你敢信嗎?一塊指甲蓋大小的芯片,5分鐘干完的活,傳統(tǒng)超算得算到宇宙重啟幾千億次都完不了。消息放出來(lái)當(dāng)天,谷歌股價(jià)直接跳漲,一夜?jié)q了差不多8120億人民幣,整個(gè)華爾街都炸了。這次美國(guó)人突破的,是量子計(jì)算卡了整整三十年的死坎,不少人看完直接慌了,咱們中國(guó)還能追得上嗎?
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這事得先掰明白,量子計(jì)算之前到底卡在哪。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一次只能算一個(gè)數(shù),就像老實(shí)會(huì)計(jì)一頁(yè)一頁(yè)翻賬本,量子計(jì)算機(jī)能并行處理所有數(shù)據(jù),相當(dāng)于開了一萬(wàn)個(gè)分身同時(shí)干活。可這些分身太脆弱了,一點(diǎn)震動(dòng)一點(diǎn)輻射就能讓它們直接“失憶”。
更頭疼的是,量子比特堆得越多,整個(gè)系統(tǒng)出錯(cuò)概率越高,堆到后來(lái)輸出全是亂碼,根本沒法用。這個(gè)叫量子糾錯(cuò)的難題,理論上早被證明可行,但三十年過(guò)去,全世界沒有一個(gè)實(shí)驗(yàn)室能做出來(lái),就像一道鎖死的門,所有人都知道開門后是什么風(fēng)景,就是沒人找得到鑰匙。
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直到谷歌這塊叫Willow的芯片出來(lái)。實(shí)測(cè)顯示,量子比特陣列從3乘3擴(kuò)大到7乘7,系統(tǒng)錯(cuò)誤率不升反降,每擴(kuò)一級(jí)直接砍半。三十年前的理論預(yù)言,第一次在真實(shí)硬件上得到驗(yàn)證。這塊芯片的量子相干時(shí)間還做到了上一代的5倍,實(shí)用性直接上了一個(gè)大臺(tái)階。
成果還發(fā)在了《自然》雜志,過(guò)了全球最嚴(yán)格的同行評(píng)審,不是那種吹出來(lái)的營(yíng)銷噱頭。華爾街瘋漲8120億,本質(zhì)是認(rèn)這個(gè)突破,量子計(jì)算這個(gè)說(shuō)了三十年的未來(lái)技術(shù),真的要落地了。
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聊完美國(guó)的進(jìn)展,再回過(guò)頭看咱們。網(wǎng)上現(xiàn)在兩種聲音吵得兇,一種說(shuō)徹底完了差距太大追不上,一種說(shuō)沒事咱們馬上就能彎道超車。其實(shí)這倆情緒都太極端,當(dāng)不得真。
真實(shí)情況遠(yuǎn)比非黑即白復(fù)雜,咱們?cè)诹孔佑?jì)算這塊,既沒差到一無(wú)是處,也沒牛到馬上反超。就是有的方向緊咬不放,有的地方確實(shí)有差距,少數(shù)細(xì)分領(lǐng)域還攢出了自己的優(yōu)勢(shì)。
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就說(shuō)主流的超導(dǎo)路線,這是谷歌IBM主攻的方向,國(guó)內(nèi)走最遠(yuǎn)的是本源量子。他們自主研發(fā)的第三代超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”,已經(jīng)給全球143個(gè)國(guó)家提供了一年多的不間斷云服務(wù),累計(jì)訪問(wèn)量突破2900萬(wàn)次,完成了超50萬(wàn)個(gè)計(jì)算任務(wù)。
有意思的是,海外用戶里美國(guó)用戶的訪問(wèn)量一直排第一,老美自己人都來(lái)用咱們的量子算力,足以說(shuō)明咱們的東西是真能用,不是擺在櫥窗里的展品。現(xiàn)在本源量子都在籌備IPO了,能走到這一步,說(shuō)明資本市場(chǎng)已經(jīng)認(rèn)了咱們的技術(shù)和模式,跨過(guò)了從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的生死線。
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國(guó)家隊(duì)的中科大“祖沖之號(hào)”系列,也穩(wěn)穩(wěn)站在全球第一梯隊(duì),特定計(jì)算問(wèn)題上,算力同樣達(dá)到傳統(tǒng)超算的萬(wàn)億倍級(jí)別。不過(guò)不得不承認(rèn),在超導(dǎo)量子糾錯(cuò)這個(gè)最核心的節(jié)點(diǎn),咱們和谷歌確實(shí)存在明顯差距。人家這次是質(zhì)變級(jí)的突破,國(guó)內(nèi)還沒有公開發(fā)表過(guò)同等水平的成果。
這個(gè)差距有積累的原因,谷歌IBM在相關(guān)工藝和設(shè)備上攢了幾十年,不是讀幾篇論文就能追上的。也有卡脖子的原因,美國(guó)的出口管制里,一大堆量子相關(guān)的精密儀器和材料都禁運(yùn),咱們很多團(tuán)隊(duì)搭實(shí)驗(yàn)臺(tái),關(guān)鍵設(shè)備買不到只能自己從頭攢,難處可想而知。
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但咱中國(guó)人從來(lái)不會(huì)死磕一條道,換個(gè)賽道,光量子計(jì)算這塊,咱們不僅沒落后,還打出了不錯(cuò)的成績(jī)。北京的玻色量子剛拿了10億人民幣的B輪融資,馬上要發(fā)布支持1000專用量子比特的光量子計(jì)算機(jī),硬件耦合精度已經(jīng)超過(guò)了加拿大老牌量子公司D-Wave。
深圳的量旋科技也完成了6億元的C+輪融資,更提氣的是,他們已經(jīng)把國(guó)產(chǎn)量子硬件成功賣到了中東市場(chǎng)。以前高端量子設(shè)備出口,幾乎只有歐美廠商能玩,咱們能實(shí)現(xiàn)外銷突破,就是靠產(chǎn)品力硬生生撕開了一道口子。
還有個(gè)很多人沒注意到的優(yōu)勢(shì),就是量子通信領(lǐng)域的積累。咱們?cè)诹孔油ㄐ藕土孔用荑€分發(fā)這塊的領(lǐng)先,是全球公認(rèn)的。“墨子號(hào)”早在2017年就實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)量子密鑰分發(fā),京滬量子通信干線也已經(jīng)運(yùn)營(yíng)多年。
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量子通信和量子計(jì)算雖然是兩個(gè)分支,但底層的物理原理和工程能力是通用的。咱們?cè)诹孔油ㄐ艛€下的人才、經(jīng)驗(yàn)和工程能力,正在慢慢向量子計(jì)算滲透反哺。這種跨領(lǐng)域的隱性優(yōu)勢(shì),很多盯著參數(shù)的分析師根本沒算進(jìn)去。
再說(shuō)了,現(xiàn)在量子計(jì)算的技術(shù)路線,根本沒定勝負(fù)。微軟已經(jīng)出了拓?fù)淞孔有酒@種路線的量子比特天生比超導(dǎo)穩(wěn)定,不需要那么復(fù)雜的糾錯(cuò)。超導(dǎo)、光量子、離子阱、拓?fù)洌辽偎臈l路線同時(shí)在跑,誰(shuí)能笑到最后,現(xiàn)在說(shuō)還太早。
這對(duì)咱們來(lái)說(shuō)其實(shí)是好事,技術(shù)主導(dǎo)范式?jīng)]鎖定,后來(lái)者就有超車的窗口。真等路線定死了,再追趕的難度會(huì)翻不知道多少倍,光刻機(jī)就是現(xiàn)成的例子。現(xiàn)在業(yè)界都公認(rèn),通用量子計(jì)算機(jī)最早也要2030年以后才能落地,咱們至少還有五到十年的追趕窗口。
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國(guó)家層面早就把量子科技列為未來(lái)產(chǎn)業(yè)的最優(yōu)先方向,寫進(jìn)了“十四五”規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)。好幾個(gè)核心城市都建了量子產(chǎn)業(yè)專門園區(qū),地方配套的產(chǎn)業(yè)基金,一動(dòng)就是幾十億的規(guī)模。
產(chǎn)業(yè)端咱們走的是“以用促研”的路子,先把現(xiàn)有水平的量子算力,落地到金融風(fēng)控、新藥研發(fā)、材料模擬這些真實(shí)的商業(yè)場(chǎng)景,用市場(chǎng)賺的錢反哺硬件迭代,慢慢轉(zhuǎn)起來(lái)正向循環(huán)。這種玩法不靠一次爆冷的突破,靠整個(gè)生態(tài)持續(xù)積累勢(shì)能,越跑越快,最后就能攢出別人跨不過(guò)去的壁壘。
當(dāng)然咱們也不能盲目樂觀,美國(guó)在量子計(jì)算的投入,遠(yuǎn)不止谷歌一家。IBM早就堆出了超過(guò)1000個(gè)量子比特的處理器,亞馬遜、微軟、英特爾都在不同路線押了重注,美國(guó)官方每年投進(jìn)去的經(jīng)費(fèi),更是天文數(shù)字。
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面對(duì)這么強(qiáng)的對(duì)手,盲目的精神勝利法沒用,飄起來(lái)肯定要吃虧。咱們要做的就是承認(rèn)差距,盯著差距,靠比對(duì)手更能熬的長(zhǎng)期主義,一寸一寸把差距縮小。
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這場(chǎng)算力競(jìng)賽,本質(zhì)比的不是誰(shuí)先造出一塊參數(shù)炸裂的芯片,是誰(shuí)先把量子算力做成像電力、互聯(lián)網(wǎng)一樣普及的基礎(chǔ)設(shè)施。在終點(diǎn)到來(lái)之前,一切都還是序章。咱們現(xiàn)在不是領(lǐng)跑者,但絕對(duì)不是旁觀者,是正在加速、手握多條賽道籌碼、還有全球最大應(yīng)用市場(chǎng)縱深的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)者。
參考資料:科技日?qǐng)?bào) 全球量子計(jì)算發(fā)展新進(jìn)展
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