可行性。
当然了,这期间也有不少人泼冷水,觉得量子计算机的计算结果不够稳定,动不动就出错,实用性不高。
2019年,IBM构建了一台拥有53个量子比特的计算机。
随后几年,各大科技公司都跟打了鸡血似的,都想在量子比特的数量上取得突破。

2021年,IBM推出127比特的Eagle处理器。
2023年12月,推出1121比特的Condor量子处理器。
这也是目前美国量子比特数量最多的超导量子芯片。
IBM计划在2030年之后,交付拥有“数千个逻辑量子比特”的量子中心超级计算机。
另一家公司IQM,提出了一个更加大胆的计划。
他们放话,要在2030年实现容错量子计算,并在几年内扩展到100万量子比特!

这要是真实现了,那可就真要改变世界了!
当然,美国也有自己的烦恼。
一方面,他们担心中国在量子技术上赶超自己,所以想方设法地限制技术出口,想继续保持自己的霸主地位。
另一方面,量子计算的伦理问题开始浮现,如果被滥用,信息安全该如何保障?
参考信息:
1、维基百科.《保罗·贝尼奥夫》
2、phys.org官网.《IBM宣布开发出127量子比特量子处理器》
3、维基百科.《IBM Condor》


加拿大,退火机的另类突围
相比美国,加拿大的量子计算机走了一条完全不同的路——量子退火。
2011年,加拿大的D-Wave扔了个重磅炸弹,发布了全球首台商用量子退火机D-WaveOne,使用128量子比特的Rainier芯片。
这玩意儿,简单来说,就像是游戏里的“外挂”,专门用来加速解决优化问题。
但严格来说,退火机并不是真正的量子计算机。

它的计算能力,更偏向特定应用场景,而不是通用计算。
尽管如此,D-Wave率先实现了量子计算商业化,让量子计算机真正开始卖钱了。
接下来的几年,D-Wave就像开了挂一样,不断升级自家的退火机。
从128量子比特一路狂飙到5000量子比特(2024年)。
他们的战略很明确,不去和超导量子计算机拼算力,而是死磕优化问题,避开正面战场,专攻物流、金融等领域。

D-Wave在2025年3月还放出豪言,说自己已经实现了量子霸权。
宣称自家的Advantage2原型机在解决复杂磁性材料模拟问题上,超越了经典超级计算机。
这话一出,立刻引发了学术界的争议。
有人认为退火机根本不算真正的量子计算机,计算优势也没有被完全验证。
但D-Wave毫不理会,依旧坚持自己的道路。

毕竟,他们的客户可是洛克希德·马丁这种大企业,资本的认可,远比学术界的嘴炮来得更重要。
最近,加拿大政府也下了血本,投入5200万美元支持107个量子研究项目,看来是要在量子领域大干一场了。
参考信息:
1、维基百科.《D-Wave系统》
2、phys.org官网.《D-Wave出售首台商用量子计算机》
3、Quantum Computing Report官网.《D-Wave宣布2024年订单量增长120%,首款D-WaveAdvantage处理器已售出,并达成协议以最高1.5亿美元的价格出售额外普通股》


中国,量子计算的自主突围
咱们国家在量子计算上的起步,确实不算早,但发展速度却是杠杠的。
二十一世纪初,咱们国家成立了第一个量子计算研究小组。
2016年,墨子号量子卫星升空,为量子通信和计算搭建了实验平台。
2020年本源量子推出了6量子比特的超导芯片KF-C6-130,制造了本源悟源量子计算机。
这事儿的意义在于,咱们不再是纸上谈兵,而是真正开始掌握量子计算机的核心技术了,这是从0到1的突破。

紧接着,2021年,24比特的悟源2来了。
2024年,72比特的本源悟空发布,采用国产第三代超导芯片“悟空芯”,并搭载中国首个量子计算机操作系统本源司南3.0。
技术链条越来越完整,咱们的量子计算事业,正在扎扎实实往前推进。
本源量子已经建成了我国第一条量子芯片生产线,不仅能自主生产量子芯片,还能对其进行监测、修复、保存。
最近还扩大了产能,从同时组装5台量子计算机提升到了8台。

咱们的量子计算发展,并不是单腿跳,而是两条腿走路,超导量子计算和光量子计算齐头并进。
中国科学技术大学团队推出了光量子计算机原型九章,次年又升级到了九章2.0,并推出了66量子比特的超导量子计算机祖冲之2.1。
两条路线各有千秋,但目标是一致的——让量子计算真正走进现实。
科技要发展,人才是关键。
为了培养更多的量子计算人才,教育部已经增设了量子信息专业,还让实验室对外开放,培养实战型人才,给咱们的量子计算事业,注入了源源不断的活力。

量子计算的应用前景,是相当的广阔的。
比如在新药研发领域,量子计算机可以快速找到自然界不存在的分子结构,帮助药企缩短研发时间,这是能救命的技术。
再比如金融、人工智能等领域,量子计算都能发挥巨大作用,绝对是未来科技界的香饽饽。
当然,咱们也不能盲目乐观。
咱们的量子计算产业,目前还处于发展初期,和国际巨头相比,还有不少差距。
但是,咱们一直稳健前进。

2024年12月,咱们推出了更先进的504量子比特超导芯片“小鸿”。
2025年3月,咱们已成功建立与南非之间的量子密钥分发链路,这是我国首次在南半球建立超安全通信连接。
咱们还计划到2027年推出全球量子通信服务。
相信在不久的将来,咱们也能弯道超车。
参考信息:
1、国防大学出版社.《计算和通信领域的飞跃:中国视角》
2、The Quantum Insider官网.《中国推出504量子比特超导芯片》
3、The Quantum Insider官网.《中国与南非建立量子安全通信链路》
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