光量子计算与超导量子区别是什么

光量子计算用光粒子做信息载体；超导量子计算利用超导电路做量子比特

为什么大家老把“光量子”和“超导量子”混为一谈

很多人之一次听到量子计算，都是从“量子比特数突破100”“九章2号实现量子霸权”这类新闻来的。于是把“量子比特”当成一个词，把“光量子”“超导量子”都混在一起。实际上，它们像汽油车和电动车，都跑在路上，底层动力却完全不同。
——引用狄拉克《量子力学原理》：“每一种基本粒子都有不可替代的性质。”
光量子用偏振、路径、时间差表示“0/1”；超导量子用电流通/断表示“0/1”。

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硬件外观差距：从“大冰柜”到“光学桌”

• 超导量子必须泡在大约10 mK的稀释制冷机里，一层层金属罐，像巨型不锈钢“俄罗斯套娃”。
• 光量子在室温就能跑，只需防震光学平台+激光器+光波导，占地更像一张乒乓球桌。
• 个人体验：我在清华超导实验室隔着三米都能感到冷气扑面，而在合肥光量子实验楼，人站旁边仅听见激光稳定器的轻微嗡鸣。

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量子比特如何诞生

超导：一个铝制“小岛屿”

在硅片上用电子束刻出纳米尺度的约瑟夫森结，电流可以顺时针也可以逆时针，两种状态构成一个量子比特。

光量子：单光子就是比特

用β-硼酸钡晶体把一束激光“切”成一个个光子，再让偏振片决定它在垂直还是水平方向上振动。
——引用《九章算术》序言：“分之可至不可再分。”用来形容单个光子的不可再分性再合适不过。

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错误率到底高不高

自问：光量子是不是完美无缺？
自答：并不。单光子探测器效率当前约80%，每二十个光子里就有一个漏检；超导量子T1寿命只有百微秒，误差率约0.1%。两者都需量子纠错。

权威数据：IBM 2025路线图表明超导路线目标把两比特门错误降到0.01%以下；而USTC团队在Nature Photonics 2024文章指出，光量子把逻辑错误率压到0.2%已是里程碑。

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谁的算法更快

• 光量子在玻色采样、线性光学 *** 任务上呈指数级加速，九章只需200秒就完成经典超算需5亿年的任务。
• 超导量子擅长通用运算，Shor算法、Grover搜索都能跑，但需要百万比特才威胁RSA-2048。
  个人看法：短期看，光量子是“专才”；长期看，超导是“通才”。

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商业公司现状表

路线	头部公司/机构	公开比特规模（2025Q2）
超导	IBM、Google、阿里达摩院	1121，1057，518
光量子	USTC(九章)、Xanadu、PsiQuantum	255，216，640

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小白如何入门

1. 看官方课程：IBM Quantum Experience提供图文实验室，注册即用。
2. 跑Qiskit代码：十行Python即可模拟贝尔测量。
3. 参观展览：北京未来科学城展厅有光量子干涉仪实物，按一下按钮就能看到彩色干涉条纹。
4. 读科普书：《极简量子力学》(吉姆·巴戈特)用20分钟就把超导线圈和光子枪讲明白。

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未来三年最值得盯的指标

• 超导量子：能否把100微秒相干时间延长到毫秒级，从而支撑万比特芯片。
• 光量子：能不能把单光子产率从80%提升到99.9%，真正迈进容错计算。
• 生态：光量子芯片采用硅光集成工艺后，能否像当年CMOS一样把成本降到几美元一片。

爱因斯坦曾说：“宇宙最不可理解之处，在于它居然可以理解。”对今天的光与电来说，同样成立：谁能先驯服噪声，谁就主导下一轮创新浪潮。