去年12月26日，全球科技圈算是被中國團(tuán)隊(duì)的成果攪翻了天。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊(duì)，憑著自主研發(fā)的“祖沖之3.2號”超導(dǎo)量子處理器，邁過了全球科學(xué)界鉆研多年的量子糾錯閾值。

這技術(shù)可是美國視作最后堡壘的核心領(lǐng)域。谷歌兩年前雖摸到過門檻，卻沒站穩(wěn)。而中國團(tuán)隊(duì)不僅穩(wěn)穩(wěn)跨了過去，還用一套全新的全微波技術(shù)路徑，在效率上把谷歌甩在了身后。西方媒體直呼這是不可思議的工程奇跡，連他們都覺得，這種彎道超車的速度實(shí)在超出預(yù)期。

這項(xiàng)讓美國科技界坐立難安的突破，到底藏著哪些門道？

為什么越糾錯越亂套？

大家都聽過量子計(jì)算機(jī)算得快，能秒殺傳統(tǒng)超算，但很少有人知道，它的“體質(zhì)”極差。量子比特就像個情緒極不穩(wěn)定的天才。潛力確實(shí)大，運(yùn)算速度遠(yuǎn)超普通比特，可抗干擾能力幾乎為零。周圍溫度稍變、飄來一絲電磁噪聲，哪怕是遙遠(yuǎn)的宇宙射線掠過，它都會瞬間“罷工”，把原本精準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果攪成亂碼。

這也是之前量子計(jì)算機(jī)只能待在實(shí)驗(yàn)室里的原因，根本經(jīng)不起外界折騰，想讓它干點(diǎn)實(shí)際活，沒等算出結(jié)果就先亂了套。

為了穩(wěn)住它，科學(xué)家想出了量子糾錯的辦法。一個比特容易壞，就用一群比特盯著它，發(fā)現(xiàn)錯誤及時修正。但實(shí)際操作中，卻陷入了尷尬的悖論。糾錯操作本身帶來的新錯誤，比它修正的舊錯誤還多。修正一個小問題，反而引出兩個新麻煩；再去修這兩個麻煩，又冒出更多漏洞。

這就是量子糾錯閾值的關(guān)鍵所在。沒跨過這道坎，系統(tǒng)規(guī)模越大，錯誤就越多，完全是做無用功。只有邁過去，才能實(shí)現(xiàn)越糾越準(zhǔn)，投入的資源越多，計(jì)算精度才越高。

谷歌兩年前宣稱摸到了門檻，當(dāng)時還以為自己穩(wěn)占先機(jī)?？伤麄儧]料到，中國團(tuán)隊(duì)不僅順利跨過，還解決了一個他們沒理順的核心難題——泄漏錯誤。這可不是小突破，等于在谷歌的短板上，我們先一步找到了答案。

中國方案如何破解谷歌困局？

“祖沖之3.2號”能震撼全球，核心就是用全微波技術(shù)，搞定了量子態(tài)泄漏這個大麻煩。所謂泄漏錯誤，就是量子比特的狀態(tài)跑出了預(yù)設(shè)的計(jì)算空間，跑到了無關(guān)的區(qū)域。一旦發(fā)生這種情況，麻煩就來了。

一方面，原本的計(jì)算規(guī)則對它完全失效，再怎么調(diào)控都沒用；另一方面，這個“跑偏”的量子比特還會影響周圍的比特，引發(fā)連鎖錯誤，讓整個計(jì)算系統(tǒng)受牽連。

谷歌之前的方案，雖說能實(shí)現(xiàn)部分糾錯，卻走了硬扛的路子。靠堆砌硬件、增加復(fù)雜線路來限制泄漏，結(jié)果比特數(shù)量越多，線路越鋪越亂，像一團(tuán)解不開的毛線，根本沒法大規(guī)模擴(kuò)展。

中國團(tuán)隊(duì)換了個思路，搞出全微波量子態(tài)泄漏抑制架構(gòu)。說白了就兩招，簡單又高效。

第一招是泄漏回收。系統(tǒng)能實(shí)時監(jiān)測量子比特狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有比特跑偏，就立刻發(fā)射特定微波脈沖，把它拉回計(jì)算空間，同時抽走多余能量。整個過程精準(zhǔn)又快速，不用額外增加硬件。

第二招是快速重置。每一輪糾錯結(jié)束后，負(fù)責(zé)監(jiān)測報錯的輔助比特，都會被強(qiáng)制清理殘留信息，歸零重啟。這樣一來，下一輪計(jì)算時，所有輔助比特都是干凈的，不會把上一輪的錯誤帶進(jìn)來。

這套方案最絕的地方，就是不用像谷歌那樣堆砌線路。所有操作都融入現(xiàn)有微波控制系統(tǒng)，相當(dāng)于從根源上避免了泄漏問題，而非被動防御。

在碼距為7的表面碼測試中，我們的邏輯錯誤率隨著碼距增加明顯下降，錯誤抑制因子達(dá)到1.4。這意味著我們的系統(tǒng)不僅跨過了閾值，穩(wěn)定性更強(qiáng)，未來擴(kuò)大規(guī)模也比谷歌方案容易得多。

越封鎖越強(qiáng)大

這次突破絕不止是技術(shù)層面的勝利，更像是對西方技術(shù)封鎖的一次漂亮反擊。

這些年，美國為了卡我們量子計(jì)算的脖子，手段用盡。限制高端量子芯片出口，禁售關(guān)鍵的稀釋制冷機(jī)——就是給量子計(jì)算機(jī)降溫的超級設(shè)備，還刻意阻礙學(xué)術(shù)交流，甚至審查華人科學(xué)家的簽證。

他們的算盤很精，覺得掐斷硬件和交流渠道，中國的量子研究就會停滯。在他們看來，谷歌采用的直流脈沖方案是唯一標(biāo)準(zhǔn)答案，離開這條路線，我們根本玩不轉(zhuǎn)。

可中國科研人員偏不信這個邪。你把路堵死，我們就自己開辟一條。“祖沖之3.2號”的成功，直接證明全微波控制路線不僅可行，在工程化擴(kuò)展上還比谷歌路線更有優(yōu)勢。

谷歌方案的致命問題的是線纜過多。未來要是想實(shí)現(xiàn)幾萬個比特的規(guī)模，散熱和布線都會成為無解的難題。而全微波方案能實(shí)現(xiàn)信號復(fù)用，一根線路就能傳輸多路信號，大幅降低了硬件復(fù)雜度。

這標(biāo)志著中國在容錯量子計(jì)算的主賽道上，已經(jīng)站到了國際頂尖水平，部分關(guān)鍵指標(biāo)甚至實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)先。我們不再是跟著別人身后模仿的學(xué)生，而是開始參與制定游戲規(guī)則的玩家。

這也應(yīng)了那句規(guī)律：西方越封鎖的技術(shù)，中國自主研發(fā)的速度越快，成果還往往更先進(jìn)。封鎖從來不是阻礙，反而成了倒逼我們自主創(chuàng)新的動力。

話說回來，這種逆襲背后，是無數(shù)科研人員的堅(jiān)守。在缺少外部技術(shù)支持、甚至面臨人才封鎖的情況下，能走出一條全新的技術(shù)路線，這份韌性，值得所有人敬佩。

量子時代離我們還有多遠(yuǎn)？

講了這么多技術(shù)細(xì)節(jié)，很多人會問，這技術(shù)跟我們的日常生活有關(guān)系嗎？其實(shí)關(guān)系大得很。

這次突破的核心價值，就是讓量子計(jì)算機(jī)從實(shí)驗(yàn)室里的昂貴展品，變成了能真正干活的工具。以前的量子計(jì)算機(jī)，就算運(yùn)算速度快，可錯誤太多，結(jié)果根本沒法用。現(xiàn)在跨過了糾錯閾值，意味著它終于能穩(wěn)定輸出可靠結(jié)果了。

舉個實(shí)際例子。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，研發(fā)一款新藥，光模擬藥物分子結(jié)構(gòu)，最強(qiáng)的傳統(tǒng)超算可能都要算幾百年，成本高得驚人。有了容錯量子計(jì)算機(jī)，理論上幾天就能出結(jié)果。這會讓抗癌藥、救命藥的研發(fā)周期大幅縮短，價格也有望降下來，惠及更多普通人。

再看物流行業(yè)。雙十一期間，幾億個包裹怎么配送最快、成本最低？這是個極其復(fù)雜的最優(yōu)解問題?，F(xiàn)在的算法只能算出大致方案，而量子算法能瞬間算出千萬級節(jié)點(diǎn)的最佳路線，幫物流公司省下巨額成本，我們的快遞費(fèi)說不定也能跟著降低。

人工智能領(lǐng)域也能受益。現(xiàn)在的AI大模型訓(xùn)練又燒錢又耗電，量子計(jì)算能大幅提升訓(xùn)練效率，讓AI更快學(xué)會識別疾病影像、預(yù)測極端天氣，還能幫科學(xué)家設(shè)計(jì)新型新能源材料，推動多個領(lǐng)域的進(jìn)步。

不過，我們也得保持清醒。雖然邁過了關(guān)鍵門檻，但量子計(jì)算機(jī)想像手機(jī)一樣普及，還有很長的路要走?，F(xiàn)在的“祖沖之3.2號”，更像是一個重要的起點(diǎn)，證明了這條路是走得通的。

接下來的任務(wù)，就是在這個基礎(chǔ)上增加比特數(shù)量，穩(wěn)步擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模。路已經(jīng)打通，技術(shù)方向也沒錯，剩下的就是一步步加速推進(jìn)了。