自主研发超导量子计算现状详解

中国已实现自主研发超导量子计算，无需依赖国外技术路线。

为什么要自研超导量子芯片？

量子芯片好比“量子发动机”，谁掌握它，谁就握住了下一代计算的钥匙。IBM、谷歌的路线图动辄上千比特，若我们只做外围软件，最终会成为“算力殖民地”。

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自研过程中最难的三关是什么？

1. 极低温环境

零下273.1℃才能进入超导态，实验室必须常年依赖稀释制冷机，国内此前90%的设备进口。2024年中科院物理所与科大国盾联合攻关，首台可商用国产稀释制冷机交付合肥，把成本从300万美元压到150万美元，一年就能省下一台光刻机的钱。

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国产芯片与谷歌差距究竟多大？

• 比特数量：Google公开Bristlecone是72比特，百度2023年发布“乾始”达36比特，看似一半，但实际有效相干时间更长，门保真度96.8%已追平。
• 工艺路线：我们放弃Al/AlOx/Al三明治，改用NbTiN/Air-bridge新工艺，抗磁噪声提升三倍，意味着在同样噪声环境里能多跑50层量子线路。
• 软件生态：谷歌Cirq已迭代13版，我们开源的量桨Paddle Quantum才3.4版，但中文教程+飞桨社区的活跃用户已达6万，反超只是时间问题。

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小白如何零基础跟上超导量子热潮？

先把“三不三有”口诀背下来：

1. 不怕高数：量子傅里叶变换不过是旋转门矩阵的级联（真正难的是物理直觉，而非公式）。
2. 不买昂贵设备：下载QuTiP仿真库，家用电脑就能模拟10比特线路。
3. 不看冗长论文：B站搜“张朝阳量子力学公开课”20集，讲得更通透。
4. 有一本必读：《Quantum Computation and Quantum Information》十周年版，每天啃十页，三个月后你就能读懂arXiv。
5. 有个实验平台：北京量子信息科学研究院每月开放日可申请云端真实超导芯片提交量子程序。
6. 有一群同行：知乎专栏“量子客”投稿门槛低，写下一篇“如何用门控XEB验证量子霸权”，立马拿到百赞。

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权威观点碰撞：硬件还是算法谁更关键？

“硬件把天花板撑高，但算法决定你能住多宽的别墅。” —— John Preskill，提出“NISQ时代”概念的物理学家

我把这句话翻译给入门者：就算给你1000个比特，如果不知道如何编译成量子近似优化算法(QAOA)，仍算不出旅行商问题的最短路径。2025年微软量子团队用拓扑量子纠错编码在24比特里跑出288逻辑比特，证明了算法能让有限硬件倍增算力。

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下一步趋势预测

国家量子信息实验室路线图给出2026年200比特、2030年1000比特的目标；但业内人士更关注Fidelity First而非Bit-Race。我的判断是：

• 未来三年，相干时间突破1毫秒带来的算法深度增加，将比简单堆比特更有商业故事可讲。因为Shor算法需要上千逻辑比特，而今天的金融行业只对几十个逻辑比特的量子振幅估计（QAE）趋之若鹜。
• 政策侧，科创板大概率在2025年底前迎来第二家纯量子芯片上市公司，估值锚不再是“硅片摩尔”，而是“量子增值曲线”。

如《三体》叶文洁所言：“弱小和无知不是生存的障碍，傲慢才是。”我们不再傲慢地等待国外开源，而是亲手把超导量子计算机搬上了自己的实验台。