量子计算已成为全球主要国家之间开展综合国力竞争，维护国家技术主权的关注焦点之一。近几年全球主要科技国家在量子计算领域的规划布局持续加强，已有30余个国家开展了以量子计算为重点的量子信息领域规划布局。
量子计算优越性：中美处于国际第一方阵
“量子计算优越性”是指，量子计算机需要在特定的问题求解上，表现出超越经典计算机的能力，从而解决连超级计算机都无法在短时间内解决的计算任务。量子优越性是量子计算具备应用价值的前提条件，也是当前一个国家量子计算研究实力的直接体现。
2019年，谷歌宣布其53比特“悬铃木”量子处理器在200秒内完成了一项随机线路采样任务，并声称凭此实现了量子计算的优越性。然而，这一成果在2023年遭到中国科学家的有力挑战。中国研究人员发展了更加先进的经典算法，利用A100 GPU仅用约17秒便完成了同样的任务，且同时其总能耗比谷歌还低14倍。这一突破性进展彻底打破了谷歌悬铃木芯片关于量子优势的论断[3][4]。
2020年，“九章”光量子计算原型机利用光子路线首次证明量子计算优越性[5]。之后在2021年，超导体系首个被严格证明的量子计算优越性在“祖冲之二号”处理器上实现[6]。至此，中国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。
2024年12月17日，中国科学家在arxiv线上发表了105个量子比特的“祖冲之三号”量子计算机，超过谷歌于2024年10月发表于《自然》期刊的最新进展——72比特 “悬铃木”处理器——6个数量级，为目前超导量子计算的最强优越性。
就在一周前，谷歌官宣了105比特的超导量子处理器“垂柳”。“祖冲之三号”处理器各项性能指标与“垂柳”处理器相当，表明中美当前在超导量子计算研究方面处于同一水平线。
谷歌还宣称，通过大幅提升性能，105量子比特超导量子处理器“垂柳”可以将优势比进一步提升至1030。谷歌没有公布实验细节，因此暂无法对其实际性能进行评估。
量子纠错技术：中美交替领先
量子计算发展迈向新阶段
结 语
参考文献
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