近日，由逻辑比特科技核心成员参与的联合科研团队取得重大突破，在《Nature》正刊发表论文，宣布在“天目2号”百比特超导量子芯片上实现了可在有限温度下长期存在的“热”拓扑边缘态，为保护脆弱的量子信息提供新路径，同时引发了外界对国内外超导量子芯片技术距离的审视。
超导量子芯片研究的重大突破
8月28日，界面新闻获悉，逻辑比特科技核心成员参与的联合科研团队在《Nature》正刊发表论文，在“天目2号”百比特超导量子芯片上实现了一种可在有限温度下仍长期存在的“热”拓扑边缘态。据科技日报报道，该研究由清华大学交叉信息研究院副教授邓东灵研究组与浙江大学杭州国际科创中心研究员郭秋江、浙江大学物理学院教授王浩华团队等合作开展。此前，拓扑边缘态通常仅在绝对零度的理想环境下存在，极易受热噪声干扰，而此次突破打破了这一局限，将其推进到了“带温度”的世界。研究团队在“天目2号”量子芯片上搭了100个粒子的长链，对粒子之间的耦合强度进行二聚化设计，实验显示即便长链中有大量热激发，两端拓扑边缘态寿命仍和零温时相近，意味着实现了新型“热”拓扑边缘态。
突破背后的技术支撑
要让“热环境下也稳”的物理图景落地，芯片之外的测控同样关键。相关负责人向界面新闻介绍，实验依赖自研百比特量子测控系统，能高同步、高精度并行操控多比特，并以模块化设计预留上千比特扩展能力，这是国内首次展示100比特同步高保真度操控。据新华社报道，“天目2号”超导量子芯片具有125个超导量子比特，具备灵活的可编程性，能够实现高精度的同步量子逻辑操作，支持研究团队在约270层量子线路演化过程中，成功观测到不受热激发影响的拓扑边缘态。
对国内外技术差距的审视
这一进展也让外界再次审视国内外技术距离。有业内人士对界面新闻表示，就目前全球竞争格局，按超导路线衡量，中美一线队伍的技术差距“并不遥远，约在两年量级”。当下，全球超导量子计算竞争主要在中美，美国以谷歌、IBM等为代表，谷歌2024年末推出的Willow芯片对行业影响显著；国内则是浙大系与中科大系处于第一梯队。逻辑比特相关负责人告诉界面新闻，“中国在量子计算研究和应用上处于世界前列。就超导量子芯片而言，我们在比特数和相干时间等核心指标上不劣于谷歌。基于国内产业链优势，中国团队完全有能力在工程化和产业化上实现弯道超车。”
超导量子芯片发展面临的卡点
据逻辑比特相关负责人介绍，目前，制约超导量子芯片规模化发展层面，国内外共同面对三大技术卡点————比特数、相干时间、门保真度。在量子计算技术路线中，超导量子计算基于成熟的制备工艺、扩展性高、操控性好等特点，在实现通用量子计算路径上被学界和科技界寄予厚望。然而，超导量子芯片是在接近绝对零度的环境下，用微波超导电路操控量子比特的处理器，量子比特虽具备独特优势，但也极易受噪声干扰，必须依赖超低温与高精度测控。
量子计算的应用展望
至于未来落地场景，目前来看，短期内量子计算主要服务B端（企业）与G端（政府），在气候模拟、资产优化和风险管理、药物分子模拟、机构科研等方面开展应用探索工作。业内人士对界面新闻表示，消费者层面，现阶段对量子计算的感知“不会像AIGC那样直接”，业内多以2030年为“有感”基点，但时间仍存不确定性，需待错误校正规模化与生态工具链成熟。
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