在電影《流浪地球2》中，擁有超強(qiáng)算力和自我意識(shí)的量子計(jì)算機(jī)MOSS引發(fā)巨大關(guān)注。它的算力驚人，可實(shí)現(xiàn)全球復(fù)雜計(jì)算資源融合與調(diào)度，相對(duì)于遙不可及的MOSS，我國(guó)量子計(jì)算機(jī)“悟空”卻已破石而出！央媽花了足足半小時(shí)來(lái)報(bào)道中國(guó)量子計(jì)算機(jī)悟空的問(wèn)世，以及咱們中國(guó)第一條量子芯片生產(chǎn)線的公開(kāi)亮相，作為下一代計(jì)算機(jī)革命的核心，量子計(jì)算機(jī)如今已成為全球各大國(guó)搶著發(fā)展的戰(zhàn)略重器，是公認(rèn)的信息時(shí)代原子彈。而面對(duì)以IBM、谷歌為代表的西方巨頭的搶先一步，我國(guó)自然不甘落后。據(jù)悉，悟空計(jì)算機(jī)的性能已經(jīng)達(dá)到了傳統(tǒng)芯片的上千倍，相較于經(jīng)典計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)在海量數(shù)據(jù)并行運(yùn)算、模擬分子原子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，或者是生物、化學(xué)材料合成領(lǐng)域，有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。在特定運(yùn)算任務(wù)下，量子計(jì)算機(jī)只需大約200秒就能完成最強(qiáng)超算需1萬(wàn)年才能完成的任務(wù)。在經(jīng)典計(jì)算機(jī)的早期研發(fā)過(guò)程中，我國(guó)十分遺憾地處于跟隨者位置。悟空量子計(jì)算機(jī)的橫空問(wèn)世，代表我國(guó)在新一輪科技革命中實(shí)現(xiàn)彎道超車。我國(guó)更將成為全世界第三個(gè)具備量子計(jì)算機(jī)制造能力的國(guó)家。我國(guó)量子科學(xué)基礎(chǔ)研究已躋身全球第一梯隊(duì)。悟空”與其它量子計(jì)算機(jī)有何區(qū)別？我國(guó)量子芯片實(shí)力如何？量子計(jì)算商業(yè)化還要多久？

1.悟空與其它量子計(jì)算機(jī)有何區(qū)別

“悟空”量子計(jì)算機(jī)最鮮明的特點(diǎn)是我國(guó)第1個(gè)可以走出實(shí)驗(yàn)室的量子計(jì)算機(jī)，并且也是我國(guó)第1條量子芯片生產(chǎn)線。它和我國(guó)之前的量子計(jì)算機(jī)不同在于，它所使用的是電學(xué)體系，相比于光學(xué)量子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，電學(xué)體系相對(duì)來(lái)說(shuō)更成熟一點(diǎn)，或者說(shuō)推進(jìn)的更快一些，包括IBM、谷歌、英特爾這些比較老牌的計(jì)算機(jī)公司都是在電學(xué)上做部署。這是因?yàn)殡妼W(xué)的工業(yè)基礎(chǔ)好，與經(jīng)典計(jì)算機(jī)存在部分相通性，在工藝、技術(shù)、設(shè)備、人才經(jīng)驗(yàn)上都已經(jīng)有非常多的積累，相比其他新的體系，像光學(xué)、離子阱、冷原子等，是有更多的工業(yè)條件去實(shí)現(xiàn)。與其它量子計(jì)算機(jī)相比，悟空具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):一是 具有較高的量子門的數(shù)量和操作速度，可高效實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算任務(wù);二是 實(shí)現(xiàn)多量子比特同時(shí)進(jìn)行量子操作的多比特操作功能，可減少量子比特的損耗，三是 具備多路輸入輸出芯片，能有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)量子情況的量測(cè)和反饋。在安全性方面，悟空將把安全性提高到一個(gè)新的水平，使用多重加密技術(shù)和數(shù)據(jù)分割技術(shù)，從而有效地抵御各種網(wǎng)絡(luò)攻擊。其采用的量子計(jì)算機(jī)架構(gòu)也可以有效地減少量子計(jì)算任務(wù)過(guò)程中的復(fù)雜性，實(shí)現(xiàn)更快更可靠的量子計(jì)算。總之，中國(guó)量子計(jì)算機(jī)悟空的問(wèn)世是一個(gè)歷史性的里程碑，它將使國(guó)內(nèi)量子計(jì)算研發(fā)的技術(shù)壁壘得到新的階段性突破，為我國(guó)量子技術(shù)提供了可靠的保障。

2. 我國(guó)量子芯片實(shí)力如何

量子芯片作為量子計(jì)算機(jī)最核心的部分，是執(zhí)行量子計(jì)算和量子信息處理的硬件裝置。我國(guó)在量子芯片這個(gè)作為量子計(jì)算機(jī)的核心基礎(chǔ)底座領(lǐng)域也早有布局。由于西方對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖，特別是在光刻機(jī)這個(gè)傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造的核心部件上對(duì)我國(guó)實(shí)行嚴(yán)厲封鎖，所以我國(guó)的芯片工藝與當(dāng)今世界上已經(jīng)在量產(chǎn)的最新3nm工藝芯片相比，可以說(shuō)是非常落后了。以往芯片追求的是幾納米，而這在量子芯片面前毫無(wú)意義，因?yàn)樗且怨饬孔訛榛締卧梢圆皇苣柖傻南拗?，由于量子?jì)算遵循量子力學(xué)的規(guī)律和屬性，與傳統(tǒng)芯片相比，量子芯片在材料、工藝、設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等方面的要求和實(shí)現(xiàn)路徑上都存在一定差異。經(jīng)典芯片通過(guò)晶體管構(gòu)建經(jīng)典比特，基于半導(dǎo)體制造工藝。而量子芯片采用2個(gè)量子狀態(tài)來(lái)疊加及糾纏，用以執(zhí)行以量子比特為基礎(chǔ)的運(yùn)算，因此只要物質(zhì)的物理性質(zhì)具有兩個(gè)易于操作的量子態(tài)，都有可能成為量子比特的制作基礎(chǔ)。這完完全全是一項(xiàng)顛覆性的技術(shù)，這也就意味著，一旦技術(shù)成熟，我們完全可以依次來(lái)繞開(kāi)高端光刻機(jī)出口的限制，通過(guò)量子芯片。實(shí)現(xiàn)彎倒超車，解決高端芯片被卡脖子的難題。而這次在合肥亮相的量子芯片生產(chǎn)線，其實(shí)早在2022年1月就已經(jīng)投入了運(yùn)營(yíng)，短短一年時(shí)間，孵化出了三套自研的量子芯片專用設(shè)備，生產(chǎn)了1500多個(gè)批次流片試制的產(chǎn)品，交付了多個(gè)批次的量子芯片以及量子放大器等等產(chǎn)品，無(wú)論是論文數(shù)量還是專利數(shù)量都處于全球領(lǐng)先地位。目前我國(guó)已經(jīng)擁有從超導(dǎo)量子芯片設(shè)計(jì)、制備、封裝到測(cè)控的全棧式研發(fā)能力。同時(shí)，還建成了國(guó)際先進(jìn)水平的集成化量子測(cè)控平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的量子實(shí)驗(yàn)。這在我國(guó)是開(kāi)天辟地的。

3.量子計(jì)算機(jī)商用還要多久

近日，本源量子總經(jīng)理張輝透露，“結(jié)合量子計(jì)算所需的物理學(xué)基礎(chǔ)與算法基礎(chǔ)，量子計(jì)算有望在10~15年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用，預(yù)計(jì)量子計(jì)算的商用元年在2030年左右?！比涨鞍l(fā)布的《量子計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新與趨勢(shì)展望》對(duì)量子計(jì)算的商用前景做了預(yù)測(cè)，“預(yù)計(jì)2030年全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到150億美元，并以35%左右的增速平緩上升，至2035年預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到500億美元的市場(chǎng)規(guī)模?！绷孔涌萍际切乱惠喛萍几锩彤a(chǎn)業(yè)變革的必爭(zhēng)領(lǐng)域之一，全球主要國(guó)家高度重視量子科技發(fā)展。我國(guó)亦充分認(rèn)識(shí)到量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性。在我國(guó)，量子科技產(chǎn)業(yè)得到政策持續(xù)支持，已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。可以說(shuō)，在各國(guó)頂層政策催化下，量子計(jì)算在前沿科技領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。

量子計(jì)算技術(shù)目前仍處于基礎(chǔ)研發(fā)階段，但其未來(lái)應(yīng)用潛力蘊(yùn)藏著巨大的商業(yè)市場(chǎng)。而量子計(jì)算機(jī)一旦應(yīng)用起來(lái)，將帶來(lái)計(jì)算領(lǐng)域的新革命。雖然在之前我國(guó)量子計(jì)算的能力在全世界范圍之內(nèi)是屬于比較落后的位置，但是隨著我們對(duì)于量子計(jì)算機(jī)研發(fā)的不斷成功，現(xiàn)在在量子研發(fā)領(lǐng)域之中，我們顯然已經(jīng)處于了世界的第一梯隊(duì)。目前我們是第一個(gè)擁有量子通信衛(wèi)星的國(guó)家，未來(lái)等到量子計(jì)算機(jī)的商用，我們可以以此為基礎(chǔ)構(gòu)建我國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)體系，這個(gè)時(shí)候就再也不要去看老美得臉色。