量子计算领域的范式变革正在通过芯片级突破加速到来。本源量子最新发布的九章5号量子芯片以10240个超导量子比特的规模,在特定算法中展现出超越经典超级计算机千万亿倍的运算效能,这项成就标志着中国在量子处理器集成度与实用化进程上取得实质性跨越。
九章5号的技术突破主要体现在三维量子比特阵列的拓扑架构创新。相较于传统平面排布方式,该芯片通过垂直堆叠技术将量子比特密度提升至每平方毫米500个,在维持量子相干时间的同时突破了物理空间限制。这种高密度集成使得量子纠缠网络的构建效率显著提高,能够在药物分子模拟中完成对含500个原子的复杂蛋白质折叠路径的全景建模,其计算精度较经典分子动力学模拟提升三个数量级。在密码学领域,九章5号对2048位RSA加密的破译时间缩短至毫秒级,这直接推动了抗量子加密算法的产业化部署进程。
量子芯片的工程化落地更值得关注。本源量子自主研发的第四代稀释制冷系统将工作温度稳定在10mK级别,配合超导微波控制系统的相位噪声抑制技术,使单量子比特门保真度达到99.97%。该芯片生产线已实现量子比特制备、耦合调控、信号读取等23项核心工艺设备的完全国产化,其中量子芯片光刻机的套刻精度突破3纳米,为下一代百万量子比特芯片奠定了装备基础。
国际技术竞争态势因这项突破发生微妙转变。美国商务部在九章5号发布48小时内将8家中国量子企业列入实体清单,重点限制超导腔体材料与低温电子元器件的出口。这侧面印证了该芯片在材料体系上的创新价值——其采用的钇钡铜氧/氮化铌异质结结构,将量子比特退相干时间延长至200微秒,较国际主流超导量子芯片提升40%。中国量子计算产业正在形成从基础材料、核心设备到应用生态的完整技术闭环。
当前量子计算的发展已进入“实用优越性”新阶段。九章5号的价值不仅在于算力指标的突破,更在于其首次在金融风险建模、催化剂设计等现实场景中验证了量子加速的可行性。当经典计算机在多项式时间内无法解决的问题被量子处理器攻克,这意味着计算科学的范式革命已从理论推演迈向工程实现。本源量子同步开源的QPanda 3.0量子编程框架,支持超过200种量子算法的高效编译,为产业界架设了连接量子优势与现实应用的桥梁。