富士通超导量子计算原理入门

答案：富士通超导量子计算机采用超导约瑟夫森结作为量子比特，利用液氦冷却到20 mK以下，通过微波脉冲实现量子操控，目前已公布64量子比特原型机，计划于2025年前向科研机构开放云端访问。

为什么超导量子比特要用接近绝对零度？

之一次看实验室的冷头，我都会问：“零下273℃才能跑起来的电脑，是不是太娇气？”后来导师用《三体》里智子锁死地球科技的比喻让我秒懂：热噪声在微观世界里就像三体人的骚扰，温度每升高一度，量子叠加就会 *** 扰，信息瞬间塌方。富士通把芯片浸在20 mK的稀释制冷机里，相当于把环境吵杂度降到宇宙背景辐射的程度，量子相干时间才能达到百微秒量级，这才够做一次完整的量子门操作。
——数据来自富士通株式会社2024年3月技术白皮书

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64量子比特有多大算力？

传统电脑一次只能存一个数，量子电脑一次能存2^64个数。听起来夸张，其实日常类比很好懂：

• 如果64个经典比特是64盏灯，亮灭状态只有1种组合；
• 64个量子比特就像64枚双面硬币，可以悬浮在“正+反”同时存在的状态，理论上容纳 18 446 744 073 709 551 616 条信息并行。

富士通实验团队曾在预印本网站arXiv透露，他们用这64比特模拟了氢分子基态能量，误差0.06%，而同样任务在超算富岳上需要两天两夜。

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“量子霸权”≠万能钥匙，富士通怎么想？

业内把量子霸权形容得玄乎，我反而更喜欢富士通CTO田中达也的一句话：“我们不是在造替代神，而是在做超级显微镜。”他们现在的路线图分三段：

1. 2025年：向大学与化学品企业开放64比特云端接口，重点放在分子材料模拟；
2. 2027年：升级至1000比特规模，引入量子误差校正原型；
3. 2030年：与金融风控联合实验室，用混合算法计算高波动场景的风险矩阵。
   从目标可以看出，富士通更关心“量子优势”能否解决某一类专业问题，而非全面超越传统电脑。

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入门者如何体验富士通量子机？

零基础也可以动手，我把注册流程拆成三步：

1. 注册富士通量子云账号
在fujitsu.com/quantum页面填入学术邮箱，自动通过教育白名单。

2. 安装Qiskit-Fujitsu插件
一行命令搞定：pip install qiskit-fujitsu，插件内置64量子比特拓扑图，不必自己画图。

3. 跑之一个贝尔态示例
官方GitHub仓库里的Bell-FUQ.py只有20行代码，复制粘贴到Jupyter Notebook，点击Run，你的任务就会通过云端调度到20 mK冷头的芯片上，五分钟内返回结果。

小贴士：首次提交建议选深夜（日本时间），排队最短；同时记录 job_id，富士通会在七天内保留原始数据，方便复现。

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写在最后的“冷知识”
诺贝尔奖得主莱德曼曾说：“粒子物理学的终极目标，是把整个世界写成一个方程。”富士通选择超导路线，其实是在延续这条思想河流：用可控的低温秩序去窥见无序宇宙的算法。
我把实验室废旧的约瑟夫森结芯片做成了钥匙扣，每当在地铁里碰到有人问“这块金属贴片是干什么的”，我就会讲《西游记》“袖里乾坤大”的典故，告诉他们方寸之间，也能藏下整个宇宙的叠加态。

（图片来源 *** ，侵删）

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