美国量子出狠招！诺奖得主想绕开中国稀土，3年要搞出低成本技术|中国|稀土|美国量子|量子计算机

刚拿诺奖的67岁美国物理学家，领奖的庆功酒还没喝几口，就对外放了个超级狠话：3年之内搞出不依赖中国稀土的量子计算机，成本还要压到普通超算的水平。这事可不是无名小卒蹭流量瞎扯，说这话的是马丁尼斯，当年帮谷歌实现量子优越性，把超算万年算力压缩到几百秒的大佬，这回跟老东家拍板散伙单干，底气足得很。

2019年他带着谷歌量子团队放出的成果，直接炸了整个科技圈。他们的量子芯片只用200秒就算完了一道题，换成全球最快的超级计算机，得算上一万年。那之前量子计算还只是论文里听起来很玄的概念，经他这么一搞，所有人都认了，这玩意是真能打。

后来没干多久他就从谷歌离职了，原因说出来也挺有意思。他觉得要把量子计算机做成真正能用、能大规模量产的产品，必须从根上换掉芯片制造工艺，不能再走老路。谷歌管理层不想冒这个险，要按自己的节奏慢慢来，两边谈不拢，马丁尼斯直接走人单干。出来之后他还吐槽，回头看谷歌的进度，慢得让人着急。

离开谷歌后，他在美国威斯康星州开了一家叫Qolab的公司。今年3月，全球最大的半导体设备制造商应用材料，给他投了数千万美元，两家还一起公布了技术路线图，明牌要干成这件事。Qolab要解决的核心问题，说白了就是量子芯片的量产制造问题。

现在大部分量子芯片用的生产工艺，还是上世纪五十年代开发的老一套，流程说出来跟手工活没啥区别。据说台积电的工程师听说量子芯片还在用这种工艺，当场就笑了，主流半导体行业早就把这种方法淘汰了，根本撑不起大规模量产。

马丁尼斯团队拿出的方案叫窗口结技术，用一层二氧化硅做支架，通过物理气相沉积做出约瑟夫森结，再用气态氢氟酸把支架完全去掉。这套工艺干净规整，关键是能和现在的主流半导体生产线兼容，实验数据显示，做出来的量子比特弛豫时间超过50微秒，也能适配300毫米晶圆产线。

最诱人的还是成本这块，传统造量子芯片得自建专用洁净室，光前期投入就是百亿美元起步。马丁尼斯他们直接用应用材料现成的半导体产线，把启动成本压缩到了1亿美元以内，门槛直接降了两个量级。这就是他敢喊出3年搞定的核心底气，人家不是玩纯科研，是用成熟工业逻辑重新造量子计算机。

说回绕开中国稀土这件事，很多人不知道，美国早年间才是全球最大的稀土供应国。加州的芒廷帕斯矿，在上世纪六七十年代，供应了全球七成以上的稀土，那时候根本不存在稀土卡脖子的问题。后来因为环保问题矿场关闭，美国整个稀土产业链慢慢就萎缩没了。

放到现在，美国超过七成的稀土化合物要直接从中国进口，更稀有的中重稀土，依赖度接近九成。说出来挺讽刺的，现在芒廷帕斯矿还在开采，只能出口未经加工的精矿，算下来每公斤卖不到两块钱，转头还要从中国买回加工好的成品，价格直接翻了几十倍。

中国能在稀土领域站稳，不光是靠资源，核心靠的是技术。上世纪七十年代，北京大学徐光宪教授搞出了串级萃取理论，直接把稀土分离的效率拉满，成本砍了一大截。这套技术在国内推广开之后，国际稀土价格直接跌了三到七成，欧美日本原本做稀土分离的企业，接二连三撑不下去倒闭了。

这么多年下来，中国攒下了几百项独家萃取专利，稀土分离纯度能达到六个九的水平，美国现在最多也就做到三个九。中间差的不是一道小坎，是几十年积累下来的工艺细节，不是说赶就能赶上的。今年10月中国出台了新的稀土出口管制规定，只要产品含0.1%的中国稀土，或是生产用到中国技术，出口前都得申请许可，等于直接重写了规则。

美国不是没有想别的办法，拉着澳大利亚日本欧盟一堆国家谈了一圈，签了一堆合作协议，想搞自己的稀土供应链。可现实很骨感，就算能从澳大利亚拿到稀土原材料，加工环节的设备和萃取剂还是绕不开中国。就算乐观估计，美国要建起完整独立的稀土产业链，也得五到八年，这对抢速度的量子计算赛道来说，实在太久了，根本等不起。

马丁尼斯选的绕道思路，其实挺聪明的，与其花十年追不上中国的稀土技术，不如换一条不需要太多稀土的新路子。那他真的能成吗，这事得掰扯清楚。量子计算有好几个技术路线，离子阱路线保真度不错，但门操作速度比超导路线慢一千倍，相当于别人开飞机，它骑自行车。

马丁尼斯死磕超导路线，就是看中了速度优势，这个优势到了量子纠错阶段，会变成决定胜负的关键。量子纠错是量子计算机实用化的核心门槛，超导量子比特的错误率必须压到1%以下，才能进入越纠越对的状态。低于这条线，增加量子比特数量才能降低错误，高于这条线，加的比特越多，错误堆得越多。谷歌2024年底刚第一次跨过这条线，Qolab的工艺还得继续往这个目标推进。

马丁尼斯把3年目标拆成了三段推进，头半年先证明新工艺的数据是稳定可靠的，接下来用一年多时间跑通晶圆级工艺，做到单片晶圆能产出数千个量子比特，最后一年冲刺百万量子比特级别的系统原型。节奏拉得非常慢，但也不是凭空画饼。他的核心逻辑就是不用从零开始建洁净室，直接复用现有成熟的半导体产线，相当于站在现成的工业体系上起跑，不用自己一砖一瓦打地基。

有一点得实话实说，现在低温量子系统的制冷机，还是离不开稀土磁体。所以马丁尼斯说的无稀土，其实是大幅降低稀土依赖，不是彻底完全不用。这点算不上致命缺陷，但确实是没法回避的现实。不过换个角度看，这件事的意义早就不只是绕开稀土了。