新智元报道

编辑：倾倾

Googel和IBM十年打不穿的量子天花板，被一块1万qubit的芯片掀开了？巨头还在百级徘徊，量子突然跨进了能落地的时代。更讽刺的是，真正接住这场变革的，是早已埋伏在算力入口的英伟达。

把时间线拉长后，很容易发现量子计算已经停滞许久了。

2019年，Google在Nature上宣布，他们的Sycamore处理器有53个qubit，已经实现「量子优越性」。

整个科技圈都被震住，很多人以为量子时代真的来了。

可六年过去，Google公开的最新数字也不过105个qubit。

2021年，他们立起1000+qubit的Flag。但到了2023年，旗舰芯片Heron仍是133qubit，官方不得不将扩展计划推迟。

IBM的路线图，更是把行业的尴尬写在了脸上。

IBM预测线路图。2024年，IBM预测量子处理器在2019~2029年间仍停留在百级至低千级规模

Google到IBM，所有主流路线在2019–2023全部停在百级qubit。

IBM的路线图里甚至已经不再把扩qubit写进短期计划——可见行业整个十年都被卡住。

Rigetti、IonQ、Quantinuum……全球所有量子巨头，都没能突破这堵「百qubit天花板」。

更讽刺的是，量子计算早就被描绘成未来所有产业的基础设施。但真正的qubit数量，一直在原地踏步。

这究竟是为什么？

1万量子比特诞生

量子计算之所以停滞10年，并非因为Google、IBM不够强，而是因为「扩展」本身就是一条死路。

每往上加一个qubit，都要付出成倍的工程代价。

控制线暴涨、布线密度拥挤、量子态一受干扰就会崩塌、误差率飙升到不能用。

当到达百级qubit时，整个系统就像一张被拉到极限的弓，多加一丝力，整张弓可能瞬间崩塌。

所以大家只能退向权宜之计：把多个小QPU用网络拼成一个「大系统」。

这听起来像扩展，但实际上只是把问题外包给了系统层：成本更高、复杂度更高、可靠性更差，并且qubit本身从未真正变多。

这个死结，在今年第一次真正被解开。

QuantWare推出的VIO-40K架构，直接把qubit从行业共识的100量级，推到了10000，一下把天花板掀开了。

这无疑是在宣布：扩展qubit，不再是量子计算的终极难题！

如果把过去十年比作一口井，大家都卡在井壁上；QuantWare做的，是给这口井开了一条新的出口。

从百级到万级，差的不是数量，而是范式。

百级qubit是概念验证，万级qubit才是可能改变现实计算格局的规模。

QuantWare的VIO-40K架构已经开始接受预订，并计划在2028年发货。

十年不动的量子界，终于从理论跨进了「可扩展硬件」的时代。

天花板备捅破了

从100到10000，乍一看像是「数字更大了」。

但对量子计算来说，它真正改变的不是规模，而是方向。

过去十年，量子行业是一条越走越窄的路。强行扩展qubit反而会让整个系统坏掉。

百级qubit不是起点，而是瓶颈。

只要你继续加qubit，噪声和错误就会上升到无法使用的程度。

因此在这十年里，所有公司都只能把多个小芯片拼在一起，用网络去「假装扩展」。

1万qubit 的意义，就在这里发生了质变。

QuantWare用3D scaling + chiplet架构，把I/O、布线密度、信号干扰、模块间互联这些原本无法再扩的部分一次性重写。

结果是，扩展性第一次重新被打开，整个行业的未来轨迹也随之改写。

量子计算从「能跑」变成「能放大」

扩展qubit的失败，说明量子计算始终缺少进入现实世界的能力。

因为药物模拟、材料设计、优化问题需要成千上万qubit 空间。

百级qubit能做demo，万级qubit才能做计算。

以前大家只能自我安慰：「等未来的量子处理器做出来就能做到」。

但扩展性死了十年，这种未来其实一直不存在。

1万qubit的出现，使量子计算第一次具备了「可放大性」。

这比性能本身，要关键得多。

破开工程瓶颈，死胡同变成高速路

行业的最大问题从来不是「qubit太少」，而是：加qubit会让系统坏掉。

这就是为什么Google六年才涨50qubit。

也正因如此，Google、IBM才会不断调整路线图，甚至推迟扩展计划。

但VIO-40K架构用3D 缩放和小芯片设计，把I/O、连线密度、噪声、互联、校准这五座大山一起移动了。

扩展qubit的工程之路重新被打开，产业也从被困住的死胡同，变成了能继续往前跑的高速路。

量子计算首次具备「经济意义」

过去十年，所有关于量子计算的期待，如破解密码、加速药物、材料反应模拟、优化能源系统......全部都停留在理论层面，因为百级qubit根本不够用。

1万qubit的出现，第一次让这些应用实现不再遥不可及。

当扩展性被打开后，行业不再需要依赖未来某一天的巨大飞跃，而是可以沿着可见、可重复的工程路径往前增长。

这也是QuantWare CEO说的那句话的核心含义：

100qubit让我们只能讨论未来，1万qubit才让未来真正开始。

算力增长曲线重新点亮

过去十多年，摩尔定律几乎停摆，GPU的增长也接近物理极限。

量子扩展性被打开，意味着计算能力有了「第二增长曲线」。

这为人类的算力开辟了一个新的维度。尤其是在在算力越来越贵、越来越难扩展的今天。

1万qubit 的意义，从来不是「更多qubit」，而是量子计算从「卡死」到「可扩展」的重大突破。

这是未来十年所有量子路线图、所有产业计划的基础。

重写量子处理器的空间结构

要把处理器从100 个qubit扩到10000 个，靠「堆叠」是不可能实现的。

QuantWare 的突破点在于：它不是简单地把qubit加多，而是把量子处理器的「空间结构」整个换掉。

3D 缩放：拉出量子处理器的第三维空间

传统量子芯片的问题在于，控制线必须从芯片边缘引入，但qubit却在中间，导致布线越来越长、电磁干扰越来越强。

学术界称这是「扇出极限」（fan-out limit），一直没有干净解法。

而QuantWare的3D scaling，让控制线能够从多层、多方向进入量子芯片，等于把原本挤在二维平面上的布线，扩展成了立体空间结构。

这样有三个直接结果：

Qubit 之间的连线更短，噪声更低。

控制线不再挤到芯片边缘。

扩展空间不再受限于平面面积。

简言之，他们给量子处理器多加了一维空间。

Chiplet 架构：不造大芯片，造「小积木」

Chiplet并不是量子领域独有的概念，AMD、Intel在经典芯片领域已经靠它实现了性能突破。

AMD Zen架构就是用多个小芯片组成大CPU

QuantWare的做法是把这个成熟的Chiplet思路搬到量子领域：把大型QPU拆分成多个模块，各自保持高保真度，再通过高质量互联组合成完整系统。

这解决了过去大芯片越大越难制造、误差越多、良率越低的问题。

Chiplet则让量子处理器可以分模块制造、分模块校准、分模块修复，并能灵活分模块扩展。

最关键的是，模块之间的连接不再成为噪声放大的来源。

QuantWare强调「高保真芯片到芯片连接」。这意味着，过去「拼QPU会让系统质量变差」，现在变成「拼QPU可以继续扩展」。

行业第一次得到了可复制的扩展路径。

40000条 I/O：扩展qubit的难题突破

I/O数量一直是量子芯片扩展不动的根本原因之一。

QuantWare的架构支持40000条I/O控制线——这是一个指数级的提升，也是行业首次「扩展I/O没有马上导致噪声死亡」的案例。

如果说3Dscaling提供了空间，chiplet架构提供了模块性，那么40,000I/O就是基础设施。

没有这个数字，1万qubit根本跑不起来。

同等体积做到100×：真正的工程奇点

QuantWare公布时强调：1万qubit的芯片比现有系统「更小」。

在工程学里，这意是非常罕见的：扩大规模的同时减少体积，表明架构进入了「可扩展区域」。

Google、IBM每扩一点qubit系统都会变得更大、更难、更脆弱、更昂贵。

QuantWare反而是更大规模、更小体积、更高良率、更低噪声。

所以，QuantWare 的真正突破是：把「扩展qubit必然失败的架构」，变成了「扩展qubit可以继续做下去」的硬件体系。

这是量子计算十年来第一次出现「可扩展的硬件体系」，是第一个让行业看到真实未来的工程路径。

门被推开，站在门口的是英伟达

当量子计算的规模障碍被冲开后，行业马上遇到一个更现实的问题：

1万qubit能计算，可这些计算怎么和现实世界的经典算力体系接轨？这件事的难度，不亚于造出处理器本身。

因为，量子计算机需要：经典算力做预处理、误差校正、大规模数据吞吐、统一的编译框架以及能让开发者调用的API。

如果量子没有经典算力的高速对接，它就是一块巨大的孤岛。

就在的这一刻，英伟达站在了门口。

QuantWare发布的VIO-40K可以与NVIDIA的NVQlink直接对接，开发者可通过CUDA-Q同时使用量子与经典算力。

NVQlink是英伟达专为高性能计算设计的高速互联协议；CUDA-Q是英伟达为量子—经典混合计算构建的软件栈。

这两个东西组合起来，意味着英伟达已经提前准备好了「量子时代的PCIe插槽」。

当量子突然变得可扩展，行业最难的问题变成了——谁能让量子算力进入现实世界？

现在答案已经非常明确：英伟达。

它不是造出量子处理器的人，但它是能把量子处理器「接入世界」。

在算力生态里，入口永远比硬件本身更重要。这也是为什么GPU行业里「英伟达统治软件栈」的格局能持续数十年。

今天的量子行业，也出现了类似的一幕：

量子突破最大的受益者，是造高速公路入口的人。

十年都没松动的量子天花板，在这一刻被推开了。

1万qubit让量子计算第一次具备了继续向前的可能，而英伟达已经把通往现实世界的入口提前铺好。

行业会往哪里走现在还没人能说清，但有一点已经确定：

算力的下一步，从这里开始改变了。

参考资料：

https://interestingengineering.com/innovation/quantware-qpu-10k-qubits

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