中美同日宣布量子芯片取得重大突破，審稿人卻稱中國的更靠譜

2月20日那周出版的《自然》期刊同時發表了中美兩國研究團隊的量子芯片成果。

一、中方代表團的成果

中國方面是北京大學和山西大學的科研團隊的研究成果：成功實現全球首例基于集成光量子芯片的“連續變量”量子糾纏簇態。

如何在光量子芯片上實現大規模量子糾纏是國際量子研究難題。中方研究團隊成功攻克關鍵技術瓶頸，創新性發展了連續變量光量子芯片調控、多色相干泵浦與探測技術，實現了確定性、可重構的糾纏簇態制備，并對簇態糾纏結構進行實驗驗證。

基于集成頻率梳微腔的連續變量糾纏簇態制備、調控與探測原理與方案圖

相關專家表示，這一成果填補了采用連續變量編碼方式的光量子芯片關鍵技術空白，也為光量子芯片的大規模擴展及其在量子計算、量子網絡等領域的應用奠定重要基礎。

在中國取得突破之前，美國、歐洲和日本都嘗試過類似的實驗，但至今還未取得進展。

《自然》雜志一位評稿人的評價是：“這項工作首次在光量子芯片上實現多比特的連續變量量子糾纏，是可擴展光量子信息處理的一個重要里程碑。”

北大博士研究生、論文第一作者賈新宇展示集成光量子芯片。

二、美方代表團的成果

美國方面是科技巨頭微軟發布的新型量子芯片Majorana 1（馬約拉納1）。

微軟說，這是“全球首款拓撲架構量子芯片”，通過它可以開發出能解決“有意義工業規模問題”的量子計算機。

目前量子計算機的問題是，量子比特相當脆弱，對環境噪聲非常敏感，計算過程易出錯或數據丟失。這個問題是量子計算目前發展緩慢的核心矛盾。

而微軟為了解決這個問題，花了17年的時間：創造出所謂的“世界首個拓撲體”，得以觀察和控制馬約拉納粒子，從而產生更可靠和可擴展的量子比特。

微軟聲稱使用砷化銦（半導體）和鋁（超導體），通過逐個原子設計和構建拓撲導體線材，將拓撲導體納米線連接在一起形成一個“H”， 每個單元有四個可控的馬約拉納粒子，構成一個量子比特。

然而，馬約拉納粒子是理論物理學家埃托雷·馬約拉納在1937年首次描述的一種粒子，這種粒子至今未被觀察到或制造出來。

軟研發的“馬約拉納1號”（Majorana 1）芯片

微軟在其網站上一篇博文中寫道，“馬約拉納1號”芯片所采用的技術正朝著“利用數百萬個潛在量子比特協同工作，在單個芯片上解決從發現新藥物到革命性材料等一切無法解決之問題”的目標邁進。也就是說將這種芯按比例擴展，就可以得到超100萬個量子比特，從而實現量子計算機的計算能力。

但是，瑞士巴塞爾大學和奧地利科學技術研究所（ISTA）的物理學家告訴《自然》雜志的新聞團隊，微軟可能操之過急，只展示了中間結果，但沒有提供拓撲量子比特存在的證據。

三、中美量子競賽激烈

中美兩國在設計量子芯片時采取了兩種截然不同的方法。

中方研制的芯片比微軟的芯片更小，并且使用了在室溫下運行的基于光子的技術。相比之下，“馬約拉納1號”芯片依賴于超導材料，而這些材料需要在極低溫度下才能工作。

在同一份雜志上發表的兩份論文，一位評稿人批評微軟這篇論文“用詞誤導且含糊不清”，將理論預測、器件設計和實驗結果“以一種相當草率的方式”混合在了一起。

學界大部分的觀點是微軟的成果存在缺陷，更缺少證據，相對于微軟的高調宣布，微軟更顯得操之過急和草率。

這感覺美國人有點上頭啊！

和中美登月競賽一樣，中國一路明牌，美國為了維持其“偉岸”形象，已經有些顧頭不顧尾了！