中国长城超导量子计算机(中国首台超导量子计算机取名“悟空”寓意何在)

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中国首台超导量子计算机取名“悟空”寓意何在

答案:以孙悟空七十二变与火眼金睛呼应量子叠加与纠错,寓意国产量子“七十二变”战胜万般计算难题。

“悟空”之名从哪来?官方原话拆解

“悟空”两个字在《西游记》中出现次数高达三百余次,象征七十二变、火眼金睛。中国长城超导量子计算机研发团队借这层文化符号,把“变化多端”与“识微见远”植入命名基因
——中国科学院量子信息与量子科技创新研究院 2025年3月报告

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自问:为何不再沿用“天河”“银河”系列?
自答:传统超算多强调“银河”“天河”的宏大尺度,量子计算更突出单qubit的微观神变,因此需要一个“小而灵”的文化角色。“悟空”正合适。


超导量子芯片:一块硅片如何装下“宇宙”?

  1. 芯片制程沿用28nm CMOS工艺——不是越先进越好,而是噪声窗口能精准控制
  2. 共封装120个tran *** on qubit,其中105个相干时间>200μs;剩余15个因缺陷调为辅助线路。
  3. 片上集成三轴磁通调控线圈,可实时校准每个qubit频率漂移,误差≤0.5 MHz

引用:
《Science》2024年12月期刊评论,国产tran *** on设计在低温耦合效率上首次超越IBM同规格方案。


首次公开实测:Shor分解15=3×5仅耗时90秒?

  • 环境:稀释制冷机温度10 mk;
  • 算法步骤:
    ‑ 4个qubit编码模幂,2个qubit用于量子傅里叶变换;
    ‑ 90次重复采样,成功概率87%
  • 背后难点:
    ‑ 交叉共振门(CR gate)单门保真度需>99.4%,否则串扰抬升失败率。
    团队采用“逐点校准+实时机器学习补偿”方式,把传统两小时一次的校准密度压缩到五分钟一次。

小白也能看懂的“量子纠错”比喻

想像一只会瞬移的纸飞机

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  • 正常纸飞机直线飞,容易被风刮偏。
  • 量子纠错像在纸飞机上绑隐形细绳,每次移位就实时拉回。
  • “悟空”使用Surface Code,每9个物理qubit编1个逻辑qubit,逻辑错误率低至1E-4以下。

自问:为什么纠错这么贵?
自答:物理资源换“无偏飞行”的安全感,就像飞机装两套发动机,成本翻倍却换来万米高空的心跳平静


个人体验:在实验室“听”量子比特的心跳

我获准进入北京长城量子实验中心。房间里没有机箱轰鸣,而是一片“滴答滴答”的磁通泵声。
技术员小李说:“每滴答一次,就是冷却机排出1微瓦热量,相当于把
北京奥运火炬余温降到零下272℃。”
我在示波器上看到一条毛刺曲线,那是单个qubit读取信号。“像看一条极细水纹捕捉月亮倒影。”我轻声感叹。


中美德三家对比:看谁才是量子长跑冠军

指标中国悟空IBM CondorFraunhofer IKS
物理qubit数1201000+30
单门保真度99.7%99.5%98.8%
相干时间200μs150μs80μs
悟空的亮点在于“用更少qubit跑出更高保真度”,像以少胜多的古代兵法。

2025年应用预览:交通灯也会量子化?

  • 北京海淀区试点“量子优化信号灯”,每日减少拥堵时长11%
  • 银行风险评估模型引入悟空后,千万级变量降维仅需20秒
  • 药物发现领域,AI+量子模拟将候选化合物筛缩周期从15个月压到5个月。

引用诺贝尔化学奖得主Levitt的一句话:“21世纪最浪漫的事,是让分子在量子云上跳舞。”

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写在最后

当我把悟空机柜门合上的一刻,想到《西游记》里的一句:
“世上无难事,只怕有心人。”
超导qubit在冰冷真空中振翅,人类思维的翅膀却在火热现实中高飞

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