量子计算向产业化迈进：谷歌量子计算芯片WILLOW突破量子纠错！

　　本期投资提示：

    　　谷歌量子计算芯片Willow 可能重大突破。根据量子位，谷歌宣布其最新量子计算芯片Willow 能够 “指数级降低错误率”，破解了困扰科研领域30 多年的量子纠错难题。

    　　并且，Willow 能够在5 分钟之内完成一项超级复杂的计算，而当前最快的超强计算机完成此项计算则需要 10^25 年，远超宇宙的年龄。

    　　量子计算代表性应用是解答数学中的NP（Non-deterministic Polynomial）问题。

    　　NP 问题包括密码破解、优化问题。量子计算还可以试图解决非NP 问题，例如系统模拟、机器学习（例如当前的AI 应用）、加密通信。

    　　当前多种技术路线共存，参与者均为国内外科技巨头及高校院所。1）当前至少有超导量子计算、离子阱、光量子、半导体量子、中性原子、拓扑量子等几种技术路线，各有利弊。参与者较多的是超导量子计算，只是需要在极低温情况下，工程化、商业化还有很长的路要走。2）谷歌、IBM、中科院量子信息与量子科技创新研究院、中电信量子信息科技集团，国盾量子都是超导技术路线参与者，而IonQ、Quantinuum 目前探索离子阱量子计算较多。其他技术路线目前主流探索者不多。

    　　容错量子计算是产业一大难点。量子计算容易出错的原因：1）退相干：量子态脆弱易受环境（温度波动、电磁变化、量子位相互作用）干扰，导致量子信息丢失；2）量子噪声：与电子噪声类似，量子系统的操作过程中引入的任何非预期的变化。

    　　Willow 一定程度解决该问题，实现量子纠错。Willow 量子芯片的逻辑错误率随着码距增加而呈指数级降低，如在典型的（距离- 7 的）表面码中，逻辑错误率每周期被抑制到 0.143% ± 0.003%，且逻辑错误抑制因子，表明每次码距增加 2，逻辑错误率降低一半以上。其实现办法是：改进硬件（用 72 和 105 量子比特的超导处理器）、优化解码（运用两种离线高精度解码器，即神经网络解码器和集成匹配合成解码器）、实施表面码操作。

    　　对未来展望：谷歌量子AI 部门的创始人表示，谷歌的目标是明年推出一个传统计算机无法解决的真实用例。谷歌在量子计算方面的长远目标是向大众开放，但目前Willow芯片在基准测试上取得的成功只是量子计算机具备可用性的 “必要条件，而非充分条件”，其是否能真正运用于实际还有待进一步研究。

    　　建议关注：1）领军标的：世界探索者包括美股谷歌、IBM、中电信量子信息科技集团，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院、国盾量子、IonQ（另一种技术路线）、Quantinuum（另一种技术路线）；2）A 股其它目前在量子计算/通信领域探索者包括：联创光电（电子，子公司联创超导涉及超导技术），禾信仪器（机械，公告拟收购量羲技术）；3）其他A 股量子产业链潜在公司：神州信息、光迅科技（元器件）、普源精电（申万机械，测控）、格尔软件等。

    　　风险提示：量子计算技术仍处于发展早期，工程化、产业化路途漫漫，基本面与股价都应存在较大波动性，构成风险。

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