谷歌再度站上量子競(jìng)賽前沿，宣布其量子計(jì)算技術(shù)取得重大突破，正式邁入實(shí)用化倒計(jì)時(shí)階段。最新發(fā)布的“量子回聲”（Quantum Echoes）算法不僅以可驗(yàn)證的方式超越超級(jí)計(jì)算機(jī)，更讓量子技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用觸手可及。

谷歌母公司Alphabet旗下的量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)在其“Willow”量子芯片上成功運(yùn)行了一種新型算法——“量子回聲”。該算法可在其他類(lèi)似平臺(tái)上重復(fù)執(zhí)行，并能顯著超越傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能。據(jù)本周三發(fā)表于《自然》（Nature）期刊的論文顯示，這項(xiàng)算法的運(yùn)行速度比全球最強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)快一萬(wàn)三千倍。

谷歌指出，“量子回聲”算法具有可驗(yàn)證性，這意味著它可以在另一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)上被重復(fù)運(yùn)行，從而確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。谷歌量子人工智能團(tuán)隊(duì)的研究科學(xué)家湯姆·奧布萊恩（Tom O’Brien）表示：“可驗(yàn)證性是關(guān)鍵，它意味著我們向量子技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用邁出了巨大一步?！?/p>

谷歌表示，這一突破為量子技術(shù)在未來(lái)五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化應(yīng)用鋪平了道路。此次研究由2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主米歇爾·H·德沃雷（Michel H. Devoret）領(lǐng)銜，其此前斬獲諾獎(jiǎng)的量子調(diào)控基礎(chǔ)工作，正是本次突破的核心技術(shù)支撐之一。

德沃雷博士表示：“未來(lái)，當(dāng)我們擁有更大規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)時(shí)，將能夠執(zhí)行任何經(jīng)典算法都無(wú)法完成的計(jì)算?！惫雀鑸F(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)大機(jī)器規(guī)模并提高計(jì)算精度，以推動(dòng)量子計(jì)算向現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際應(yīng)用邁進(jìn)。

量子計(jì)算有望重塑算力格局

“量子回聲”算法不僅在速度上超越了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，更在醫(yī)學(xué)研究與材料科學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。該算法能夠借助核磁共振解析分子中原子之間的相互作用，為藥物發(fā)現(xiàn)和材料設(shè)計(jì)提供前所未有的工具。

在藥物研發(fā)方面，通過(guò)計(jì)算原子間的距離來(lái)研究分子結(jié)構(gòu)，科學(xué)家可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)藥物的療效和副作用，從而加速新藥的研發(fā)進(jìn)程。在材料科學(xué)領(lǐng)域，該算法可應(yīng)用于電池設(shè)計(jì)，幫助科學(xué)家開(kāi)發(fā)出更高效、更持久的電池材料。

谷歌的這一突破引發(fā)了科技界的廣泛關(guān)注。Alphabet股價(jià)在消息公布后一度上漲2.4%，顯示出市場(chǎng)對(duì)量子計(jì)算技術(shù)的高度認(rèn)可。與此同時(shí)，微軟、IBM以及眾多初創(chuàng)企業(yè)也在積極追求這一目標(biāo)，全球量子計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。

未參與此次研究的計(jì)算機(jī)科學(xué)家斯科特·阿倫森（Scott Aaronson）在郵件中表示，他對(duì)谷歌能夠以可重復(fù)、可驗(yàn)證的方式超越超級(jí)計(jì)算機(jī)的進(jìn)展感到非常振奮，并稱(chēng)這是過(guò)去數(shù)年量子計(jì)算領(lǐng)域最大的難題之一。不過(guò)，他也提醒道，前路仍然漫長(zhǎng)，要從這一成果邁向商業(yè)化應(yīng)用，或者實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的容錯(cuò)機(jī)制，都還面臨巨大挑戰(zhàn)。

隨著量子比特?cái)?shù)量的不斷增加和糾錯(cuò)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，量子計(jì)算正從“實(shí)驗(yàn)室優(yōu)越性”邁向“實(shí)用化糾錯(cuò)”與“規(guī)?；瘧?yīng)用”。產(chǎn)業(yè)層面，中國(guó)產(chǎn)能突破、美國(guó)商業(yè)交付、印度新興入局，正在推動(dòng)全球量子計(jì)算生態(tài)的多元化發(fā)展。

谷歌表示，他們將繼續(xù)圍繞“具備糾錯(cuò)能力的實(shí)用量子計(jì)算機(jī)”設(shè)計(jì)路線(xiàn)圖，每一個(gè)里程碑的實(shí)現(xiàn)都將把物理量子比特的數(shù)量提升10倍。如果芯片工藝能夠匹配量子計(jì)算的腳步，量子芯片或?qū)⒂瓉?lái)自己的“摩爾定律”。

此次谷歌在量子計(jì)算領(lǐng)域的重大突破，不僅為量子技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用鋪平了道路，更為全球科技競(jìng)爭(zhēng)注入了新的活力。未來(lái)，量子計(jì)算有望重塑算力格局，為人類(lèi)探索未知世界提供強(qiáng)大的工具。

全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁入新階段

全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷前所未有的變革，隨著谷歌宣布在超導(dǎo)量子芯片“Willow”上實(shí)現(xiàn)可驗(yàn)證的量子優(yōu)勢(shì)算法，這場(chǎng)由技術(shù)突破驅(qū)動(dòng)的競(jìng)賽，正重塑全球科技競(jìng)爭(zhēng)格局，而中美兩國(guó)已成為這一領(lǐng)域的核心推動(dòng)者。

谷歌的“Willow”芯片標(biāo)志著超導(dǎo)量子計(jì)算技術(shù)邁入新階段。該芯片利用105個(gè)物理量子比特構(gòu)建邏輯量子比特，在表面碼碼距為7時(shí)實(shí)現(xiàn)99.86%的保真度，驗(yàn)證了超導(dǎo)路線(xiàn)在可擴(kuò)展性和糾錯(cuò)能力上的優(yōu)勢(shì)。

與此同時(shí)，其他技術(shù)路線(xiàn)亦取得關(guān)鍵進(jìn)展。美國(guó)Quantinuum公司推出56比特處理器，單比特門(mén)保真度達(dá)99.97%，英國(guó)Oxford Ionics的芯片阱方案更實(shí)現(xiàn)99.9992%的超高保真度。美國(guó)QuEra公司Aquila處理器達(dá)256比特，法國(guó)Pasqal實(shí)現(xiàn)1000余個(gè)原子的囚禁，中國(guó)中科酷原發(fā)布首臺(tái)商用中性原子量子計(jì)算機(jī)“漢原一號(hào)”。

中國(guó)“九章三號(hào)”光量子計(jì)算機(jī)求解特定問(wèn)題比超算快一億億倍，北京大學(xué)實(shí)現(xiàn)8量子比特簇態(tài)光量子計(jì)算芯片，集成光子學(xué)技術(shù)突破規(guī)?；款i。微軟制備出全球首個(gè)基于馬約拉納零模的拓?fù)淞孔有酒琈ajorana 1，為容錯(cuò)量子計(jì)算開(kāi)辟新路徑。

技術(shù)路線(xiàn)的多元化發(fā)展，反映了全球科研機(jī)構(gòu)對(duì)量子計(jì)算未來(lái)形態(tài)的探索。超導(dǎo)路線(xiàn)因與半導(dǎo)體工藝兼容、擴(kuò)展性強(qiáng)，成為當(dāng)前商業(yè)化進(jìn)展最快的方向；而中性原子、光量子等路線(xiàn)則憑借獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在特定場(chǎng)景中展現(xiàn)潛力。

全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)正加速成型。截至2025年8月，全球量子計(jì)算企業(yè)超400家，美國(guó)以107家領(lǐng)跑，中國(guó)42家位居第二，歐盟占22%。產(chǎn)業(yè)集群化趨勢(shì)顯著，中國(guó)合肥、美國(guó)硅谷、以色列特拉維夫、韓國(guó)首爾等地成為創(chuàng)新高地。

美國(guó)依托IBM、谷歌等科技巨頭，構(gòu)建覆蓋硬件、軟件、云平臺(tái)的完整生態(tài)。IBM的Qiskit、谷歌的Cirq編程工具成為全球開(kāi)發(fā)者常用工具，亞馬遜Braket、微軟Azure Quantum等云平臺(tái)整合多路線(xiàn)算力。

中國(guó)以自主化戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)差異化突圍。中科大“祖沖之三號(hào)”105比特超導(dǎo)芯片、北京量子院“云蒙”156比特處理器、本源量子“本源悟空”72比特計(jì)算機(jī)等成果，逐步建立獨(dú)立產(chǎn)業(yè)生態(tài)。稀釋制冷機(jī)、測(cè)控系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率顯著提升，中國(guó)電科XS1000型稀釋制冷機(jī)最低溫度達(dá)10mK以下，達(dá)到國(guó)際主流水平。

歐洲在upstream領(lǐng)域保持優(yōu)勢(shì)，芬蘭Bluefors、英國(guó)Oxford Instruments的稀釋制冷機(jī)，德國(guó)Rohde & Schwarz的微波元器件，成為全球量子實(shí)驗(yàn)室首選設(shè)備。同時(shí)，歐洲企業(yè)通過(guò)“眾人拾柴”模式縮小與中美差距，法國(guó)Pasqal、英國(guó)Oxford Ionics、奧地利AQT等在技術(shù)路線(xiàn)上多元布局。

量子計(jì)算的應(yīng)用邊界正不斷拓展。金融、生物醫(yī)藥、能源、化工等行業(yè)已開(kāi)展算法測(cè)試，量子計(jì)算在組合優(yōu)化、分子模擬等任務(wù)中展現(xiàn)潛力。騰訊量子實(shí)驗(yàn)室與藥企合作開(kāi)發(fā)藥物設(shè)計(jì)混合量子管道，新加坡國(guó)立大學(xué)研究量子算法在金融衍生品定價(jià)中的應(yīng)用，摩根大通利用離子阱量子處理器執(zhí)行可認(rèn)證隨機(jī)數(shù)協(xié)議。

本源量子與蚌埠醫(yī)科大學(xué)合作開(kāi)發(fā)乳腺癌鉬靶檢測(cè)應(yīng)用，玻色量子聯(lián)合上海交通大學(xué)提出網(wǎng)格點(diǎn)匹配和原子特征匹配算法模型，顯著提升藥物虛擬篩選效率。瑞士Terra Quantum與韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵合作優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)工藝，玻色量子相干光量子計(jì)算機(jī)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、分子相似性篩選等場(chǎng)景展開(kāi)探索。

中國(guó)電信“天衍”云平臺(tái)融合量子與超算能力，國(guó)盾量子、本源量子云平臺(tái)向全球開(kāi)放算力。玻色量子與清華大學(xué)合作提出量子經(jīng)典混合加速算法，實(shí)現(xiàn)毫秒內(nèi)解決大規(guī)模二進(jìn)制優(yōu)化問(wèn)題。

公共與私營(yíng)部門(mén)對(duì)量子技術(shù)的投資顯著增加。截至2025年4月，全球公共部門(mén)投資達(dá)540億美元，中國(guó)以153億美元居首；私營(yíng)部門(mén)面向初創(chuàng)企業(yè)的投資在2024年復(fù)蘇，同比增長(zhǎng)50%，其中78%流向美國(guó)。

全球主要經(jīng)濟(jì)體將量子計(jì)算納入國(guó)家戰(zhàn)略。美國(guó)通過(guò)《國(guó)家量子倡議法案》，累計(jì)投入超60億美元，2025財(cái)年預(yù)算近10億美元。歐盟推出《塑造歐洲量子技術(shù)戰(zhàn)略》，覆蓋科研、產(chǎn)業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化。中國(guó)在“十五五”規(guī)劃中明確量子科技為重點(diǎn)發(fā)展方向，北京、安徽、上海、廣東、湖北等地通過(guò)設(shè)立未來(lái)產(chǎn)業(yè)基金、科研項(xiàng)目、公共平臺(tái)等方式推動(dòng)生態(tài)發(fā)展。

量子計(jì)算正從“實(shí)驗(yàn)室變量”轉(zhuǎn)向“產(chǎn)業(yè)常量”。麥肯錫預(yù)測(cè)，全球量子技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模到2040年將達(dá)1980億美元，其中量子計(jì)算市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以27%的年均增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng)，2027年達(dá)22億美元。

技術(shù)突破、政策支持與市場(chǎng)需求共同驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。2025-2030年將是商業(yè)化落地的黃金窗口，量子計(jì)算有望在藥物研發(fā)、材料設(shè)計(jì)、金融優(yōu)化等領(lǐng)域展現(xiàn)超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的能力，成為重塑全球科技與產(chǎn)業(yè)格局的關(guān)鍵力量。