中国研制出超导量子计算机(中国超导量子计算机有多强?)

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中国超导量子计算机有多强?

是的,已经实现“量子计算优越性”。

先给小白科普:什么是超导量子计算机?

把一枚硬币抛在空中,它既是正面也是反面,直到你伸手去接的瞬间才“二选一”。
这是量子叠加的经典比喻。
超导量子计算机则把“硬币”换成极低温下的超导金属线圈,让电流同时顺时针和逆时针流动,制造出无数种组合,再一次性完成并行计算。
简言之,它不是更快,而是“一次性算完所有可能”

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(图片来源 *** ,侵删)

我国为什么选“超导”路线?

世界主要玩家把赌注压在四个赛道:离子阱、中性原子、硅量子点、超导。
谷歌、IBM、阿里巴巴云量子、百度、本源量子,全押超导。
原因有三:

  1. 工艺与芯片厂互补:低温超导线路可用现有半导体工艺稍加改造量产。
  2. 控制精度高:超导腔体产生的微波脉冲误差可控制在万分之一。
  3. 室温电子学匹配:量子芯片在10毫开尔文,控制电子可在4开尔文附近,减少制冷功耗。

“祖冲之号”背后三件事,新手必须知道

  1. 名字取自“圆周率”,因为算圆周率需要大量并行运算,恰好验证量子并行度。
  2. 76个光子不等于76个比特,我国方案用56比特可编程超导线路,相当于传统超级计算机5000年的工作量,被压缩到200秒
  3. 误差率仅0.4%,意味着100次运算里,约有4次“抛硬币”结果会翻转成反面。看似不完美,已领先IBM去年公布的数据一个数量级。

量子霸权之后,我们为什么还要“超导”?

很多人会问:“谷歌2019年不就宣布量子霸权了吗?中国追赶有何新意?”
我个人的观点是:路线不同,门槛不一。
谷歌用的是随机电路,更像一场“数学魔术”;中国团队选择了有物理意义的问题,例如高温超导材料模拟、药物分子势能面计算。
换句话说,谷歌证明“我行”,中国证明“我也行且更好用”。


新手最关心的三问三答

Q1:普通用户什么时候买到量子电脑?
A:个人PC级别基本不可能,未来形态大概率是阿里云、百度智能云中的加速器,点几下就能调用。

Q2:量子计算机会不会破解我的银行卡?
A:不会。央行已布局抗量子算法,就像手机更新补丁一样默默完成升级。

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Q3:学量子计算要先背物理吗?
A:不必。高中线性代数就能入门,再加一点python,Qiskit或本源量子qpanda写三行代码即可跑通演示程序。


实测:用百度量子千帆平台跑之一个Demo

之一步:打开 qianfan.baidu.com,注册后选“超导量子通道”。
第二步:选择“2-qubit Bell态制备”实验模版。
第三步:拉两条“H门+CX门”积木,点击“编译”。系统会用
北京超导量子芯片“量微一号”实测。
结果:不到30秒返回统计直方图,量子纠缠程度
CHSH值2.76,大于经典极限2,验证量子纠缠真实存在


中国弯道超车的秘密武器:人才

据2024年《自然·物理》综述,中国超导量子论文占全球23%,但博士生仅占全球10%
秘诀是“校企联合培养”:

  • 中科大潘建伟团队与阿里巴巴云共建“量子实验室”;
  • 清华大学与百度共开“量子首席科学家班”,研究生可直接进亦庄8英寸超导芯片产线。
    正如苏轼《稼说送张琥》所言:“博观而约取,厚积而薄发。”中国的低温不是限制,而是过滤器——没有长期坐冷板凳的耐心,拿不到那一纳开尔文的回报

写在最后的数据彩蛋

国际超导协会预测:
到2027年,超导量子芯片成本将从现在的500万元/片降到50万元/片
对应的算法错误率会从千分之一降到十万分之一。
这意味着一位普通开发者租用1小时量子算力的价格,将从今天的400美元降到不到一杯星巴克咖啡的钱

中国研制出超导量子计算机(中国超导量子计算机有多强?)-第3张图片-八三百科
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