2024年12月9日，谷歌CEO皮查伊在社交平臺(tái)上發(fā)了一條消息。內(nèi)容不長(zhǎng)，信息量卻大得嚇人。谷歌搞出了一款量子計(jì)算芯片，名字叫＂Willow＂。

這顆芯片干了兩件大事：一件是把量子糾錯(cuò)這個(gè)老大難問題給啃下來了，另一件是跑了一個(gè)計(jì)算測(cè)試，5分鐘就出了結(jié)果。同樣的任務(wù)交給當(dāng)今最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，得算多久？10的25次方年。宇宙才誕生138億年，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)沒有實(shí)際意義了。

消息放出來第二天，谷歌股價(jià)直接躥了5.59%，市值一個(gè)晚上多了1120億美元，換算成人民幣大概8120億。一顆指甲蓋大小的芯片，105個(gè)量子比特，就把一家公司的身價(jià)往上抬了這么多。馬斯克看完消息回了一個(gè)＂Wow＂，OpenAI的奧特曼也跑去給皮查伊道賀。這兩位平時(shí)在社交媒體上沒少互相嗆，能同時(shí)服氣，說明Willow確實(shí)有兩把刷子。

普通電腦處理信息靠的是比特，一個(gè)比特要么是0，要么是1，非此即彼。量子計(jì)算機(jī)用的是量子比特，它可以同時(shí)處于0和1的狀態(tài)，物理學(xué)上叫＂疊加態(tài)＂。打個(gè)不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋确?，普通電腦走迷宮是一條路一條路試，量子計(jì)算機(jī)是把所有路同時(shí)走了一遍，效率高得離譜。

麻煩就在于，量子比特這東西太＂脆＂了。溫度、震動(dòng)、電磁波，什么都能干擾它。量子比特?cái)?shù)量一多，它們之間還會(huì)互相糾纏、互相影響，錯(cuò)誤率噌噌往上漲。上世紀(jì)90年代物理學(xué)家Peter Shor提出了量子糾錯(cuò)理論，從那之后，全世界的科學(xué)家花了將近30年，都沒能真正解決這個(gè)問題。

Willow芯片這次用了一種叫＂表面碼＂的糾錯(cuò)技術(shù)，把碼距從3擴(kuò)到5再擴(kuò)到7，每擴(kuò)一次錯(cuò)誤率就減一半。這個(gè)趨勢(shì)穩(wěn)住了，意味著量子比特越多反而越準(zhǔn)，這在以前是不敢想的。

2025年10月，谷歌又在《自然》雜志上發(fā)了一篇論文，說他們用Willow跑通了一種叫＂量子回聲＂的新算法。這是人類歷史上第一次在量子硬件上成功運(yùn)行可驗(yàn)證算法，速度是頂級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的13000倍。谷歌自己說，這為量子技術(shù)五年內(nèi)走向?qū)嶋H應(yīng)用打開了大門。也就是說，量子計(jì)算正在從＂實(shí)驗(yàn)室玩具＂變成＂能干活的工具＂。

谷歌搞出這么大動(dòng)靜，中國(guó)這邊坐得住嗎？坐不住，也沒打算坐。2024年12月17日，谷歌發(fā)布Willow才過了8天，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、朱曉波團(tuán)隊(duì)就把自己的成果亮了出來——105個(gè)量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)＂祖沖之三號(hào)＂。同樣是105個(gè)量子比特，回應(yīng)速度快得讓人意外。

＂祖沖之三號(hào)＂跑83比特32層的隨機(jī)線路采樣測(cè)試，計(jì)算速度比當(dāng)前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快了千萬億倍，比谷歌2024年10月公開發(fā)表的成果快了百萬倍。

2025年3月3日，這項(xiàng)成果以封面論文的形式登上了《物理評(píng)論快報(bào)》，審稿人的評(píng)價(jià)是＂構(gòu)建了目前最高水準(zhǔn)的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)＂。這個(gè)評(píng)價(jià)分量不輕，《物理評(píng)論快報(bào)》是物理學(xué)界公認(rèn)的頂刊。

其實(shí)回過頭看，中國(guó)在量子這條賽道上布局得挺早。2016年＂墨子號(hào)＂量子通信衛(wèi)星升空，2020年76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)＂九章＂問世，是國(guó)際上第一個(gè)被嚴(yán)格證實(shí)具備＂量子計(jì)算優(yōu)越性＂的實(shí)驗(yàn)。

后面＂九章二號(hào)＂＂九章三號(hào)＂接連迭代，到2023年＂九章三號(hào)＂用了255個(gè)光子，處理速度比超級(jí)計(jì)算機(jī)快億億倍。光量子這條路線，中國(guó)一直跑在最前面。

超導(dǎo)路線這邊，2021年66比特的＂祖沖之二號(hào)＂研制成功。中國(guó)成了全球唯一一個(gè)在超導(dǎo)和光量子兩條技術(shù)路線上都實(shí)現(xiàn)了＂量子優(yōu)越性＂的國(guó)家。兩條腿走路，放眼全世界，目前只有中國(guó)做到了。潘建偉院士公開講過，我們?cè)诹孔油ㄐ蓬I(lǐng)域處于國(guó)際引領(lǐng)地位，在量子計(jì)算領(lǐng)域處于國(guó)際第一方陣。這話不是客氣話，有成果撐著。

2019年谷歌高調(diào)宣布實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性，說53比特處理器200秒完成的任務(wù)，最快超級(jí)計(jì)算機(jī)要算一萬年。結(jié)果2023年中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)拿出了更先進(jìn)的經(jīng)典算法，用1400多塊A100顯卡只花了14秒就把同樣的任務(wù)完成了。谷歌當(dāng)年那個(gè)＂量子優(yōu)越性＂的說法，被中國(guó)團(tuán)隊(duì)給推翻了。這件事在學(xué)術(shù)圈的震動(dòng)程度，不亞于Willow發(fā)布本身。

產(chǎn)業(yè)端也在加速跟進(jìn)。2024年底中國(guó)電信發(fā)布了量子計(jì)算機(jī)＂天衍504＂，搭載＂驍鴻＂量子計(jì)算芯片，量子比特?cái)?shù)達(dá)到504個(gè)，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)比特?cái)?shù)最多的量子芯片。2025年1月，中國(guó)電信完成了對(duì)國(guó)盾量子的控股權(quán)變更，把國(guó)盾量子的硬件研發(fā)能力和自身的通信基礎(chǔ)設(shè)施整合到一起。國(guó)家隊(duì)親自下場(chǎng)了，這個(gè)信號(hào)很明確。

錢也在往這個(gè)方向涌。＂十五五＂規(guī)劃建議把量子科技列在了未來產(chǎn)業(yè)布局的第一位。2025年初到2026年2月，量子科技賽道融資金額超過25億元，融資事件25起。資本是最敏感的，它往哪里跑，說明機(jī)會(huì)就在哪里。

那到底中國(guó)能不能追上美國(guó)？量子計(jì)算的發(fā)展分三步：第一步證明量子計(jì)算優(yōu)越性，第二步做出能解決實(shí)際問題的量子模擬機(jī)，第三步造出通用的量子計(jì)算機(jī)。目前全球都還卡在第一步到第二步的過渡地帶。

英國(guó)薩塞克斯大學(xué)量子技術(shù)教授Hensinger說得很直白，105個(gè)量子比特＂仍然太小，無法進(jìn)行有用的計(jì)算＂，真正解決行業(yè)問題需要數(shù)百萬個(gè)量子比特。谷歌也好，中國(guó)也好，離終點(diǎn)都還很遠(yuǎn)。

谷歌在糾錯(cuò)工程化方面走得靠前一些，但＂祖沖之三號(hào)＂的核心性能指標(biāo)跟Willow在同一個(gè)量級(jí)。中國(guó)在光量子方向保持全球領(lǐng)先，超導(dǎo)方向也是第一梯隊(duì)。差距有，但沒有外面?zhèn)鞯媚敲纯鋸?。況且這場(chǎng)比賽才剛進(jìn)入中段，后面的變數(shù)還很多。

量子計(jì)算真正讓人興奮的，還是它將來能干的事。藥物研發(fā)、氣象預(yù)測(cè)、基因測(cè)序、材料設(shè)計(jì)、金融風(fēng)控，每一個(gè)領(lǐng)域都可能因?yàn)榱孔铀懔Φ慕槿攵l(fā)生質(zhì)變。2025年德國(guó)一項(xiàng)研究顯示，利用量子算法加速新藥分子開發(fā)，數(shù)據(jù)處理時(shí)間減少了近80%。誰先把實(shí)驗(yàn)室里的成果變成能落地的應(yīng)用，誰就拿到了下一個(gè)時(shí)代的門票。