在这场以量子芯片为核心的竞赛中，谁能取得最后的胜利？
01
国际巨头竞逐量子霸权
2025年2月，科技界迎来一场量子计算的“地震”：微软发布全球首款拓扑量子芯片Majorana 1，宣称“量子计算机将在数年内而非几十年内实现”。
微软的Majorana 1芯片基于马约拉纳费米子的拓扑量子比特技术，仅包含8个量子比特，但凭借其独特的拓扑保护特性，显著降低了错误率。
这种架构的目标是在未来实现“指甲盖大小芯片集成百万量子比特”，为容错量子计算铺路。其核心优势在于抗干扰能力和可扩展性，但材料研发（如砷化铟与铝的拓扑导体）与原子级精密制造仍是技术难点。
而在此之前，谷歌、IBM等企业长期主导量子计算赛道。
2024年底，谷歌发布Willow量子芯片，宣称其“5分钟可完成经典计算机十亿年的计算任务”，并在多元宇宙模拟、药物研发等领域引发轰动。
微软则通过整合量子计算与Azure云服务，试图构建生态壁垒。这些进展标志着国际巨头正从实验室验证迈向商业化应用，试图抢占标准制定权与技术主导地位。
然而，中国并非旁观者。
早在2021年，中国便研发出首套量子计算操作系统，并上线首个量子计算云平台。2024年，“本源悟空”量子计算机上线后，全球访问量突破685万次，完成超17.2万个运算任务，用户覆盖119个国家和地区，这证明中国在量子算力的实际应用层面已具备全球影响力。
在这场全球量子竞赛中，中国能否凭借“悟空芯”与谷歌、微软等巨头一较高下？
02
从实验室到产业的落地竞速
微软将量子计算定位为AI的“核动力引擎”，提出其在药物研发（如分子模拟）、气候变化（如催化剂设计）等领域的颠覆性潜力。Majorana 1虽未开放商用，但已与国家级实验室合作推进研究，目标2030年前通过Azure云服务实现商业化。
相较于谷歌侧重量子优越性验证、微软聚焦量子云服务平台的技术路线，我国“悟空芯” 选择了一条差异化发展路径：通过量子比特规模化与工程实用化的双轮驱动，在中等规模含噪声量子（NISQ）时代率先构建应用生态。
虽然当前72量子比特规模与 IBM 的千比特路线图存在数量级差距，但中国在量子芯片自主制造体系上的突破 —— 包括完全国产化的稀释制冷机与微波控制模块 ，这意味着我国量子芯片未来技术迭代不再受制于外部供应链，这种全产业链的自主可控，正是应对国际技术博弈的核心筹码。
而且即便在量子比特数量上，中国与领先者存在代际差距，但"悟空芯"在量子体积（Quantum Volume）指标上达到2^14，已接近IBM 2021年发布的127量子比特芯片水平。
在量子纠错领域，中科大团队研发的"表面码纠错"方案将逻辑量子比特错误率降至10^-5量级。合肥量子信息实验室建成的全球首个量子计算"真空互联系统"，为量子芯片制造提供了独特的环境优势。
03
应用生态的全球渗透
中国量子计算的“长跑”逻辑
“悟空芯”的全链条自主化避免了技术封锁风险，但同时也需独自攻克超导量子芯片的材料、制冷等核心环节。相较之下，微软的拓扑技术虽依赖全新材料体系，但其半导体工艺基础更深厚，在互联网生态上更具有相当大的优势。
微软、谷歌依托成熟的云服务与开发者生态（如Azure Quantum），加速量子算法与产业需求的对接。而中国量子计算的生态建设仍处于早期，需加强产学研协作与跨领域融合。香港学者李徽徽指出，量子技术需与传统计算形成“互补入口”，而非全面替代。
面对谷歌和微软的强劲势头，中国的“悟空芯”系列量子芯片也不甘示弱。中国科学家经过不懈努力，已经成功开发出了集成规模最大、集成元件最多的量子芯片，性能可达2500个量子比特，这一成果被成功应用在“本源悟空”第三代超导量子计算机中。
该系统拥有72个超导量子比特，计算能力在全球处于领先地位，为解决复杂问题如气候变化模拟、金融风险预测等提供了有力支持。
在量子纠错技术方面，中国的科研团队也在积极探索，中国科学技术大学在量子纠错和量子纠缠方面已经取得了重要进展。
虽然与谷歌相比，中国在量子计算的商业化应用和芯片稳定性方面还存在一定差距，但中国的优势在于对量子计算的战略性投入，已经将其列为国家重点发展的核心技术领域。
值得注意的是，量子计算的发展不仅仅是技术竞赛，更是国家战略竞争的重要方向。谷歌的Willow芯片和微软的Majorana 1芯片代表了量子计算在商业化应用上的重大突破，而中国则更注重长期的基础研究和战略布局。这种不同的发展路径各有优势，但最终目标都是推动量子计算技术的实际应用。
总的来说，在量子计算这个可能决定未来百年科技主导权的赛道上，中国正从"跟跑者"向"并行者"转变。本源量子预计2025年推出100+量子比特芯片，中科院"祖冲之号"团队在光量子计算领域持续突破。
这场科技博弈背后，不仅是量子比特的堆砌竞赛，更是国家战略科技力量的系统较量。
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编辑｜张毅
审核｜吴新
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