美国量子计算公司IONQ暴涨6倍，本文将分为3各部分
1、5分钟顶超算10²⁵年是怎么做到的？马斯克、奥特曼在点赞什么？
2、量子芯片Willow为什么重要？
3、哪些环节会受到影响？建议关注哪些A股标的？
建议关注
1）量子计算：国盾量子、普源精电、禾信仪器等
2）量子通信：国盾量子、神州信息、四创电子、浙江东方等
3）量子安全：信安世纪、格尔软件、三未信安、吉大正元等
4）量子测量：东方中科、科大国创、天奥电子
【前言】
通宵跟踪Sora，看Sam Altman的X平台时被推送。熟悉天风计算机的团队应该知道，我们在24.3月全市场首发推荐、深度研究量子信息，Quantum一词是很长一段时间我搜索国外实时进展的关键词。因此，我在飞机起飞前1分钟，发了如下截图
一、5分钟顶超算10²⁵年是怎么做到的？马斯克、奥特曼在点赞什么？
Willow为什么能做到5分钟对标超算10²⁵年？
简单而言，推演一个问题需要n步，传统计算需要把2^n个结果全部算出，才能够找出正确答案/概率最大的答案
但量子计算只要有n个量子比特（逻辑比特），一次计算就可以计算出2^n个结果
二、量子芯片Willow为什么重要？
量子比特同时可以表示0、1，以及0、1的混合状态。但对应而言，n个量子比特的正确率是相乘的，简而言之，0.9*0.9~0.81，但若再引入一个正确率0.9的量子比特，0.9^3~0.729。
超算/现实问题的环节数为n（n>100的、RSA加密更是高达1024），但正确率可能变了0.0000000001%。即，空有算力，但越增加算力，结果的错误率反而越高，这也是制约量子计算发展的核心
量子芯片Willow解决了什么？原理过于复杂#可私。
简而言之，持续纠正错误的速度比引入新错误的速度要快，即新增一个量子比特不会再降低结果的正确率了。
根据Scott Aaronson在 UCLA的汇报，未来十年内几乎肯定能见到有实际用途的量子计算机。
一个算力可能指数级（还是10²⁵）碾压NV卡的算力巨无霸，最重要的是能算出正确结果，可想而知为什么重要！
三、哪些环节会受到影响？建议关注哪些A股标的？
Willow让量子算力正式进入幕前，成为算力=国力的下一站。更重要的是，现行最主流的RSA加密方式为1024位，即量子逻辑比特一旦达到1024个，有可能信息即裸奔。
4月10日至12日，美国NIST提出：2024年到2030年，必须升级到抗量子算法（又称抗量子密码），IBM、谷歌、微软等联合成立PQC联盟。
【空间与环节】
量子计算的空间是现存所有复杂问题对应的算力空间之和。量子计算不仅用于破解密码，新材料制备、药物分子模拟、金融风险排查（国内也有）等在海外均有商业化案例。
量子计算与量子安全（量子保密通信、PQC抗量子密码）是矛和盾的关系，计算有进展则【量子安全】一定先行。
Google Willow 量子芯片取得重大进展
在官方公告中，Google 甚至还由此开启了对平行宇宙学说的新讨论：它证实了David Deutsch做出的预测：量子计算发生在许多平行宇宙中，这与我们生活在多元宇宙中的观点是一致的。
Willow 芯片，实现了“低于阈值”的量子纠错
成果得益于一颗名为Willow的新芯片，这颗芯片是在Google位于圣巴巴拉的全新先进制造工厂制造的，是全球为数不多的几个从头开始就是为了处理量子芯片生产的独特挑战而建造的设施。谷歌使用了随机电路采样 （Random Circuit Sampling， RCS） 基准测试来衡量 Willow 的性能。
Willow 芯片拥有105个量子比特，量子位是量子计算机的组成部分，量子位运行速度很快，但在通常情况下，使用的“量子位”越多，发生的错误就越多。在这次量子纠错和随机电路采样两个基准测试中，都达到了 SOTA，并且，随着量子比特的增加，Willow可以实现指数级的错误率降低——这是量子纠错领域30年来一直试图解决的关键挑战。多年来，困扰量子物理领域研究的一个重大课题被攻破，随着量子比特数量的增加，这款芯片的误差也呈指数级下降。这种精度提升的速率超出了一个关键阈值。
从官方的说明上来看，Google在两个超导量子处理器上实现了低于阈值的表面码量子存储器：72量子比特处理器，表面码码距为5；105量子比特处理器，表面码码距为7。
逻辑量子比特性能随表面码规模的扩展而提升：从3×3（红色）扩展到5×5（蓝绿色）再到7×7（蓝色）时，逻辑错误概率大幅下降；Willow上的7×7逻辑量子比特的寿命是其最佳物理量子比特（绿色）的2倍，同时也是谷歌之前在Sycamore（灰色、黑色）上表面码的20倍。
表面码是指一种基于二维阵列结构的量子纠错编码方案。为了保护量子信息免受这些影响，研究人员开发了量子纠错码，但其有效性依赖于一个假设：即单个物理量子位上的错误率必须足够低，以便纠错过程本身不会引入比它修正的更多的错误。
Google Quantum AI 创始人&负责人Hartmut Neven对此进一步解释说：
作为第一个低于阈值的系统，这是迄今为止最令人信服的可扩展逻辑量子比特原型。这项成果表明，有用的、规模非常大的量子计算机真的可以造出来。Willow让我们更接近用量子计算机运行实用的、与商业相关的算法，并且这些算法是无法用经典计算机解决的。Google Quantum AI的创始人&负责人Hartmut Neven表示
Willow的取得的突破就在于此。Google表示，Willow实现了“低于阈值”的量子纠错，意味着随着添加更多的量子位，系统的误差率会指数级下降，这一成果解决了量子计算领域近30年来的核心挑战，不仅提升了量子计算机的可靠性，还为未来建造更大规模的量子计算机奠定了基础。这是首个在超导量子系统中进行实时误差修正的成功案例。需要指出的是，谷歌专注的领域是“超导量子比特”，IBM和亚马逊也在使用。与此同时，谷歌还投资了QuEra Computing Inc，后者使用的是中性原子量子比特。
量子 AI 计算应用前景几何
在谈到量子计算的具体应用时， Erik 表示目前量子计算还没有用于解决实际问题，但未来可能解决气候变化和食物短缺问题。
Willow芯片的开发是Google在量子计算领域长期研究的一部分。Google自2014年以来一直在研究量子计算，并在2019年宣布其量子计算机实现了“超越经典”的性能，这次Willow芯片的这实现了“低于阈值”的量子纠错，可以说是将量子AI 芯片推上了更具革命意义的高度。
谷歌此次公布的成果是一个里程碑，但距离工业化应用尚有很远的距离。Google的量子AI部门创始人哈特穆特·乃文（Hartmut Neven）表示，谷歌的目标是对传统计算机无法解决的问题进行继续突破。据悉，量子AI计算会用于包括人类癌症治愈、新药开发、电动车电池优化设计、核聚变研究和新能源开发等领域。简单说，对航空，航天，军事，医疗，能源等各方面都会有变革式影响。
量子科技产业链
