睿诚科技协会

中谷歌量子技术差距究竟有多大?

核心领域:各有侧重,齐头并进

要明确一个关键点:“量子技术”是一个宽泛的概念,而谷歌目前的主要战场是“量子计算”,中国则在量子技术的多个领域进行全方位布局。

中谷歌量子技术差距究竟有多大?-图1
(图片来源网络,侵删)

谷歌:量子计算的引领者与定义者

谷歌的量子战略非常聚焦,核心就是“量子霸权”(Quantum Supremacy / 优势)“量子实用主义”(Quantum Practicality)

  • 核心技术:超导量子比特

    • 谷歌是超导路线的坚定拥护者和领导者,其Sycamore处理器(53个量子比特)在2025年宣布实现“量子霸权”,完成了经典超级计算机需要数千年的计算任务,这是全球公认的里程碑。
    • 谷歌的量子芯片(如Sycamore, Willow)在量子比特的相干时间(维持量子态的时间)和门保真度(操作准确性)上处于世界顶尖水平。
  • 目标:构建容错量子计算机

    • 谷歌的最终目标是制造出能够解决实际问题的、容错的通用量子计算机,为此,他们正在积极研究量子纠错技术,这是实现大规模、实用化量子计算的最大障碍。
  • 生态系统建设:

    中谷歌量子技术差距究竟有多大?-图2
    (图片来源网络,侵删)
    • 谷歌通过 CirqTensorFlow Quantum 等开源框架,为开发者和研究人员提供工具,构建了一个庞大的软件生态系统,这使得任何人都可以在谷歌的量子硬件上进行实验。

中国:量子技术的“全面开花”

中国的量子技术战略更具国家意志和系统性,布局远超量子计算本身,形成了“两弹一星”级别的国家级工程。

  • 量子计算:多技术路线并行

    • 中国不把所有鸡蛋放在一个篮子里,除了跟随超导路线(如中科大、本源量子),中国还在大力发展其他有潜力的技术路线:
      • 光量子计算:这是中国的“王牌”之一,中科大的潘建伟院士团队在光量子计算领域取得了世界领先的成果,其“九章”光量子计算原型机在“高斯玻色采样”任务上实现了对谷歌超导处理器的“量子霸权”的超越。
      • 离子阱量子计算:同样处于世界先进水平,具有天然的优点,如量子比特相干时间长、门操作精度高。
      • 超导、拓扑、中性原子等:均有布局,旨在形成技术备份和互补。
  • 量子通信:绝对的全球领导者

    • 这是中国量子技术最突出的优势领域,也是谷歌没有涉足的领域。
    • “墨子号”量子科学实验卫星:实现了千公里级的星地量子密钥分发,为构建全球化的量子通信网络奠定了基础。
    • “京沪干线”:世界第一条千公里级级量子保密通信骨干网络,已投入使用,为金融、政务等领域提供高安全通信保障。
    • 量子通信网络:中国正在积极建设覆盖全国的“天地一体化”量子通信网络,目标是打造绝对安全的通信基础设施。
  • 量子精密测量:军民两用,潜力巨大

    中谷歌量子技术差距究竟有多大?-图3
    (图片来源网络,侵删)
    • 利用量子特性进行超高精度的测量,如量子陀螺仪、重力仪、磁力计等。
    • 在导航、地质勘探、医学成像、国防安全等领域有颠覆性应用前景,中国在这一领域也投入巨大,并已取得显著进展。

发展模式:企业 vs. 国家队

  • 谷歌:典型的“企业主导、市场化驱动”模式

    • 由谷歌母公司 Alphabet 旗下的 Google AI Quantum 团队(位于加州圣巴巴拉)领导。
    • 模式灵活,目标明确(追求商业价值和技术领先),吸引全球顶尖人才,通过学术合作和开源社区扩大影响力。
  • 中国:典型的“国家战略引导、产学研协同”模式

    • 由国家主导,通过“量子信息科学国家实验室”(如合肥、上海)、“科技创新2030—‘量子通信与量子计算机’”重大项目等提供巨额资金和政策支持。
    • 中科大的潘建伟团队扮演了核心角色,既是科研先锋,也是技术转化的关键节点。
    • 企业(如本源量子、国盾量子、国科量子等)负责将实验室成果产业化,构建产业链。

里程碑事件:一场无声的“霸权”之争

这场竞争最激烈的体现就是双方在各自路线上的里程碑事件。

事件 谷歌 中国
首次宣称“量子霸权” 2025年:53比特超导处理器“Sycamore”完成经典计算机需1万年的计算任务。 2025年:76个光子量子计算原型机“九章”,在高斯玻色采样任务上,比谷歌快100万亿倍。
技术路线优势 超导路线:在通用量子计算的逻辑门操作和可扩展性上展示潜力。 光量子路线:在特定问题的求解速度上展现了指数级优势,证明量子霸权并非超导独有。
纠错与实用化 2025年:宣布发现“物理规律证据”,表明通过量子纠错可以降低计算错误率,为实用化迈出关键一步。 2025年:66比特超导量子计算机“祖冲之二号”和“九章二号”问世,持续在各自路线上刷新纪录,并向可编程、可容错方向努力。

谷歌定义了“量子霸权”的框架(通用计算任务),而中国则用不同的技术路线证明了“量子霸权”的多样性,并在特定问题上实现了对谷歌的超越,这更像是一场“路线之争”,而非简单的谁快谁慢。


竞争背后的深层含义

  1. 科技主导权之争:量子计算被视为继人工智能、生物技术之后,决定未来数十年国家竞争力的关键技术,谁能率先实现实用化,谁就能在新一轮工业革命中占据主导地位,在密码学、药物研发、材料科学、金融建模等领域获得巨大优势。

  2. 国家安全的终极博弈

    • 量子计算的威胁:足够强大的量子计算机可以破解目前广泛使用的RSA等公钥加密体系,对国家安全、金融系统和数据隐私构成“末日”级威胁。
    • 量子通信的应对:量子通信(QKD)提供了理论上“无条件安全”的通信方式,是抵御未来量子攻击的终极武器,中国在这方面的领先,为其关键信息基础设施提供了强大的安全保障。
  3. 全球科技版图的重塑:这场竞争正在打破长期以来由美国主导的全球科技格局,中国在量子通信领域的绝对领先和在量子计算领域的快速追赶,使得全球科技力量呈现出“中美双雄并立,多国紧追不舍”的新态势。


对比维度 谷歌 中国
核心领域 聚焦量子计算,目标是通用量子计算机。 全面布局:量子计算、量子通信、量子精密测量。
技术路线 主攻超导量子比特,技术路径清晰。 多路并进:光量子、超导、离子阱等均有世界级成果。
发展模式 企业主导,市场化、商业化驱动。 国家战略,国家队引领,产学研协同。
当前优势 量子计算(超导路线):软件生态、工程化经验领先。 量子通信:全球绝对领导者;量子计算(光量子):在特定问题上速度领先。
终极目标 实现量子计算的实用价值,解决实际问题。 抢占科技制高点,构建绝对安全的通信网络,并实现量子计算的实用化。

谷歌和中国在量子技术领域的关系是:在量子计算上,他们是针锋相对的“对手”和“竞争者”,在不同技术路线上争奇斗艳;在更广阔的量子技术版图上,中国凭借量子通信等领域的全面优势,成为了谷歌在量子时代无法绕开的、强大的系统性竞争者,这场竞争不仅关乎技术本身,更关乎未来世界的规则和秩序。

分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇