近日，全球兩大科技強(qiáng)國(guó)——中國(guó)和美國(guó)，幾乎在同一時(shí)刻宣布了量子芯片的重大突破。可謂是“誰(shuí)在量子時(shí)代更具主導(dǎo)力”的一場(chǎng)公開(kāi)較量。

然而，在這個(gè)即將決定未來(lái)科技霸權(quán)的賽場(chǎng)上，盡管兩國(guó)都宣稱取得了突破，但他們的“分?jǐn)?shù)”卻顯得格外不同。

兩種路徑，一場(chǎng)賽跑

中美兩國(guó)的量子芯片研究，呈現(xiàn)出兩種截然不同的路徑。中國(guó)的成果，注重實(shí)操性和可行性，雖然不乏挑戰(zhàn)，但已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室的幻想走向了實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)。

而美國(guó)的“拓?fù)淞孔颖忍亍彪m然概念新穎，但實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證卻顯得缺乏力度，尤其是在量子芯片最為關(guān)鍵的“錯(cuò)誤率控制”方面，存在較大差距。

量子計(jì)算的世界，充滿了幻想與現(xiàn)實(shí)之間的巨大鴻溝。你或許聽(tīng)說(shuō)過(guò)，它能讓計(jì)算機(jī)超越傳統(tǒng)硬件的限制，處理海量數(shù)據(jù)，破解復(fù)雜問(wèn)題。

但是，真正的挑戰(zhàn)，卻是量子比特的脆弱性。這些微小的量子比特，猶如流星劃過(guò)夜空，閃爍著巨大的潛力，卻又極易被周圍的環(huán)境干擾，導(dǎo)致錯(cuò)誤，甚至信息丟失。如今，正是這一核心矛盾，成為了科技巨頭們?cè)诹孔佑?jì)算領(lǐng)域“角力”的焦點(diǎn)。

從某種意義上看，這兩種突破的差異，就像是賽道上的兩名選手：一個(gè)注重穩(wěn)扎穩(wěn)打、突破技術(shù)瓶頸，一個(gè)則急于先發(fā)制人，迎接未來(lái)的挑戰(zhàn)。

中國(guó)團(tuán)隊(duì)的量子糾纏簇態(tài)成功，穩(wěn)健而有實(shí)際應(yīng)用前景，填補(bǔ)了技術(shù)空白，展示了深厚的技術(shù)積淀。而微軟的拓?fù)淞孔颖忍?，盡管有創(chuàng)新的設(shè)想，但其進(jìn)展的曲線是否能夠順利延伸，還有待時(shí)間的考驗(yàn)。

中國(guó)的“量子糾纏簇態(tài)”：站穩(wěn)腳跟

在量子芯片的研究上，中國(guó)不遺余力，正迎頭趕上。近日，北京大學(xué)與山西大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上宣布：他們成功實(shí)現(xiàn)了全球首個(gè)大規(guī)模量子糾纏簇態(tài)。

不同于微軟的拓?fù)淞孔颖忍?，光量子芯片采用的是另一種極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)路徑。傳統(tǒng)的量子比特采用單光子離散變量編碼方式，但隨著量子比特?cái)?shù)的增加，成功率呈指數(shù)下降，似乎進(jìn)入了瓶頸期。

而這支中國(guó)團(tuán)隊(duì)，則突破了這個(gè)瓶頸，利用連續(xù)變量光量子芯片，在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的量子糾纏簇態(tài)。這一成果，不僅填補(bǔ)了光量子芯片領(lǐng)域的空白，也為未來(lái)量子計(jì)算機(jī)的大規(guī)模部署提供了重要的技術(shù)支持。

這種實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性極高，需要確保多個(gè)量子比特（qubits）同時(shí)保持高度的糾纏狀態(tài)。而中國(guó)的團(tuán)隊(duì)通過(guò)精密實(shí)驗(yàn)，成功打破了這一局限。比起遙不可及的理論，能夠成功展示穩(wěn)定、實(shí)用的光量子技術(shù)，才是中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)這一成果的核心價(jià)值。

微軟的“拓?fù)淞孔颖忍亍保哼€是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠

另一方面，美國(guó)微軟的量子計(jì)算研究團(tuán)隊(duì)也發(fā)布了他們的成果，稱已經(jīng)在拓?fù)淞孔颖忍厣先〉昧送黄啤?/p>

這項(xiàng)研究的關(guān)鍵在于，他們提出利用拓?fù)淞孔颖忍貋?lái)減少量子計(jì)算中的錯(cuò)誤率——也就是說(shuō)，試圖通過(guò)特殊的物理結(jié)構(gòu)增強(qiáng)量子比特的穩(wěn)定性。

2月19日，微軟正式發(fā)布了其首款量子計(jì)算芯片——Majorana1。短短幾天，科技圈的震動(dòng)甚至超越了硬件發(fā)布本身。到底是什么讓這個(gè)芯片如此特別？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，微軟打破了常規(guī)，采用了一種全新的拓?fù)潴w架構(gòu)，創(chuàng)新性地引入了馬約拉納粒子的概念。通過(guò)這一物質(zhì)狀態(tài)，微軟實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子比特的穩(wěn)定控制，賦予了它們更強(qiáng)的抗干擾能力。

想象一下，如果傳統(tǒng)量子比特是脆弱的玻璃杯，那么拓?fù)淞孔颖忍鼐拖袷怯免伜辖鸢姆辣ＡАＫ目垢蓴_能力，是以前的量子比特?zé)o法想象的。

這一技術(shù)突破，微軟豪言，“真正有意義的量子計(jì)算機(jī)距離我們已經(jīng)不再是幾十年的未來(lái)，而是數(shù)年的時(shí)間?！?/p>

然而，這一突破的“贊譽(yù)”似乎并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。雖然一些專家確實(shí)對(duì)其“開(kāi)創(chuàng)性”的思路表示認(rèn)可，但許多量子領(lǐng)域的專家認(rèn)為，這項(xiàng)研究在實(shí)施上還存在著相當(dāng)大的不確定性。

一些學(xué)者指出，微軟的研究成果“過(guò)于草率”，特別是在論文中的用詞含糊，缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持，甚至有部分內(nèi)容顯得過(guò)于倉(cāng)促。即使是微軟的研究人員，也承認(rèn)他們的實(shí)驗(yàn)還需進(jìn)一步驗(yàn)證，甚至有可能只是實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)理論基礎(chǔ)而非實(shí)際應(yīng)用。

誰(shuí)將更接近現(xiàn)實(shí)

如果將量子計(jì)算比作一場(chǎng)競(jìng)賽，那么中美兩國(guó)無(wú)疑已踏上了同一起跑線，但跑道上不同的步伐、不同的策略，將決定誰(shuí)能領(lǐng)先。而這場(chǎng)“芯片戰(zhàn)”的最終贏家，將不僅僅是某項(xiàng)技術(shù)的領(lǐng)先者，更將是掌握真正實(shí)用技術(shù)的先行者。

然而，誰(shuí)能在未來(lái)幾年的量子賽道上脫穎而出，還需要更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、更多的時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。面對(duì)中美之間的量子科技競(jìng)賽，接下來(lái)的十年，無(wú)疑將是科技界最為緊張、最充滿不確定性的一段時(shí)期。

量子計(jì)算并不是一朝一夕的事。無(wú)論是微軟的拓?fù)淞孔颖忍?，還是中國(guó)團(tuán)隊(duì)的光量子芯片，它們都在朝著理想的目標(biāo)一步步前進(jìn)。但是，量子計(jì)算的真正挑戰(zhàn)，并非僅僅是技術(shù)突破的問(wèn)題，更多的還是如何將這些突破落實(shí)到現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中。

每一項(xiàng)新的技術(shù)進(jìn)展，都是在“抗干擾”的挑戰(zhàn)中逐漸逼近那個(gè)遙不可及的“量子奇點(diǎn)”。

在量子技術(shù)的大門打開(kāi)之前，我們能做的，只能是等待，并觀察這些“科技巨人”們的每一次突破，帶來(lái)的或許是未來(lái)科技革命的序曲。

以下為信息來(lái)源：

我國(guó)科學(xué)家在“連續(xù)變量”集成光量子芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新突破_科學(xué)湃_澎湃新聞-The Paper

“中美同日宣布在量子芯片取得重大突破，但方法和所獲評(píng)價(jià)截然不同”

微軟Majorana1量子芯片突破：8比特拓?fù)浼軜?gòu)如何顛覆計(jì)算未來(lái)？_騰訊新聞