谷歌量子計算實用倒計時，全球量子計算產業發展邁入新階段

谷歌再度站上量子競賽前沿，宣布其量子計算技術取得重大突破，正式邁入實用化倒計時階段。最新發布的“量子回聲”（Quantum Echoes）算法不僅以可驗證的方式超越超級計算機，更讓量子技術的現實應用觸手可及。

谷歌母公司Alphabet旗下的量子計算團隊在其“Willow”量子芯片上成功運行了一種新型算法——“量子回聲”。該算法可在其他類似平臺上重復執行，并能顯著超越傳統超級計算機的性能。據本周三發表于《自然》（Nature）期刊的論文顯示，這項算法的運行速度比全球最強超級計算機快一萬三千倍。

谷歌指出，“量子回聲”算法具有可驗證性，這意味著它可以在另一臺量子計算機上被重復運行，從而確保結果的準確性和可靠性。谷歌量子人工智能團隊的研究科學家湯姆·奧布萊恩（Tom O’Brien）表示：“可驗證性是關鍵，它意味著我們向量子技術的現實應用邁出了巨大一步。”

谷歌表示，這一突破為量子技術在未來五年內實現實用化應用鋪平了道路。此次研究由2025年諾貝爾物理學獎得主米歇爾·H·德沃雷（Michel H. Devoret）領銜，其此前斬獲諾獎的量子調控基礎工作，正是本次突破的核心技術支撐之一。

德沃雷博士表示：“未來，當我們擁有更大規模的量子計算機時，將能夠執行任何經典算法都無法完成的計算。”谷歌團隊計劃繼續擴大機器規模并提高計算精度，以推動量子計算向現實世界的實際應用邁進。

量子計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計算機，更在醫學研究與材料科學領域展現出巨大潛力。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，為藥物發現和材料設計提供前所未有的工具。

在藥物研發方面，通過計算原子間的距離來研究分子結構，科學家可以更準確地預測藥物的療效和副作用，從而加速新藥的研發進程。在材料科學領域，該算法可應用于電池設計，幫助科學家開發出更高效、更持久的電池材料。

谷歌的這一突破引發了科技界的廣泛關注。Alphabet股價在消息公布后一度上漲2.4%，顯示出市場對量子計算技術的高度認可。與此同時，微軟、IBM以及眾多初創企業也在積極追求這一目標，全球量子計算競爭日益激烈。

未參與此次研究的計算機科學家斯科特·阿倫森（Scott Aaronson）在郵件中表示，他對谷歌能夠以可重復、可驗證的方式超越超級計算機的進展感到非常振奮，并稱這是過去數年量子計算領域最大的難題之一。不過，他也提醒道，前路仍然漫長，要從這一成果邁向商業化應用，或者實現可擴展的容錯機制，都還面臨巨大挑戰。

隨著量子比特數量的不斷增加和糾錯技術的持續進步，量子計算正從“實驗室優越性”邁向“實用化糾錯”與“規模化應用”。產業層面，中國產能突破、美國商業交付、印度新興入局，正在推動全球量子計算生態的多元化發展。

谷歌表示，他們將繼續圍繞“具備糾錯能力的實用量子計算機”設計路線圖，每一個里程碑的實現都將把物理量子比特的數量提升10倍。如果芯片工藝能夠匹配量子計算的腳步，量子芯片或將迎來自己的“摩爾定律”。

此次谷歌在量子計算領域的重大突破，不僅為量子技術的現實應用鋪平了道路，更為全球科技競爭注入了新的活力。未來，量子計算有望重塑算力格局，為人類探索未知世界提供強大的工具。

全球量子計算產業發展邁入新階段

全球量子計算產業正經歷前所未有的變革，隨著谷歌宣布在超導量子芯片“Willow”上實現可驗證的量子優勢算法，這場由技術突破驅動的競賽，正重塑全球科技競爭格局，而中美兩國已成為這一領域的核心推動者。

谷歌的“Willow”芯片標志著超導量子計算技術邁入新階段。該芯片利用105個物理量子比特構建邏輯量子比特，在表面碼碼距為7時實現99.86%的保真度，驗證了超導路線在可擴展性和糾錯能力上的優勢。

與此同時，其他技術路線亦取得關鍵進展。美國Quantinuum公司推出56比特處理器，單比特門保真度達99.97%，英國Oxford Ionics的芯片阱方案更實現99.9992%的超高保真度。美國QuEra公司Aquila處理器達256比特，法國Pasqal實現1000余個原子的囚禁，中國中科酷原發布首臺商用中性原子量子計算機“漢原一號”。

中國“九章三號”光量子計算機求解特定問題比超算快一億億倍，北京大學實現8量子比特簇態光量子計算芯片，集成光子學技術突破規模化瓶頸。微軟制備出全球首個基于馬約拉納零模的拓撲量子芯片Majorana 1，為容錯量子計算開辟新路徑。

技術路線的多元化發展，反映了全球科研機構對量子計算未來形態的探索。超導路線因與半導體工藝兼容、擴展性強，成為當前商業化進展最快的方向；而中性原子、光量子等路線則憑借獨特優勢，在特定場景中展現潛力。

全球量子計算產業生態正加速成型。截至2025年8月，全球量子計算企業超400家，美國以107家領跑，中國42家位居第二，歐盟占22%。產業集群化趨勢顯著，中國合肥、美國硅谷、以色列特拉維夫、韓國首爾等地成為創新高地。

美國依托IBM、谷歌等科技巨頭，構建覆蓋硬件、軟件、云平臺的完整生態。IBM的Qiskit、谷歌的Cirq編程工具成為全球開發者常用工具，亞馬遜Braket、微軟Azure Quantum等云平臺整合多路線算力。

中國以自主化戰略實現差異化突圍。中科大“祖沖之三號”105比特超導芯片、北京量子院“云蒙”156比特處理器、本源量子“本源悟空”72比特計算機等成果，逐步建立獨立產業生態。稀釋制冷機、測控系統等關鍵設備國產化率顯著提升，中國電科XS1000型稀釋制冷機最低溫度達10mK以下，達到國際主流水平。

歐洲在upstream領域保持優勢，芬蘭Bluefors、英國Oxford Instruments的稀釋制冷機，德國Rohde & Schwarz的微波元器件，成為全球量子實驗室首選設備。同時，歐洲企業通過“眾人拾柴”模式縮小與中美差距，法國Pasqal、英國Oxford Ionics、奧地利AQT等在技術路線上多元布局。

量子計算的應用邊界正不斷拓展。金融、生物醫藥、能源、化工等行業已開展算法測試，量子計算在組合優化、分子模擬等任務中展現潛力。騰訊量子實驗室與藥企合作開發藥物設計混合量子管道，新加坡國立大學研究量子算法在金融衍生品定價中的應用，摩根大通利用離子阱量子處理器執行可認證隨機數協議。

本源量子與蚌埠醫科大學合作開發乳腺癌鉬靶檢測應用，玻色量子聯合上海交通大學提出網格點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與韓國浦項制鐵合作優化鋼鐵生產工藝，玻色量子相干光量子計算機在蛋白質結構預測、分子相似性篩選等場景展開探索。

中國電信“天衍”云平臺融合量子與超算能力，國盾量子、本源量子云平臺向全球開放算力。玻色量子與清華大學合作提出量子經典混合加速算法，實現毫秒內解決大規模二進制優化問題。

公共與私營部門對量子技術的投資顯著增加。截至2025年4月，全球公共部門投資達540億美元，中國以153億美元居首；私營部門面向初創企業的投資在2024年復蘇，同比增長50%，其中78%流向美國。

全球主要經濟體將量子計算納入國家戰略。美國通過《國家量子倡議法案》，累計投入超60億美元，2025財年預算近10億美元。歐盟推出《塑造歐洲量子技術戰略》，覆蓋科研、產業化與標準化。中國在“十五五”規劃中明確量子科技為重點發展方向，北京、安徽、上海、廣東、湖北等地通過設立未來產業基金、科研項目、公共平臺等方式推動生態發展。

量子計算正從“實驗室變量”轉向“產業常量”。麥肯錫預測，全球量子技術市場規模到2040年將達1980億美元，其中量子計算市場預計將以27%的年均增長率快速增長，2027年達22億美元。

技術突破、政策支持與市場需求共同驅動產業快速發展。2025-2030年將是商業化落地的黃金窗口，量子計算有望在藥物研發、材料設計、金融優化等領域展現超越經典計算機的能力，成為重塑全球科技與產業格局的關鍵力量。