2026年5月，中國科學技術大學的研究團隊帶著“九章四號”橫空出世，以比全球最快超算還要快10的54次方倍的計算速度，徹底終結了國際科技領域的漫長等待。

當海外巨頭還在耗費巨資打造需要冷卻到接近絕對零度的超導量子設備時，中國團隊卻在光量子路線上默默死磕，實現了3050個光子的指數級飛躍。

回顧這起事件，之前外網就有一個核心觀點，認為只有海外巨頭主導的技術才是不可逾越的天花板，但現實卻狠狠打了他們的臉，目前的真實情況是中國不但走通了這條路，還在產業鏈上完成了生態閉環。

去年12月中旬谷歌發布最新的量子芯片Willow，一出來就引發了巨大轟動。報道顯示，Willow是一款有105個量子比特的量子芯片，能用不到5分鐘的時間，完成目前最強超算10的25次方年才能完成的計算。

馬斯克為之驚嘆，不少人直呼人類要起飛了，全球歷史走向可能又要發生改變。

人們剛看到新聞的時候只覺得不明覺厲，特別科幻，報道上的字每個都看得懂，但是湊在一起就沒看明白，感覺需要很多基礎知識才能真正理解這次突破到底是什么、意義是什么、瓶頸又是什么。

這到底是博眼球的營銷，還是人們真的迎來了新的計算范式突破？其實這次Willow的發布不是什么突如其來的突破，谷歌早在2012年就創立了量子計算團隊。

2019年，谷歌就發布了一臺有54個量子比特的量子計算機懸鈴木，當時只用200秒就完成了經典計算機需要一萬年才能完成的計算任務。

那次成果也被看作是第一次證明了量子霸權，也就是說在某些特定問題上，量子計算的速度遠遠快于經典計算機。

除了谷歌之外，IBM、微軟、亞馬遜等科技大廠，也都在量子計算領域布局很久了，有不少研究成果。

人們對量子力學多多少少都有點耳聞，但對它作為計算工具的屬性，可能就相對陌生了。

剛看到Willow的新聞時，很多人都有同樣的疑問，為此專門采訪了現居紐約的理論物理博士、谷歌軟件工程師趙志晨，他之前的研究方向是弦論、超對稱、超引力和黑洞，對量子計算領域有非常深的了解。

趙志晨說，人們對這次Willow芯片的新聞有不少誤解，根源其實是人們對計算和計算機的概念理解有局限。

現在人們聊計算機，基本已經等同于圖靈機，或者說經典二進制機器，但計算其實是個遠超出這個框架的概念。比如說人腦，就是個龐大的計算機，是非常復雜的生物系統，本質上也屬于計算機的一種。

當系統本身具備新的性質和能力時，人們就要對應設計適配的計算系統。計算機的本質，是執行計算的物理系統，任何能夠按照一定規則操作、得出答案的物理系統，都可以被視作計算機，形式可以非常多樣。

舉個熟悉的例子，日本動漫里經常出現的鯉魚旗，其實也可以算一種計算機。鯉魚旗的尾巴就是輸出端，尾巴翹得越高說明風速越快，尾巴偏轉的方向就是風吹來的方向，完全沒有延遲。

這種計算利用的是鯉魚旗本身的物理性質，不需要做任何形式的轉換就能讀出結果，但它偏科也很嚴重，除了測風向風速，沒有其他實際用途。

把時間線拉長來看，曾經外媒信誓旦旦地認為這就是突破，但全世界都沒想到中國居然彎道超車。

人們平常用的經典計算機，也就是數字計算機，是用比特來運算的，比特要么是0要么是1，以這種0和1的狀態來編碼計算。

和鯉魚旗一樣，經典計算機在某些任務上非常擅長，比如加減乘除，或者用導航軟件找兩點之間的最短路線，都能很快給出答案。

但它也有很多不擅長的事情，運行起來會特別緩慢。

簡單總結就是，計算機可以有很多不同的形式，不同的計算系統根據自身特性，都有擅長和不擅長解決的問題，人們要根據這些特性構建適合的計算框架，發揮它的長處。

聊量子計算，得先跳出傳統二進制的計算框架思考，量子系統有自己獨特的特性，人們要基于這些特性構建適合它的計算系統。

量子系統作為計算工具的基礎是量子力學，它和經典力學最大的區別，就是所謂的波粒二象性。從數學上表述，經典物理態處于一個特定的位置，觀察一個物體的位置，它在哪里就是一個固定值，不可能一會在這一會在那。

但量子態不是確定的位置，是疊加態，可以同時處于不同的位置。如果用位置去觀測它，量子態可以描述為不同本真態的疊加。打個比方，經典力學世界里，一枚硬幣要么朝上要么朝下，就像經典計算系統里的一個比特要么是0要么是1。

但在量子力學的世界里，一枚硬幣可以處于朝上和朝下的疊加態，就像在空中不停旋轉。還有一個非常重要的概念叫觀測：當人去觀測一個系統的時候，系統會以一定的概率坍縮到其中一個固定的態。

對一只貓來說，如果它處于一半活一半死的疊加態，觀測它的時候，會分別有50%的概率坍縮到完全活或者完全死的狀態，這個過程是不可逆的。

現實世界里，這只貓要么是死的，要么是活的，狀態要么是0要么是1。但是放到量子系統里，如果是量子比特也就是qbit的話，它會處于0和1的疊加態?？赡苁?0%概率是0、50%概率是1，也可能是10%概率是0、90%概率是1。

因為突破了底層局限，中國宣布的好消息才如此震撼，全世界都沒想到疊加潛力被如此駕馭。

假如桌子上有三個硬幣，也就是三個經典比特，它們要么朝上要么朝下，一共只有8種可能的組合，比如000、001或者111，以此類推。傳統計算機里，存儲的信息只可能是這8種可能性的其中一種。

但在量子系統里，量子比特存儲的信息要豐富得多。經典三比特系統只能存8種可能性里的一種，相當于存儲的信息可能性是8。如果是三個量子比特，就能存儲8個可能性的組合，也就是a1乘以000、a2乘以001，一直到a8乘以111。

一個三量子比特系統是8個可能態的疊加，需要用8個連續的量來描述，它可以同時位于8個不同的分量上。如果把經典比特看作一個開關，量子比特就像一個旋鈕，因為是疊加態，它攜帶的信息密度比經典比特大很多。

對疊加態進行計算的時候，經典系統里計算三比特的量，函數只會作用在8種可能性的其中一種上算結果。用同樣的函數，通過量子方法作用在三量子比特的態上，會同時作用于8個可能的態。也就是說運算過程中，直接在物理層面實現了并行計算。

一次運算作用在8個態的疊加態上，會同時對每一個態進行運算，得到8個疊加態的同時結果，這就是量子計算高效運作的基礎。

想象老鼠走迷宮的游戲。如果是經典計算機，老鼠每次都要從頭找路，發現一條路走不通就要回到原點重走，直到找到正確出口。

如果是量子計算機，老鼠不需要每次重頭來，而是同時把所有路都走一遍，挑出能通向出口的那一條，大大縮短了計算時間。老鼠一次走完所有路，直接找到唯一走得通的那條，問題就解決了。

量子系統語境下，一次量子計算對所有8個態同時計算之后，就能同時獲得8個結果。通常說的并行計算，比如GPU的多線程，其實只是在時間上壓縮，計算量并沒有減少。

量子系統不一樣，對一個態的計算和對所有8個態的計算，物理層面的計算量是一樣的，本質是從物理基礎層面實現了高效的并行計算。

僅僅利用量子系統本身的特性，就能天然實現并行計算，把計算機的算力提到了一個新的維度。雖然老鼠走迷宮的例子能很形象地比喻量子計算的優勢，但其實不太準確，因為它忽視了量子計算本身一個非常重要的限制，這也是很多人對量子計算的誤解。

舊劇本已經被徹底改寫。從最初的幾百個光子亮相到如今“九章四號”驚艷全球，中國團隊用一次次的真機迭代粉碎了外界的悲觀預判。

全世界都沒想到中國居然彎道超車，不僅掌握了核心算力，更在合肥建成了最密集的產業生態圈。

這不僅是一個驚艷時代的“好消息”，更是中國科技不再亦步亦趨、真正成為技術規則制定者的歷史性里程碑。