风起青萍:Sandia 那把尺子,把量子计算的家底翻了一遍

量子计算 Sandia QUOPS 基准测试封面

这事值得聊聊。

9 月 10 日这一天,美国桑迪亚国家实验室把一份预印本挂到了 arXiv 上,论文编号 2609.12146,标题很简单——”量子计算机算力的基准测试”。合作方里有 Quantinuum,有 NVIDIA。9 月 15 日,Phys.org 的记者保罗·阿诺德把这事讲给了圈外的人。

听上去很学术?其实,这可能是过去十年里,量子计算第一次有了一把真尺子。

以前,各家厂商报数字的时候,几乎是各说各话。

IBM 说,我有 156 个比特;谷歌说,我有 105 个;Quantinuum 说,我有 98 个,但我能跑更大的电路。到底谁强?谁也说不清。比特数、保真度、门速度这些单点指标,谁都有一张漂亮的幻灯片,可你拿这些去比”我能不能算出一道题”,答案是猜不出来。

这一次,Sandia 搞出来的叫 QUOPS——Quantum Universal Operations Performance System,翻译过来就是”量子通用操作性能系统”。它干的事很朴素:在每台机器上跑一组随机的、覆盖各种宽度和深度的电路,然后看哪些跑得通、跑得有多快。

出来的不是一张图,是两个数字。

第一个叫 Q,代表机器能跑通的最大电路规模;第二个叫 Ω(Omega),代表每秒能完成的有效操作数。把它们摆进同一张表——这是全球第一份。

结果一出来,圈里的人都愣了一下。

第一名不是谷歌,是 Quantinuum 的 Helios-1。这台 98 比特的离子阱机器,Q 值 1504;做了泄漏剔除之后,1824。同一台机器,Q 比 Willow 高了七倍。

可是把第二个数字翻过来,局面就反过来了。

谷歌的 Willow,每秒钟能跑 2000 万次操作;Helios 的 Ω 是 303,差五个数量级。IBM 那台 ibm_boston 居中,Q 比 200 稍多,Ω 是 31 万次每秒。

这意味着什么?

翻译成大白话,就是各家的”性格”完全不一样。

离子阱的好处,是比特之间可以两两直连,跑大电路不绕路,所以 Q 高;代价是每个离子都要被激光慢慢推来推去,所以慢。超导的好处是门速度飞快,所以 Ω 高;代价是比特只能和身边的四五个邻居说话,电路一宽就堆不下。

谁更厉害?这问题,Sandia 的报告里没给答案。它给的是一张”性格地图”。

这是这次基准测试真正的意义——不是分出胜负,而是承认谁也不能替代谁。

但更让圈里人坐不住的,是另一个数字。

把 RSA-2048 拆掉,需要 Q 大约 2.5 亿;把一个生物化学里叫 FeMoco 的关键分子算明白,需要 3.4 亿。当下最厉害的物理比特机器,Q 也才 1824。

差了多少?报告里写得直白:”五个数量级。”也就是大约十万倍。

十万倍。这个数字摆到台面上之后,媒体更喜欢用的一个词叫”AGI 时刻”——那是 GPT-6 Astra 上市那周的热度,和今天不是同一件事。量子这边的十万倍,是真真切切摆在那的工程差距,不是 PPT 上的乐观曲线。

不过,同样在这一两周里,另外几家也没闲着。

IBM 在 9 月 2 日悄悄把第二代 Nighthawk 量子芯片 r2 搬上了云。120 个可编程比特、458 个物理元件;每秒能跑超过 10 万条电路,是上一代 Heron 的 25 倍。重置时间从 200 微秒干到 25 纳秒,几乎是质的飞跃。9 月 16 日,IBM 又把自家拆分出来的量子代工厂 Anderon 推到了台前——CHIPS 法案 10 亿美元,自己再掏 10 亿美元,Albany 那条 300 毫米产线首批量子晶圆已经下线。

韩国的延世大学刚签了合同,11 月装机一台 Nighthawk,是 IBM 之外全球第一个 Nighthawk 站点。看起来,IBM 把节奏卡在了”先用速度换时间,再用代工厂卡住供给”上。

再往上,9 月 17 日,美国能源部直接把”量子 Genesis Q 竞赛”的牌子挂了出来——2 亿美元奖金池,明确写:在 2028 年 9 月之前,在 100 个逻辑比特上跑出 10 万次非 Clifford 操作,就有钱拿。

逻辑比特。容错。固定时间节点。

这才是 2026 年量子计算真正变味的地方。

以前,大家比的是”比特数够不够大”;现在开始比”谁能先把比特纠错成可用的逻辑比特,谁就能拿到钱”。这是工程竞赛,不是科学幻想。

当然,落地那边也不是没动静。G7 网络安全工作组 9 月 3 日发了一份《为后量子时代做准备》的文件,说”现在加密的量子协议,将来是要被破的”,把这件事说成”集体基础设施过渡,不是单个组织的合规题”。欧洲央行、美国国家安全局、英国国家网络安全中心、澳大利亚信号局,各家的时间表都钉到了 2030 到 2035 之间。

说白了,量子计算还没真”算明白”什么,但”它将来会算明白”这件事,各国监管已经不再装作看不见了。

其实啊,9 月这一周,大家不是在庆祝量子计算终于”灵了”。

而是第一次承认,这场仗还很长,而且路线图终于有人画出来了。

以前是各报各的数,谁都说自己是第一;现在,Sandia 站出来说,都别吹了,把机器搬到同一张表上。Helios 跑得宽,Willow 跑得快,IBM 跑得勤,三家各有各的活。

十万倍的差距,数字吓人,但有差距才有目标。有目标,才有人愿意掏钱。有人掏钱,工厂才开得起来。

这才是 9 月那把尺子真正翻出来的东西——不是”谁赢了”,而是”终于有人开始认真数家底了”。

量子计算家底

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