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谷歌10年啃不动的量子壁垒中国1年击碎!九章算力超超算亿亿倍

日期:2026-01-15 11:07:18     作者:admin     阅读


  

谷歌10年啃不动的量子壁垒中国1年击碎!九章算力超超算亿亿倍(图1)

  中国量子科技的崛起,让西方媒体频频使用“反人类”一词,这与他们过去嘲讽中国只能亦步亦趋形成鲜明对比。然而,在2026年初,中国科学技术大学潘建伟团队发布的一份实验报告,却让硅谷陷入了沉寂。

  那么,中国究竟取得了怎样的突破性进展?美国的量子技术又落后多少呢?让我们将时间回溯到2025年6月,德国黑尔戈兰岛,海风轻拂,一场汇聚全球三百多位顶尖物理学家的量子科技国际研讨会正在举行。当会场屏幕上出现潘建伟教授的身影时,全场目光聚焦。作为中国本土高校及科研机构的代表,他的受邀报告预示着中国在量子科技领域已实现从追赶到领跑的巨大飞跃。

  这一切的开端,源于一个曾经备受质疑的梦想。1996年,在奥地利因斯布鲁克大学,面对导师、诺贝尔物理学奖得主塞林格的提问,年仅26岁的潘建伟坚定地表达了自己的目标:“我要在中国建立一个世界一流的量子实验室!”然而,当时的中国在量子科技领域几乎一片空白,学术界对其认可度不高,科研经费申请也屡屡受挫。

  面对困境,潘建伟没有放弃,而是开始了长达二十年的战略布局。在欧洲求学期间,他专注于冷原子量子调控技术的研究,并将每一项成果都视为未来带回祖国的种子。同时,他选派学生前往英国、德国、美国等顶尖实验室,让他们在量子计算、精密测球盟会量、量子通信等不同领域深耕,为中国量子科技储备人才。

  随着人才与技术的积累,2009年后,陈宇翱、陆朝阳等核心成员陆续学成归国,他们像钱学森等老一辈科学家一样,毅然放弃国外优厚待遇,投身祖国的科研事业。这支凝聚了海内外智慧的团队,正式开启了中国量子科技的攻坚之旅。

  2019年,美国谷歌公司高调宣布其“悬铃木”量子计算机实现了“量子优越性”,声称在200秒内解决了随机线路采样问题,而当时最快的超级计算机需要一万年。这一消息让西方学界一度认为他们已掌握了未来量子时代的主导权。

  然而,仅仅一年后,中国科大潘建伟团队就推出了由76个光子组成的“九章”量子计算原型机。在求解高斯玻色取样问题时,“九章”的运算速度比谷歌“悬铃木”快一亿亿倍,一举实现了“量子优越性”的里程碑。随后,“九章”系列不断升级,2021年,“九章二号”将光子数量提升至113个,性能再次提升;2023年,“九章三号”更是将光子数量提升至255个,速度比当时全球最快的超级计算机“前沿”快一亿亿倍。

  高斯玻色取样问题在密码破解、材料设计、药物研发等领域具有重要应用,“九章”系列的突破为这些领域的发展注入了强劲动力。相比之下,谷歌“悬铃木”的后续进展却显得缓慢,其技术优势逐渐被中国团队的快速迭代所超越。国际学界也纷纷评价:“中国在光量子计算领域的突破,实现了对西方的弯道超车。”

  如果说算力提升是量子科技的“面子”,那么量子纠错就是决定技术实用化的“里子”。量子比特极其脆弱,容易受到环境干扰而产生错误。实现“越纠越对”的纠错功能,是全球量子领域的核心难题,也是美国长期坚守的技术壁垒。

  2025年初,谷歌宣布在码距为7的表面码上实现了低于阈值的逻辑比特,但该路线存在明显的局限性,芯片架构约束多、扩展性差,随着量子比特数量的增加,极低温环境下的布线难度和硬件成本将大幅上升。

  正当国际学界关注谷歌成果之际,2025年12月,《物理评论快报》的封面刊登了潘建伟团队的重大突破。他们基于107比特的“祖冲之3.2号”超导量子处理器,独创了一种全微波量子态泄漏抑制架构,同样在码距为7的表面码上实现了低于阈值的量子纠错,真正实现了“越纠越对”的核心目标。这种全微波控制路径不仅从根本上解决了泄漏错误这一难题,还具备天然的频分复用特性,在硬件效率和扩展性上远超谷歌的技术路线,为未来构建百万比特级实用化量子计算机提供了可行的解决方案。《自然》杂志的审稿人评价这一成果为“量子纠错领域的里程碑”,中国团队的技术突破彻底打破了西方学界长期以来构筑的“量子围墙”。

  量子科技的竞争不仅体现在计算领域,还体现在通信领域。2016年8月16日,酒泉卫星发射中心,一枚火箭冲破夜空,将全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”送入预定轨道。这颗以中国古代科学家命名的卫星,其核心任务是验证星地量子纠缠,搭建星地量子通信的桥梁。

  项目启动之初,西方专家普遍持怀疑态度,他们认为光纤传输存在物理极限,光子在大气中传输容易损耗,星地量子通信的难度堪比“针尖上跳舞”,并断言中国至少需要二十年才能取得突破。然而,“墨子号”用实打实的成果回应了质疑。卫星升空仅一年,团队就成功实现了千公里级星地双向量子纠缠分发,完成了星地量子密钥分发和地星量子隐形传态实验。其中,星地量子密钥分发效率较传统光纤传输技术实现了数量级的提升,为构建绝对安全的通信网络奠定了基础。英国《新科学家》杂志甚至将“中国科大”印上封面,直言中国已在量子世界地图上占据了核心位置。

  如今,中国已经启动了中高轨量子卫星的规划,未来有望实现相距万公里的两点间直接量子密钥分发,从而实现北京与南非等跨洲城市之间的全天候安全通信。

  从26岁的梦想初心到56岁的国际引领,潘建伟用了三十年;从被质疑的“冷门方向”到全球瞩目的科研高地,中国量子团队用了二十年。当潘建伟在国际会议上详细介绍中国量子成果时,曾经的质疑声早已变成了充满尊重的提问。这不仅仅是技术层面的跨越,更是一代中国科研人挺起的民族脊梁。这份坚守,正在照亮更多科技自主创新的道路。正如潘建伟所说:“科学没有国界,但科学家有祖国。”