悬铃木量子芯片

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由诺贝尔物理学奖看超导量子计算产业
国投证券· 2025-10-12 16:35
行业投资评级 - 投资评级为领先大市-A [5] 核心观点 - 2025年诺贝尔物理学奖颁发给超导量子计算领域的三位先驱 其获奖成果为超导量子计算的发展奠定了坚实的理论基础 [1] - 超导量子计算产业已进入蓬勃发展阶段 未来有望逐步实现专用量子计算机的商用化 并最终向全面容错量子计算时代迈进 [3][12] - 报告建议关注国盾量子 禾信仪器 普源精电 科大国创 神州信息 光迅科技 国芯科技 三未信安 格尔软件 吉大正元 信安世纪等公司 [3][13] 本周行业观点 - 三位获奖者在1984至1985年间通过实验首次定量证实了宏观量子隧穿的存在 并观测到了约瑟夫森结中宏观量子系统的能级量子化 [2][11] - 约瑟夫森结宏观量子隧穿的证实表明超导电路系统可被视为"大型人工原子" 为后续超导量子比特的发展奠定了科学基础 [2][12] - 当前主流的Transmon型超导量子比特通过加入约瑟夫森结构造特殊的非线性LC振荡电路 可构建二能级的量子态系统 [2][12] - 基于Transmon量子比特与电路量子电动力学架构 通过将超导量子比特与微波谐振腔耦合可实现高保真 长相干的量子操控 [2][12] - 产业里程碑包括2019年谷歌53比特"悬铃木"芯片首次实现量子计算优越性验证 以及2024年谷歌Willow芯片和2025年中科大祖冲之3号芯片的性能快速提升 [3][12] 市场行情回顾 - 本周计算机行业指数下跌2.04% 跑输上证综指2.41个百分点 跑输深证成指0.78个百分点 跑赢创业板指1.82个百分点 [14] - 计算机行业指数年初至今累计上涨33.10% [15] - 上周计算机行业指数在中信30个行业指数中排名第27 在TMT四大行业中排名第2 [17] - 本周计算机板块整体表现较弱 其中工业软件和信创板块有一定表现 [17] 行业重要新闻 - 中央网信办 国家发展改革委印发《政务领域人工智能大模型部署应用指引》 强调场景牵引和规范部署 [21] - 智元机器人正计划于2026年在香港启动IPO 目标估值区间为400亿至500亿港元 若成功将成为第二家在港股IPO的人形机器人公司 [21] - 中国商用密码标准研究院发布《关于征集新一代公钥密码算法提案的通知》 算法提案提交截止时间为2026年6月30日 [21]
2025年诺贝尔物理学奖发得合理吗?
虎嗅· 2025-10-10 11:48
诺贝尔物理学奖获奖成就 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·马蒂尼斯,以表彰他们在宏观量子隧穿和电路量子化方面的开创性发现 [1] - 获奖研究通过超导电路将量子效应从微观原子尺度扩展到宏观尺度,标志着量子力学在更大系统中的应用突破 [1] - 这些突破使得基于超导电路的量子器件在量子计算和量子精密测量领域得以应用 [1] 宏观量子效应的科学意义 - 研究突破了量子与经典的边界,证明只要系统与外部环境的耦合足够弱,量子力学在日常可见的宏观尺度上仍然有效 [25] - 1985年,研究团队首次观测到宏观变量——约瑟夫森相位在电流偏置约瑟夫森结中的量子化,形成分立能级 [15][16] - 同年,团队在相同体系中明确观测到了宏观量子隧穿现象 [15][16] - 1988年,团队进一步确认约瑟夫森结相位差是一个宏观量子变量,实验结果与量子力学预测高度相符且“没有任何可调参数” [21] 超导量子计算的技术基础 - 超导电路量子化的确立,使得利用超导量子电路构造“人工原子”成为可能,其具有可设计的能级结构、相互作用强度及与外部电磁场的耦合强度 [22] - 电流偏置的约瑟夫森结本身就是一种早期经典的量子比特——相位量子比特的前身 [22] - 1999年,日本理化研究所团队首次在“超导小岛”中观测到量子相干振荡现象,从此打开了超导量子比特与超导量子计算的大门 [22] - 2019年,基于这些技术基础的谷歌“悬铃木”量子芯片在53个量子比特上首次展示了“量子霸权” [29] - 2024年底推出的105比特“Willow”量子芯片将“量子霸权”推到5分钟对比1025年的新高度,并首次在超导量子处理器上实现了表面码量子纠错盈亏平衡点的突破 [29] 获奖者的具体贡献与影响 - 约翰·克拉克是超导量子干涉仪(SQUID)的发明者,该器件是著名的精密测量工具,并被应用于脑磁图成像等领域 [26] - 米歇尔·H·德沃雷在耶鲁大学开创的研究组成为超导量子电路领域的摇篮,近半数超导量子研究组(如IBM量子部门开创成员)出身于此,其学生提出了应用广泛的“Transmon”量子比特 [27] - 约翰·马蒂尼斯是最具工程化能力的科学家,最早在“相位量子比特”中发现量子相干振荡,并在两个相位量子比特之间实现了长距离(10cm尺度)纠缠 [28] - 马蒂尼斯创立的公司Qolab致力于利用半导体技术为超导量子芯片加工提供工业化解决方案 [30]