一夜暴涨8120亿，美国再度突破芯片世界难题，中国还能追赶上吗？|光量子|祖冲之|美国|量子计算机

2024年12月9日，谷歌CEO皮查伊在社交平台上发了一条消息。内容不长，信息量却大得吓人。谷歌搞出了一款量子计算芯片，名字叫＂Willow＂。

这颗芯片干了两件大事：一件是把量子纠错这个老大难问题给啃下来了，另一件是跑了一个计算测试，5分钟就出了结果。同样的任务交给当今最快的超级计算机，得算多久？10的25次方年。宇宙才诞生138亿年，这个数字已经没有实际意义了。

消息放出来第二天，谷歌股价直接蹿了5.59%，市值一个晚上多了1120亿美元，换算成人民币大概8120亿。一颗指甲盖大小的芯片，105个量子比特，就把一家公司的身价往上抬了这么多。马斯克看完消息回了一个＂Wow＂，OpenAI的奥特曼也跑去给皮查伊道贺。这两位平时在社交媒体上没少互相呛，能同时服气，说明Willow确实有两把刷子。

普通电脑处理信息靠的是比特，一个比特要么是0，要么是1，非此即彼。量子计算机用的是量子比特，它可以同时处于0和1的状态，物理学上叫＂叠加态＂。打个不太严谨的比方，普通电脑走迷宫是一条路一条路试，量子计算机是把所有路同时走了一遍，效率高得离谱。

麻烦就在于，量子比特这东西太＂脆＂了。温度、震动、电磁波，什么都能干扰它。量子比特数量一多，它们之间还会互相纠缠、互相影响，错误率噌噌往上涨。上世纪90年代物理学家Peter Shor提出了量子纠错理论，从那之后，全世界的科学家花了将近30年，都没能真正解决这个问题。

Willow芯片这次用了一种叫＂表面码＂的纠错技术，把码距从3扩到5再扩到7，每扩一次错误率就减一半。这个趋势稳住了，意味着量子比特越多反而越准，这在以前是不敢想的。

2025年10月，谷歌又在《自然》杂志上发了一篇论文，说他们用Willow跑通了一种叫＂量子回声＂的新算法。这是人类历史上第一次在量子硬件上成功运行可验证算法，速度是顶级超级计算机的13000倍。谷歌自己说，这为量子技术五年内走向实际应用打开了大门。也就是说，量子计算正在从＂实验室玩具＂变成＂能干活的工具＂。

谷歌搞出这么大动静，中国这边坐得住吗？坐不住，也没打算坐。2024年12月17日，谷歌发布Willow才过了8天，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波团队就把自己的成果亮了出来——105个量子比特的超导量子计算原型机＂祖冲之三号＂。同样是105个量子比特，回应速度快得让人意外。

＂祖冲之三号＂跑83比特32层的随机线路采样测试，计算速度比当前最快的超级计算机快了千万亿倍，比谷歌2024年10月公开发表的成果快了百万倍。

2025年3月3日，这项成果以封面论文的形式登上了《物理评论快报》，审稿人的评价是＂构建了目前最高水准的超导量子计算机＂。这个评价分量不轻，《物理评论快报》是物理学界公认的顶刊。

其实回过头看，中国在量子这条赛道上布局得挺早。2016年＂墨子号＂量子通信卫星升空，2020年76个光子的量子计算原型机＂九章＂问世，是国际上第一个被严格证实具备＂量子计算优越性＂的实验。

后面＂九章二号＂＂九章三号＂接连迭代，到2023年＂九章三号＂用了255个光子，处理速度比超级计算机快亿亿倍。光量子这条路线，中国一直跑在最前面。

超导路线这边，2021年66比特的＂祖冲之二号＂研制成功。中国成了全球唯一一个在超导和光量子两条技术路线上都实现了＂量子优越性＂的国家。两条腿走路，放眼全世界，目前只有中国做到了。潘建伟院士公开讲过，我们在量子通信领域处于国际引领地位，在量子计算领域处于国际第一方阵。这话不是客气话，有成果撑着。

2019年谷歌高调宣布实现量子计算优越性，说53比特处理器200秒完成的任务，最快超级计算机要算一万年。结果2023年中国科大团队拿出了更先进的经典算法，用1400多块A100显卡只花了14秒就把同样的任务完成了。谷歌当年那个＂量子优越性＂的说法，被中国团队给推翻了。这件事在学术圈的震动程度，不亚于Willow发布本身。