文/编辑：麒阁史观
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英国牛津大学衍生公司Oxford Ionics，在7月11日发布重大消息，该公司展示出了世界上性能最高的量子芯片，并且可以在标准半导体制造厂进行大规模生产。
值得一提的是，这款芯片的性能是以往世界纪录的两倍多，远超去年12月份IBM和哈佛的“王炸”突破，3年内人类或进入量子时代！
然而当Oxford Ionics公司宣布这一壮举后，中国科技大学在量子计算上也取得新的突破，那么，牛津大学的Oxford Ionics是如何完成这一壮举的？中科大又为我国量子计算带来了哪些惊喜？
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什么是量子计算？前几年网络上流行这样一个词语，“遇事不决、量子力学”，指当遇到说不清的事情时，用一些高大上的物理理论在强行解释，给人一种听不明白，但又很高大上的感觉。
虽然只是调侃，但生活中很多事情都能与量子科学扯上关系，比如“量子计算机”。
传统的计算机处理数据靠的是中晶体管的“开、关”来实现，“开”代表就是1，而“关”代表0，可如果将晶体管换成量子，那么量子比特即可以充当“1”，也可以当“0”。
计算机中量子比特越多，信息量翻倍量也就越多，通俗一点来讲，传统计算机如同偶像男团中的“有人负责唱歌担当、有人负责舞蹈担当”。
而量子计算机，则是一人就能唱、跳、Rap全部搞定，所以量子计算机要比传统计算机更完善、更强大。
我国著名物理学家潘建伟曾这样称赞量子计算：量子计算提供了一种从根本上实现并行计算的思路，具备极大的超越经典计算机运算能力的潜力。
很多人都认为量子计算距离我们十分遥远，其实并非如此，如今量子计算已经运用到众多领域，比如激光、核磁共振、医疗、能源等方面，“量子计算”也成为了未来计算的主赛道。
英国打破全球量子性能纪录Oxford Ionics在7月11日的重大突破，也让该公司制造出世界上性能最高的量子芯片，并且可以在标准半导体工厂大规模的生产，未来3年将建造出全球第一台使用的256量子比特计算机。
一旦256量子比特计算机生产出来，那么对于世界量子计算而言，将会是颠覆性产品，在该公司的官网上显示了，制造出一台量子计算机的难度有多大，需要构建稳定、高性能的量子计算机是极具挑战性的。
它需要建造高性能的量子比特，并找到一种可以扩展的方式来控制量子比特，那就是“捕捉离子”。
可到目前为止，捕捉粒子一直难以扩展，因为它们通常是由激光控制的，然而英国的Oxford Ionics公司则通过专利技术，消除了使用激光控制量子比特的需要。
这种技术是能够采用性能最高的量子比特技术，将所需的一切都集中在硅片上，从而实现标准半导体制造设施和工艺批量生产。
目前该公司单量子比特的保真度更是达到了99.9992%，双量子比特门则达到了99.97%，都创下了行业里的新纪录。
最令人感到惊喜的是，英国这次研究出来的量子芯片，能够在量子比特减少10倍的情况下，性能还比此前纪录提高了两倍多。
在去年12月，IBM发布了1000量子位量子芯片，在当时已经是具有里程碑式的意义了，然而就在IBM发布会开完后，哈佛大学抛出“王炸”，用280个物理量子位形成48个逻辑量子位，从而展现出280万亿种形态。
然而仅仅几个月时间过去，英国又推出颠覆性产品，英国之所以会研究出这种颠覆性的产品，就是因为当地政府对于科技领域上投资巨大。
英国投资25亿英镑打造“下一个硅谷”2023年3月，英国政府就计划在量子计算领域投资25亿英镑，从而促进本土的量子公司发展，同时英国政府还提出了一个十年计划，将在量子计算领域里投资25亿英镑，从而让英国保持在量子计算上的竞争力。
“量子计划”也让英国在量子初创企业数量上，远远超越欧洲其他国家，他们预计到2033年，英国将成为世界先进的量子经济体，创在繁荣的量子行业，从而确保量子技术成为英国数字基础设施和先进制造业中不可或缺的一项。
英国政府通过新计划来促进本土企业的发展，同时也能吸引海外企业在此投资，不管是英国还是其他国家，都看中了量子计算的巨大市场。
量子科学绝对是20世纪以来最重要的科学发现之一，当进入21世纪后，量子科技革命的第二次浪潮来临，从而促生了一大批新兴技术的发展。
2019年谷歌宣布成功演示了“量子霸权”，从而证明了量子计算巨大的潜力，这也是量子计算中的关键里程碑，也让很多国家看到了量子计算的未来，美股的科技巨头IBM一直都在大力扶持布局量子计算产业，平均每两年都能出现颠覆性的产品。
美国还以IBM为首的量子计算企业，联合日本、韩国、德国、澳大利亚等多个国家组成“国际主流量子计算产业联盟”。
当发达国家积极研究量子计算时，我国相关的科研人员也在埋头苦干研究量子计算。
中国的“量子算力”20年年前，一种较早接触量子计算研究的6名大学生发出了这样的感慨“中国，一定要有属于自己的量子算力”。
这6位大学生在之后几十年的时间里，成立了中国第一个量子计算的研究小组，这些大学生中就有中国计算机学会量子计算专业组秘书长郭国平。
郭国平的老师名叫郭光灿，他从上世纪80年代就进入到了量子信息领域，1984年，郭光灿主持召开了全国第一个量子光学研讨会，这也是国内首次围绕量子信息科学展开的学术会议。
郭光灿曾在1998年、1999年和2000年三次申请国家重点基础研究发展计划，不过都以失败告终，不过郭光灿并未放弃，他成为了中国第一个量子信息实验室。
最初的实验室设备简陋，只有一台386电脑和一台打印机，设备都是学生们排队使用，即便如此郭光灿依旧积极申请量子计算发展计划。
最终在2001年，郭光灿获得成功，申请到了国家首个量子信息领域973计划，以及2500万元科研经费。
之后中国人在量子计算领域中不断前行，2020年9月，首款国产工程化量子计算机原型上线发布，到2021年中国第一台量子计算机交付给中国用户使用。
之后中国科学家又催生了一大批原创性的成果，还在2023年组建了国内第一家量子计算产业联盟，回顾我国量子计算产业的发展，从跟跑到并跑，再到飞跃，这其中充满了困难与挑战。
今年的7月11日，我国科学家在量子计算领域也取得标志性成果，并首次超越了经典计算机的费米子伯德模型量子模拟器。
我国科学家成功构建了求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器，超越了经典计算机的模拟计算能力，并首次验证了该体系中的反磁铁相变。
相关的研究成果，以于7月10日在线发布在国家学术期刊《自然》杂志上，《自然》杂志审稿人对该工作给予了高度评价，称该工作“有望成为现代科技的里程碑和重大突破”“标志着该领域向前迈出了重要的一步”“是实验的杰作，是期待已久的成就”。
为了实现可编程量子的宏伟目标，科研人员将整个领域分为了三个阶段，第一就是量子计算的优越性、第二是利用量子模拟器来解决一些传统超级计算器无法解决的问题、第三就是通过量子纠错来构建可容错的通用量子计算机。
未来随着科技的发展，量子计算将达到商业化进程，据统计2023年全球量子产业规模达到了47以美元，预计2023年到2028年的平均增长率达到44.8%，到2035年量子计算产业总是从规模有望达到8117亿美元。
在医药领域和化学领域中，量子计算机能够模拟出复杂的化学反应和材料特殊性，这对于发现新药物、新材料以及优化化学反应有着重要意义。
总结量子计算是一个漫长而又长期的过程，并非是一代人就能完成的事业，如今英国已经在量子计算领域取得了领先的成绩，而我国在量子领域力也处在了国际第一方阵地位。
在未来几年，量子计算机将会被用于商用中，随着量子计算机的普及，想必在很多领域都会迎来巨大进步。
参考信息Oxford Ionics官网2024-7-11《 Oxford Ionics打破全球量子性能记录》
澎湃新闻2023-03-14《英国政府拟投资25亿英镑支持量子计算，建成“下一个硅谷”》
人民论坛网2023-09-06《多国加速布局！量子计算，为什么能成为新方向？》
海外网2023-09-01《量子算力跃升 实现巨大跨越（科技自立自强）》
光明网2024-07-11《我科学家在量子计算领域取得标志性成果》
