作品声明:内容取材于网络
“谷歌花了十年啃不下的骨头,中国科学家一年啃碎了。”
西方媒体最近频繁用“反人类”这个词形容中国的量子技术突破,要知道,此前他们还在嘲讽中国只能跟在后面模仿。
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就在2026年初,中国科大潘建伟团队的一份实验报告,让硅谷彻底陷入沉默。
中国到底拿出了什么颠覆性成果?美国的技术又落后多少?
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26岁的誓言:把量子实验室建回中国
2025年6月的黑尔戈兰岛,海风裹挟着量子力学百年发展的厚重记忆。一场聚焦量子科技前沿的国际研讨会在此召开,三百多位全球顶尖物理学家齐聚一堂。
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会场屏幕切换到视频连线画面时,一个中国面孔的出现引发全场关注——他是潘建伟,中国科学技术大学教授,也是本次会议中国本土高校及科研机构的受邀报告人之一。
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在曾由欧美主导的量子科技领域,中国已实现从跟跑、并跑到部分领跑的跨越。而这一切的起点,始于一个被质疑过的梦想。
1996年,奥地利因斯布鲁克大学,26岁的潘建伟面对导师、诺贝尔物理学奖得主塞林格的问询,坚定说出了自己的目标:“在中国建一个世界一流的量子实验室。”
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彼时的中国,量子科技领域近乎空白。物理学界对这一前沿方向的认可度不高,信息学界视其为“外来领域”,科研经费申请屡屡碰壁。
但潘建伟没有退缩,而是开启了长达二十年的战略布局。
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在欧洲求学期间,他深耕冷原子量子调控技术,每一项研究都以“带回国内”为目标。
他陆续选派学生前往英国、德国、美国的顶尖实验室,让他们在量子计算、精密测量、量子通信等不同细分领域深耕细作,为中国量子科技储备人才力量。
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随着人才与技术的积累,2009年后,陈宇翱、陆朝阳等核心成员陆续从海外学成归国,像当年的钱学森等科学家一样,放弃国外优厚待遇投身祖国科研事业。
这支凝聚了海内外智慧的团队,正式开启了中国量子科技的攻坚之旅。
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算力对决:从“九章”横空出世到亿亿倍突破
2019年,美国谷歌公司高调宣布“悬铃木”量子计算机实现“量子优越性”,称其解决随机线路采样问题仅需200秒,而当时最快的超级计算机需要一万年。
这一消息让西方学界认为,他们已锁定未来量子时代的主导权。
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2020年,中国科大潘建伟团队又推出76个光子组成的“九章”量子计算原型机,在求解高斯玻色取样问题时,运算速度比谷歌“悬铃木”快一百万亿倍,一举实现“量子优越性”里程碑。
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2021年,“九章二号”升级至113个光子,性能再获提升;2023年,“九章三号”将光子数量提升至255个,在处理同一类问题时,速度比当时全球最快的超级计算机“前沿”快一亿亿倍。
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高斯玻色取样问题在密码破解、材料设计、药物研发等领域具有重要应用,“九章”系列的连续突破,为这些领域的发展按下加速键。
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相比之下,谷歌“悬铃木”后续却进展缓慢,技术优势逐渐被中国团队的快速迭代所压缩。国际学界也评价:“中国在光量子计算领域的突破,实现了对西方的弯道超车。”
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核心突破:撞碎量子纠错的技术壁垒
如果说算力提升是量子科技的“面子”,量子纠错就是决定技术实用化的“里子”。
量子比特极其脆弱,易受环境干扰产生错误,实现越纠越对的纠错功能,是全球量子领域的核心痛点,也是美国坚守十几年的技术壁垒。
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2025年初,谷歌宣布在码距为7的表面码上实现低于阈值的逻辑比特,但该路线却存在明显短板。
芯片架构约束多、扩展性差,随着量子比特数量增加,极低温环境下的布线难度剧增,硬件成本居高不下。
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就在国际学界聚焦谷歌成果时,2025年12月,《物理评论快报》封面刊登了潘建伟团队的重磅成果。
基于107比特的“祖冲之3.2号”超导量子处理器,独创全微波量子态泄漏抑制架构,同样在码距为7的表面码上实现低于阈值的量子纠错,真正达成“越纠越对”的核心目标。
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这种全微波控制路径,不仅从根本上解决了泄漏错误这一致命难题,还具备天然的频分复用特性。
在硬件效率和扩展性上远超谷歌的技术路线,为未来构建百万比特级实用化量子计算机提供了可行方案。
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《自然》杂志审稿人评价这一成果为“量子纠错领域的里程碑”,西方学界坚守多年的“量子围墙”,被中国团队的技术突破彻底打破。
星地织网:“墨子号”改写量子通信格局
量子科技的竞争,不仅在计算领域,更在通信领域。
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2016年8月16日,酒泉卫星发射中心,一枚火箭刺破夜空,将全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”送入轨道。
这颗以中国古代科学家命名的卫星,核心任务是验证星地量子纠缠,搭建星地量子通信桥梁。
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项目启动之初,西方专家普遍持质疑态度:光纤传输存在物理极限,光子在大气中传输易损耗,星地量子通信难度堪比“针尖上跳舞”,他们断言中国至少需要二十年才能有所突破。
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但“墨子号”用实打实的成果回应了质疑,升空仅一年,团队就成功实现千公里级星地双向量子纠缠分发,完成星地量子密钥分发和地星量子隐形传态实验。
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其中,星地量子密钥分发效率较传统光纤传输技术实现数量级提升,为构建绝对安全的通信网络奠定基础。
英国《新科学家》杂志更将“中国科大”印上封面,直言中国已在量子世界地图上占据核心位置。
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如今,中国已启动中高轨量子卫星规划,未来可实现相距万公里的两点间直接量子密钥分发,让北京与南非等跨洲城市的全天候安全通信成为可能。
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结语
从26岁的梦想初心到56岁的国际引领,潘建伟用了三十年。从被质疑的“冷门方向”到全球瞩目的科研高地,中国量子团队用了二十年。
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当潘建伟在国际会议上详解中国量子成果时,曾经的质疑声早已变成尊重的问询。这不仅是技术层面的跨越,更是一代中国科研人挺起的民族脊梁。
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这份坚守,正在照亮更多科技自主创新的道路。正如潘建伟所说:“科学没有国界,但科学家有祖国。”
信息来源:
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