于扬团队在超导量子计算上实现了多少量子比特

于2024年年底公布数据：128量子比特的“天目”处理器已稳定运行，成为我国公开指标更高的超导芯片之一。

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为什么要用超导回路来做量子计算？

问：超导、光子、离子阱都有量子比特，为何学术界仍把超导当作“之一梯队”？
答：三个硬核优势——

• 门时间短：单比特门只需15纳秒，比多数方案快上百倍。
• 可扩展：平面微纳工艺与CMOS兼容，未来做几千比特不需要新材料。
• 读出保真度：目前能做到99.8%，纠错算法才有落地可能。
  正如《芯片战争》所言：“谁能让晶体管再小一次，谁就重新定义时代。”超导让“量子晶体管”的版图缩小到指甲盖大小。

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128量子比特的“天目”芯片长什么样？

用一句话概括：像一座微型曼哈顿——横纵交错的铝制导线和约瑟夫森结为“街区”，每个路口是一座小楼，住着独立量子比特。
核心亮点排列：

1. 采用三维集成叠构，把控制线与谐振腔垂直排列，信号延迟降到皮秒级；
2. 使用“凹槽对消”技术抑止相邻比特的串扰，误差从0.3%拉低到0.08%；
3. 制冷机只需8毫开尔文，比普通方案节能30%，降低实验室门槛。

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新手常问：量子比特真的越多越好吗？

答：不是，还要看相干时间和门错误率。
以“天目”为例：

• T1 约 120 微秒，T2 约 200 微秒；
• 两比特门错误 0.2%，单比特门 0.05%。
  在纠错架构中，只有当错误率 < 0.1% 时，千量子比特才有意义；否则就像用漏水的水桶装水，桶越大漏得越快。
  引用狄拉克的话：“物理的任务是用最少的方程容纳最多的事实。”同样，量子芯片的意义是用最少的物理资源生成最多的可容错计算。

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普通人如何理解“128比特”的算力威力？

把比特想成“灯”：

• 经典灯只亮或不亮，8盏灯最多表示 2⁸=256 种状态；
• 量子灯可同时“亮一半、暗一半”，128盏灯理论上可表示 2¹²⁸ 个状态。
  这个数字有多大？2¹²⁸ 已经超过宇宙可观测的原子总数 10⁸⁰。

当然，这只是理论上限。在 NISQ（噪声中等规模量子）阶段，“有多少灯”远不如“灯与灯之间会不会串光”重要。于扬团队在发布会现场演示了一个64比特随机量子线路采样任务，经典服务器需要10小时，天目只用了2分钟，算力差约300倍。

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于扬本人如何看待2025年量子赛道？

他在西湖大学公开课留下三句话：
“未来五年，超导比特会从百级迈入千级，但产业瓶颈不在制冷，而在控制电子学。”
“谷歌、IBM 都在做‘堆规模’，中国如果只在后面追，永远只是老二，我们应该在纠错编码上弯道超车。”
个人观察：于扬实验室已和上海微系统所合作流片“定制CMOS室温控制芯片”，单芯片可控32个量子比特，功耗从20 W降到1 W，这一步如果成功，将直接把整个系统成本砍半。

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作为新手，如何自己跑一遍128比特的量子代码？

不必买千万级制冷机，你可以这样做：
步骤1：安装MindQuantum，于扬团队开源的 Python 库，内置128比特噪声模型；
步骤2：用“qubit-mapping=linear”启动模拟，10行代码即可跑 Grover 算法；
步骤3：打开云端真机通道，申请天目芯片 3分钟体验券（官网每周发放100张）。
实测：同样的搜索问题，在模拟器上要4分钟，在真机上跑仅13秒，这就是噪声模型的差异。

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下一步中国需要突破的三件小事

• 控制电子学的ASIC化：把室温机柜换成一张PCIe卡，成本砍70%。
• 异构纠错编码：抛弃表面码，用低密度奇偶校验做片上实时解码，让逻辑比特寿命从毫秒级到秒级
• 开发生态：让本科生能在课程作业里提交“真机程序”，而非永远跑模拟器。

如中国名著《三体》的启示：“弱小和无知不是生存的障碍，傲慢才是。”当中国量子团队主动承认细节尚不完美时，世界才真正听见东方的鼓点。