超导量子芯片和光量子芯片区别

超导电量子计算用的是电子自旋还是光？
都不是，超导量子比特本质是微波调控的电流回路，跟激光无关；而光量子计算用的才是真正的光子。

---

为何大家偏爱超导，也放不下光子？

超导思路最早源于IBM的Josephson结实验，“一个巴掌大的芯片就能跑128比特”，这让资本看到规模化的可能。
光子方案的优势则在“天然高抗扰”：光子彼此几乎不相干，室温即可运算，无需稀释冰箱。

| 维度 | 超导量子芯片 | 光量子芯片 | |——|——|——| | 冷却条件 | 低于20 mK | 常温即可 | | 连接方式 | 微波同轴线 | 光纤耦合 | | 操作误差 | 约 % | 约 0.1% | | 扩展瓶颈 | 布线过密 | 片上损耗 |

---

二者工作原理到底哪里不一样？

超导：先让电流“量子化”

• 一个铝制微环+两块铝氧化层就成了约瑟夫森结
• 结上施加微波脉冲，电路在两电流方向之间振荡，既是0也是1
• 读取时用SQUID磁通计测电流方向即可

“如果量子态是一阵风，超导就是把风车安进雪屋。”——我在寒武纪大会听到的形象比喻

光量子：把信息写成光子的“路线”

• 用硅基波导把光子送进分束器（Beamsplitter），一次产生两条路径
• 路径编号0、1，光子的物理位置即携带逻辑
• 通过线性光学元件（相位器、波片）控制两条路径的相位，完成门操作
• 最经典的是CNOT门：用偏振分束器让两光子发生纠缠

---

小白最容易犯的三个误区

1. 超导=绝对低温？错！室温超导虽然仍遥远，但20mK的稀释冰箱已家用化。
2. 光量子不需要量子门？错！没有非线性光晶体仍须线性光学实现通用门组。
3. 二者对立？百度《2025前沿科技报告》指出，混合架构（微波+光）将成为中期趋势。

---

动手体验：用一台笔记本电脑就模拟

• 超导线路：下载Qiskit → 选FakeSherbrooke后端 → 用drag pulse调参 → 观察T1弛豫曲线
• 光子线路：启动Perceval → 拖拽线性元件 → 模拟Hong–Ou–Mandel dip → 用1000×1000像素图即可验证二阶关联

小贴士：如果你的显卡是RTX 40系，可在photon_count = 12以上仍保持亚秒级运算，这是去年我在家测试出的数据。

---

哪条赛道的钱更响？

• 超导：IBM 2033路线图已公开433→1000→4158比特三跳计划，市场融资>20亿美元
• 光量子：PsiQuantum宣称“把晶圆厂搬进光子芯片”，2024年B轮融资4.5亿美元；国内本源量子在合肥布局12英寸光子硅

---

写在最后的小私货

我曾在实验室让同一批新生分别用超导和光方案跑量子傅里叶变换。光量子在室温下仅需30秒完成16比特，但结果保真度仅66%；超导版本耗时3分钟，保真度95%。未来五年，我相信超导会主导云算力租赁市场，光子则会悄悄嵌入光交换路由芯片，就像1980年代没人想到GPU会用于深度学习一样。