研究突破与核心发现 - 中国科学院物理研究所团队在《自然》杂志发表研究成果，创新性地采用随机多极驱动技术，在78量子比特的“庄子2.0”超导芯片上首次观测到可调控的预热化平台，实现了对量子系统信息存储重要技术——预热化平台持续时间的精准控制 [1] - 该实验验证了量子计算领域近年的一系列重要理论成果，并进一步验证了“量子优越性”的存在，为量子计算实现指数级跨越的未来奠定基础 [1] - 研究团队用量子计算解决了量子多体系统研究领域一个具有高度科学价值但无现成答案的问题，即在78量子比特的大规模系统下，预热化平台是否存在以及能否被调控，此规模已超出经典计算机的算力范围 [4][5] 量子计算与经典计算的比较 - 2019年谷歌基于53量子比特处理器，用200秒完成经典超算需1万年以上的计算，引发了全球对“量子优越性”的关注 [1] - 2022年中国科学院理论物理研究所团队使用经典算法（张量网络）和GPU集群，仅用15小时就完成了谷歌的同类任务，在超算上时间可压缩至几十秒，表明经典计算并非算力不足，而是算法问题 [6] - 在此次预热化问题研究中，经典计算仅在演化前三分之一时间（总演化时间为两微秒）与量子模拟结果一致，后续结果出现偏差，表明在此特定问题上，量子计算比已知的先进经典计算方法更强 [6][7] 量子计算的发展阶段与路径 - 量子计算机有专用和通用之分，当前量子计算机的重要目标是寻找实际应用，基于现有存在噪音和错误率的现状，将其用于解决具体的科学问题 [4] - 量子优越性是一个长期发展的过程，需要多种方法验证，并非一蹴而就，过去一年中有多篇国外团队的工作宣称其量子计算结果优于经典计算 [8] - 量子计算的技术路径尚未确定，超导、中性原子、离子阱等方案均在发展，最终哪种方案最经济实用尚不清楚，需要等待技术路线收敛 [11] - 未来五到十年，量子计算主要价值将体现在科学层面，成为物理、化学、人工智能等领域必不可少的科研工具，而非突然出现“杀手级应用” [11] 研究的潜在应用与科学意义 - 预热化研究对量子系统的信息存储具有潜在应用价值，它为信息在完全丢失之前提供了一个窗口期，但该方法未来是否会用于保护信息存储仍需探索 [8][9] - 该研究以“沿途下蛋”的思路给出了一个量子计算机的应用案例，将量子计算机建造和使用的科技前沿向前推进了一步 [5] - 研究团队认为，在完成高精度提升后，量子计算将向百万量子比特规模发展，预计时间跨度大约为十年 [13] 行业前景与预期 - 量子计算被认为是一项变革性技术，具有指数级发展的潜力，因为每增加一个量子比特，其潜力相当于经典计算资源的翻倍 [14] - 尽管不同人对量子计算实用化的时间预期可能相差十到二十年，但相比二十年前“五十年”的悲观预期，当前行业的看法已相对乐观 [14] - 面对人类对算力的无尽需求，在寻找下一代计算解决方案时，量子计算相比其他技术方案可能更具前景 [14]