光量子计算机与超导量子计算机(光量子计算机与超导量子计算机的区别)

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光量子计算机与超导量子计算机的区别

超导量子计算机会更快。

光量子计算机与超导量子计算机(光量子计算机与超导量子计算机的区别)-第1张图片-八三百科
(图片来源 *** ,侵删)

为什么有人同时听到“光量子”与“超导量子”

这两个词常一起出现,是因为它们是目前竞争最激烈的两条硬件技术路径。谷歌、IBM押宝超导;玻色量子、九章实验室则力推光学方案。新手只需要抓住一句话:超导用“电子”,光学用“光子”,介质不同,工程难点也随之分道扬镳。


一问一答:零基础上手理解

Q1:到底什么是“量子比特”?

A:想象一枚旋转的硬币,正面是1,反面是0,旋转过程中兼具正反两面,这就是“叠加”。光量子和超导都用不同 *** 制造“旋转的硬币”。

Q2:哪种方案最容易在家里实验?

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A:光学路径。 *** 几十元的分束器、激光笔,就能复刻极简版“光量子干涉”。超导芯片却需要接近绝对零度的稀释制冷机,个人难以企及。

Q3:哪一个更先攻克“百量子比特稳定运行”?

A:据IBM 2024年路线图,超导阵营已突破“1000比特”标记;光学方案还停留在50比特量级。但光学室温特性使其长期能耗更低。


架构拆解:三大差异一次看清

  • 工作温度:超导需-273℃极端制冷;光学在室温即可,省去九成能耗。
  • 操控精度:超导凭借微波脉冲精准到纳秒;光学则靠相位片微调,对振动极其敏感。
  • 纠错难度:超导已实现“表面码”九比特纠错逻辑;光学还需额外生成“簇态”才能开启纠错。

成本视角:一张对比表看懂入门门槛

光量子计算机与超导量子计算机(光量子计算机与超导量子计算机的区别)-第3张图片-八三百科
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维度光量子超导量子
初期设备10—50万元激光平台1500万元以上稀释制冷机
单次实验电费不到5元300元以上
维护团队2—3名光学工程师20名以上低温、射频、算法组合团队

未来场景谁主沉浮?引用三位“大神”观点

爱因斯坦在《物理学的进化》里写道:“未来的理论必须兼顾连续性与不连续性。”这句话恰好点出:超导走“连续微波控制”,光学走“离散光子事件”,两者互补而非替代。

2024年4月,MIT《Technology Review》封面引用IBM院士Jay Gambetta的话说:“五年内看到100万比特超导芯片并非狂野幻想。”而加州理工John Preskill在arXiv新帖中预测:光学方案将在“量子互联网”长距离通信节点上占主导。


写给萌新的三点个人建议

  1. 把量子计算当作“工具箱”而非“单一技术”:学光学时,不要忘记补充线性光学里的复振幅计算;学超导时,同步跟进表面码容错逻辑。
  2. 从光学动手,往超导进阶:先买台激光干涉套件亲手体验“分束器就是门”,再考虑深入超导芯片仿真。
  3. 盯住中国团队的进展:中国科大“九章”系列已实现255光子高斯玻色采样,论文里附录的实验细节对门外汉极其友好。

隐藏彩蛋:《西游记》里的“光与电”隐喻

如果把超导比作电母手中的闪电,快速、高能但必须伴随雷声轰鸣(制冷机轰鸣);那么光量子如同月光宝盒中的柔光,看似温柔,却能“穿越时间”。谁能最终取得“量子真经”,答案仍写在下一回。

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