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量子计算十年困局终破局,1万qubit芯片开启算力新纪元

   时间:2025-12-16 14:32 作者:江紫萱

量子计算领域,一场静悄悄的革命正在发生。十年间,谷歌、IBM等科技巨头在百级量子比特(qubit)的门槛前徘徊不前,而一家名为QuantWare的公司,却以一款名为VIO-40K的架构,直接将量子比特数量推向了万级,为量子计算的可扩展性开辟了新纪元。

回望过去,量子计算的发展似乎陷入了停滞。谷歌在2019年宣布其Sycamore处理器实现了“量子优越性”,但六年过去,其公开的最新数字也仅达到105个量子比特。IBM的路线图更是将行业的尴尬展露无遗,预测在2019至2029年间,量子处理器将停留在百级至低千级规模。全球量子巨头,无一能突破这堵“百量子比特天花板”。

扩展量子比特,为何如此艰难?每增加一个量子比特,都需付出成倍的工程代价。控制线暴涨、布线密度拥挤、量子态易受干扰而崩塌、误差率飙升……这些问题在百级量子比特时已让整个系统如绷紧之弓,稍有不慎便可能崩溃。因此,行业只能退而求其次,将多个小量子处理器单元(QPU)通过网络拼接成“大系统”,但这只是将问题外包给了系统层,量子比特数量并未真正增加。

然而,QuantWare的VIO-40K架构,却像一把利剑,直接刺破了这层天花板。它通过3D缩放和小芯片(chiplet)架构,将量子比特数量从行业共识的100量级,一举推至10000,开启了量子计算的可扩展时代。这一架构不仅接受了预订,并计划于2028年发货,标志着量子计算从理论跨入了“可扩展硬件”的新阶段。

从百级到万级,这不仅仅是数量的飞跃,更是范式的转变。百级量子比特是概念验证,而万级量子比特则可能改变现实计算格局。QuantWare的架构,通过重写I/O、布线密度、信号干扰、模块间互联等原本无法再扩的部分,重新打开了扩展性,改写了量子计算的未来轨迹。

这一突破,对于量子计算进入现实世界具有里程碑意义。药物模拟、材料设计、优化问题等,都需要成千上万量子比特的空间。百级量子比特只能做演示,而万级量子比特才能进行真正的计算。QuantWare的架构,让量子计算首次具备了“可放大性”,这是比性能本身更为关键的一步。

QuantWare的突破,不仅在于量子比特数量的增加,更在于其解决了扩展量子比特的工程难题。通过3D缩放和小芯片设计,它移动了I/O、连线密度、噪声、互联、校准这五座大山,重新打开了扩展量子比特的工程之路。这使得量子计算产业从被困住的死胡同,变成了能继续往前跑的高速路。

而在这场变革中,英伟达悄然站在了门口。当量子计算的规模障碍被冲开后,如何将量子计算与现实世界的经典算力体系接轨,成为了一个新的挑战。QuantWare发布的VIO-40K可以与NVIDIA的NVQLink直接对接,开发者可通过CUDA-Q同时使用量子与经典算力。这意味着,英伟达已经提前准备好了“量子时代的PCIe插槽”,为量子算力进入现实世界铺平了道路。

十年未动的量子天花板,在这一刻被推开了。万级量子比特的出现,让量子计算第一次具备了继续向前的可能。而英伟达,则已经把通往现实世界的入口提前铺好。算力的下一步,正从这里悄然改变。

 
 
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