每增加一個(gè)量子比特，算力就會翻倍，理論上能達(dá)到指數(shù)級增長。雖然光有數(shù)量不行，質(zhì)量、穩(wěn)定性、容錯(cuò)率也不能忽視。但不管怎么說，比特?cái)?shù)量仍然是量子計(jì)算機(jī)實(shí)力的一個(gè)硬指標(biāo)。現(xiàn)在真正能整機(jī)交付的國家，就三個(gè)：加拿大、美國和中國。那么，誰家的量子比特最多？

美國，奠基者的霸主之路

美國，作為量子計(jì)算的奠基者，地位自然不容小覷。

1980年，保羅·貝尼奧夫首次提出量子圖靈機(jī)的概念。

這就好比給量子計(jì)算機(jī)畫了個(gè)草圖，有了個(gè)大致的模樣。

緊接著，1981年，費(fèi)曼又提出了量子模擬的設(shè)想。

這哥們兒腦洞大開，覺得用量子計(jì)算機(jī)來模擬量子過程，簡直就是天作之合，事半功倍。

保羅·貝尼奧夫幫助開創(chuàng)了量子計(jì)算領(lǐng)域

這倆人的設(shè)想，點(diǎn)燃了量子計(jì)算的火苗，但真正讓它進(jìn)入大眾視野的，是肖爾算法。

1994年，彼得·肖爾開發(fā)了一種量子算法，能用來尋找整數(shù)的質(zhì)因數(shù)。

這下可捅了馬蜂窩了，要知道，當(dāng)時(shí)的加密技術(shù)，很多都是基于大數(shù)分解的難題。

要是量子計(jì)算機(jī)真能把銀行密碼、國家機(jī)密都給破解了，那還得了？

這一下子直接把量子計(jì)算推到了聚光燈下。

彼得·肖爾

也是在那一年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院趕緊組織了第一次量子計(jì)算研討會，生怕自己落后了。

2001年，IBM用量子計(jì)算機(jī)成功分解了15的質(zhì)因數(shù)，算是正式證明了量子計(jì)算的可行性。

當(dāng)然了，這期間也有不少人潑冷水，覺得量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果不夠穩(wěn)定，動不動就出錯(cuò)，實(shí)用性不高。

2019年，IBM構(gòu)建了一臺擁有53個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)。

隨后幾年，各大科技公司都跟打了雞血似的，都想在量子比特的數(shù)量上取得突破。

IBM 的 Richard Hopkins 展示IBM的量子計(jì)算能力

2021年，IBM推出127比特的Eagle處理器。

2023年12月，推出1121比特的Condor量子處理器。

這也是目前美國量子比特?cái)?shù)量最多的超導(dǎo)量子芯片。

IBM計(jì)劃在2030年之后，交付擁有“數(shù)千個(gè)邏輯量子比特”的量子中心超級計(jì)算機(jī)。

另一家公司IQM，提出了一個(gè)更加大膽的計(jì)劃。

他們放話，要在2030年實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算，并在幾年內(nèi)擴(kuò)展到100萬量子比特！

為了冷卻量子計(jì)算機(jī)處理器上的超導(dǎo)比特，溫度需降到-272.78℃

這要是真實(shí)現(xiàn)了，那可就真要改變世界了！

當(dāng)然，美國也有自己的煩惱。

一方面，他們擔(dān)心中國在量子技術(shù)上趕超自己，所以想方設(shè)法地限制技術(shù)出口，想繼續(xù)保持自己的霸主地位。

另一方面，量子計(jì)算的倫理問題開始浮現(xiàn)，如果被濫用，信息安全該如何保障？

參考信息：
1、維基百科.《保羅·貝尼奧夫》
2、phys.org官網(wǎng).《IBM宣布開發(fā)出127量子比特量子處理器》
3、維基百科.《IBM Condor》

LRZ 的混合量子計(jì)算機(jī)

加拿大，退火機(jī)的另類突圍

相比美國，加拿大的量子計(jì)算機(jī)走了一條完全不同的路——量子退火。

2011年，加拿大的D-Wave扔了個(gè)重磅炸彈，發(fā)布了全球首臺商用量子退火機(jī)D-WaveOne，使用128量子比特的Rainier芯片。

這玩意兒，簡單來說，就像是游戲里的“外掛”，專門用來加速解決優(yōu)化問題。

但嚴(yán)格來說，退火機(jī)并不是真正的量子計(jì)算機(jī)。

D-Wave 芯片組

它的計(jì)算能力，更偏向特定應(yīng)用場景，而不是通用計(jì)算。

盡管如此，D-Wave率先實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算商業(yè)化，讓量子計(jì)算機(jī)真正開始賣錢了。

接下來的幾年，D-Wave就像開了掛一樣，不斷升級自家的退火機(jī)。

從128量子比特一路狂飆到5000量子比特（2024年）。

他們的戰(zhàn)略很明確，不去和超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)拼算力，而是死磕優(yōu)化問題，避開正面戰(zhàn)場，專攻物流、金融等領(lǐng)域。

D-Wave Systems 的一名團(tuán)隊(duì)成員正在研究稀釋制冷系統(tǒng)

D-Wave在2025年3月還放出豪言，說自己已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)。

宣稱自家的Advantage2原型機(jī)在解決復(fù)雜磁性材料模擬問題上，超越了經(jīng)典超級計(jì)算機(jī)。

這話一出，立刻引發(fā)了學(xué)術(shù)界的爭議。

有人認(rèn)為退火機(jī)根本不算真正的量子計(jì)算機(jī)，計(jì)算優(yōu)勢也沒有被完全驗(yàn)證。

但D-Wave毫不理會，依舊堅(jiān)持自己的道路。

D-Wave 的 Advantage2 量子處理器

畢竟，他們的客戶可是洛克希德·馬丁這種大企業(yè)，資本的認(rèn)可，遠(yuǎn)比學(xué)術(shù)界的嘴炮來得更重要。

最近，加拿大政府也下了血本，投入5200萬美元支持107個(gè)量子研究項(xiàng)目，看來是要在量子領(lǐng)域大干一場了。

參考信息：
1、維基百科.《D-Wave系統(tǒng)》
2、phys.org官網(wǎng).《D-Wave出售首臺商用量子計(jì)算機(jī)》
3、Quantum Computing Report官網(wǎng).《D-Wave宣布2024年訂單量增長120%，首款D-WaveAdvantage處理器已售出，并達(dá)成協(xié)議以最高1.5億美元的價(jià)格出售額外普通股》

D-Wave advantage2 退火量子計(jì)算機(jī)

中國，量子計(jì)算的自主突圍

咱們國家在量子計(jì)算上的起步，確實(shí)不算早，但發(fā)展速度卻是杠杠的。

二十一世紀(jì)初，咱們國家成立了第一個(gè)量子計(jì)算研究小組。

2016年，墨子號量子衛(wèi)星升空，為量子通信和計(jì)算搭建了實(shí)驗(yàn)平臺。

2020年本源量子推出了6量子比特的超導(dǎo)芯片KF-C6-130，制造了本源悟源量子計(jì)算機(jī)。

這事兒的意義在于，咱們不再是紙上談兵，而是真正開始掌握量子計(jì)算機(jī)的核心技術(shù)了，這是從0到1的突破。

墨子號量子衛(wèi)星

緊接著，2021年，24比特的悟源2來了。

2024年，72比特的本源悟空發(fā)布，采用國產(chǎn)第三代超導(dǎo)芯片“悟空芯”，并搭載中國首個(gè)量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)本源司南3.0。

技術(shù)鏈條越來越完整，咱們的量子計(jì)算事業(yè)，正在扎扎實(shí)實(shí)往前推進(jìn)。

本源量子已經(jīng)建成了我國第一條量子芯片生產(chǎn)線，不僅能自主生產(chǎn)量子芯片，還能對其進(jìn)行監(jiān)測、修復(fù)、保存。

最近還擴(kuò)大了產(chǎn)能，從同時(shí)組裝5臺量子計(jì)算機(jī)提升到了8臺。

本源悟源量子計(jì)算機(jī)

咱們的量子計(jì)算發(fā)展，并不是單腿跳，而是兩條腿走路，超導(dǎo)量子計(jì)算和光量子計(jì)算齊頭并進(jìn)。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)推出了光量子計(jì)算機(jī)原型九章，次年又升級到了九章2.0，并推出了66量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)祖沖之2.1。

兩條路線各有千秋，但目標(biāo)是一致的——讓量子計(jì)算真正走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

科技要發(fā)展，人才是關(guān)鍵。

為了培養(yǎng)更多的量子計(jì)算人才，教育部已經(jīng)增設(shè)了量子信息專業(yè)，還讓實(shí)驗(yàn)室對外開放，培養(yǎng)實(shí)戰(zhàn)型人才，給咱們的量子計(jì)算事業(yè)，注入了源源不斷的活力。

祖沖之三號

量子計(jì)算的應(yīng)用前景，是相當(dāng)?shù)膹V闊的。

比如在新藥研發(fā)領(lǐng)域，量子計(jì)算機(jī)可以快速找到自然界不存在的分子結(jié)構(gòu)，幫助藥企縮短研發(fā)時(shí)間，這是能救命的技術(shù)。

再比如金融、人工智能等領(lǐng)域，量子計(jì)算都能發(fā)揮巨大作用，絕對是未來科技界的香餑餑。

當(dāng)然，咱們也不能盲目樂觀。

咱們的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)，目前還處于發(fā)展初期，和國際巨頭相比，還有不少差距。

但是，咱們一直穩(wěn)健前進(jìn)。

中國科技創(chuàng)新成就展上，參觀者正在觀看九章量子計(jì)算機(jī)的模型

2024年12月，咱們推出了更先進(jìn)的504量子比特超導(dǎo)芯片“小鴻”。

2025年3月，咱們已成功建立與南非之間的量子密鑰分發(fā)鏈路，這是我國首次在南半球建立超安全通信連接。

咱們還計(jì)劃到2027年推出全球量子通信服務(wù)。

相信在不久的將來，咱們也能彎道超車。

參考信息：
1、國防大學(xué)出版社.《計(jì)算和通信領(lǐng)域的飛躍：中國視角》
2、The Quantum Insider官網(wǎng).《中國推出504量子比特超導(dǎo)芯片》
3、The Quantum Insider官網(wǎng).《中國與南非建立量子安全通信鏈路》