2024年12月10日，谷歌宣布其量子芯片取得重大进展，Willow芯片在RCS基准测试中展示了前所未有的量子优势：5分钟内完成超级计算机需1025年才能完成的计算任务。此外，该芯片实现了表面码纠错的历史性突破，纠错后的逻辑量子比特错误率低于所有参与纠错的物理量子比特。

早在今年9月，我在《返朴》上发表了相关文章，提到芯片上的进步是关键。然而，直到Willow芯片正式发布，才引起广泛关注。谷歌这次公布了芯片的高清照片和详细指标，提供了新的解读视角。量子芯片作为量子计算的基本逻辑单元，承载量子比特并包含操控和测量所需的电路。

超导量子芯片与传统半导体芯片在某些方面相似，但也存在显著差异。核心元器件不同，半导体使用场效应晶体管，而超导量子芯片使用约瑟夫森结。此外，超导量子芯片需使用特定超导材料，如铝、铌、钽等，这带来了工艺制程上的巨大差异。

量子芯片质量直接影响量子计算表现。Willow芯片包含105个量子比特，尽管比特数远少于普通半导体芯片中的晶体管，但其重要性不容忽视。量子态极其脆弱，需要大量努力来保持稳定性。此外，量子比特对环境干扰敏感，比特间的串扰增加了校准难度和成本，限制了量子门保真度的提升。

谷歌历经五年努力，从Sycamore进化到Willow，退相干时间提升了五倍，这是高连通度和高调控自由度芯片的重大进步。Willow芯片还实现了超过90万次/秒的读取速度，这要求芯片设计和测控电子学系统的高度协同。

谷歌和IBM等公司在量子计算领域持续取得进展，如IBM通过量子-超算融合实现了复杂分子计算。构建科学、与时俱进的系统评测方法对推动量子计算工程化和实用化至关重要。祝贺谷歌量子AI团队，中国团队也在追赶中，应保持耐心，稳步前行。