三国逐鹿量子计算机研制领域 日本另辟蹊径加快步伐

目前，谷歌和IBM一直致力于利用零电阻超导电路开发量子计算机，其核心研究目标是增加可操纵的量子比特数量，并提升操纵的精度，最终应用于实际问题。

在这方面，中国已经后来居上。据《科学》杂志报道，今年5月，潘建伟院士团队宣布成功构建了目前超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并实现了可编程的二维量子行走，在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用。今年6月，研究团队再接再厉，成功将“祖冲之号”从62超导量子比特提升到66超导量子比特，从而最短能在1.2小时内完成世界最强超级计算机8年才能完成的任务。

除超导方式外，中国科技大学早在2020年就采用光子的方式继谷歌之后实现了“量子霸权”：成功构建了76个量子比特(光子)的量子计算原型机“九章”。据悉，当求解5000万个样本的高斯波色取样时，目前世界最快超级计算机预计耗时6亿年，而“九章”仅需200秒。

研究团队表示：“希望能够通过15年到20年的努力，研制出通用量子计算机，以解决一些广泛应用的问题，如密码分析、气象预报、药物设计等，同时进一步探索物理、化学、生物学领域的一些复杂问题。”

此外，阿里巴巴集团也将开发量子计算机。2015年该公司与中国科学院成立了量子计算实验室，2018年推出了能通过云平台使用的服务。

日本：另辟蹊径加快步伐

日本也不甘示弱，加快了量子计算机研制的步伐。今年4月，日本富士通公司宣布将与理化学研究院(RIKEN)合作，在后者现有的高级超导量子计算技术研究基础上，在未来几年内打造出拥有1000量子比特的量子计算机。

另据《日本经济新闻》5月报道，以丰田、东芝和日本电气公司为代表的50家企业计划成立量子技术研究协议会，以推进量子技术的发展。

但日本量子计算机的研制路线与中美并不完全相同。谷歌等企业采用名为“量子门”的方式来开发量子计算机，这种量子计算机被称为“通用型”，因为它可以处理任何计算任务，但缺点是量子比特很难保持稳定，而且难度随量子比特数目的增加而增加。

而在日本备受期待的是被称为“量子退火”的方式。这种量子计算机的特点是能快速从庞大的选项中找出最佳答案，且比量子门方式更稳定。但应用量子退火算法的量子计算机，不再是通用型量子计算机，而是解决组合优化问题的专用机器，也被称为特化型量子计算机，包括日本电器公司在内的日本多家公司目前都在探索这一方式。

据日媒2019年7月报道，日本国立情报学研究所开发的量子退火机，拥有超过现有量子计算机的性能。NEC在2018年12月宣布了一项量子退火机研发计划，最终目标是打造出能够支撑10万个量子比特的量子退火机。

尽管研发工作开展得如火如荼，但量子计算机距离严格意义的大规模商用还有待时日。科学进步从来都是漫长的苦旅，要研制出易创建、易管理和扩展的商用量子计算机，还需各国加大投入，研究人员上下求索。(科技日报记者 刘霞)