10/27/2025，光纖在線訊，近日，科技巨頭谷歌宣布其量子計算研究取得重磅突破。谷歌量子 AI 團隊在國際頂級期刊《自然》發(fā)表研究成果，旗下 Willow 量子芯片成功運行全新 “量子回聲”（Quantum Echoes）算法，首次在硬件層面實現(xiàn)可驗證的量子優(yōu)勢，特定任務(wù)運算速度較當(dāng)前最快的經(jīng)典超級計算機提升 13000 倍，標(biāo)志著量子計算從理論驗證向?qū)嶋H應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。
      
核心突破：解決 “算得快難辨對錯” 的行業(yè)痛點
此次突破的核心在于量子計算結(jié)果的 “可驗證性”。谷歌通過 “正向運行操作、擾動量子比特、反向運行操作、測量結(jié)果” 的四步流程，結(jié)合 “量子回聲” 算法的獨特原理，讓量子計算結(jié)果可重復(fù)、可驗證，徹底解決了此前量子計算領(lǐng)域 “運算速度快但結(jié)果難以核驗” 的核心痛點。

“量子回聲” 算法通過向量子比特發(fā)送信號并捕捉逆轉(zhuǎn)演化后的 “回聲”，利用量子波疊加的相長干涉效應(yīng)放大信號，實現(xiàn)對微觀系統(tǒng)的超高靈敏度測量。谷歌團隊形象地解釋：“這就像用聲吶探測沉船，傳統(tǒng)技術(shù)只能看到輪廓，而量子回聲能看清船身銘牌?！?

作為谷歌 2024 年底推出的新一代量子芯片，Willow 搭載 105 個物理量子比特，其單量子比特門、糾纏門等關(guān)鍵操作的保真度均超過 99%。該芯片曾在測試中以 5 分鐘完成經(jīng)典超算需 10 的 25 次方年才能完成的計算任務(wù)，此次與 “量子回聲” 算法結(jié)合，形成 “速度 + 精度” 的雙重突破，在數(shù)十秒內(nèi)完成了數(shù)百萬次量子回聲測量，累計運算量接近全球量子計算機過往總和。

在與加州大學(xué)伯克利分校的合作實驗中，Willow 芯片成功解析了含 15 個原子和 28 個原子的兩種分子結(jié)構(gòu)，結(jié)果與傳統(tǒng)核磁共振技術(shù)完全吻合，且揭示了傳統(tǒng)方法無法獲取的微觀相互作用細(xì)節(jié)，證明量子計算已具備支撐實際科學(xué)研究的能力。

應(yīng)用前景：重構(gòu)多領(lǐng)域科學(xué)研究體系
谷歌方面表示，“量子回聲” 算法能夠精準(zhǔn)計算分子結(jié)構(gòu)，為醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)鋪平道路。在藥物研發(fā)領(lǐng)域，該技術(shù)可模擬藥物分子與靶點的結(jié)合過程，加速新藥研發(fā)周期；在材料科學(xué)中，能表征電池組件、聚合物等新型材料的分子結(jié)構(gòu)，為太陽能、核聚變等前沿領(lǐng)域提供核心研究工具。

谷歌量子 AI 合作者、加州大學(xué)伯克利分?；瘜W(xué)助理教授 Ashok Ajoy 指出，這一算法展現(xiàn)了量子計算機解析微觀粒子復(fù)雜相互作用的潛力，可顯著增強核磁共振光譜學(xué)的研究能力。谷歌工程副總裁 Hartmut Neven 更是樂觀預(yù)測，借助 “量子回聲” 算法，五年內(nèi)將出現(xiàn)只能在量子計算機上完成的實際應(yīng)用，未來還可能生成獨特數(shù)據(jù)以增強人工智能模型性能。

業(yè)內(nèi)評價：里程碑式進(jìn)展但仍需突破技術(shù)瓶頸
對于這一成果，科學(xué)界給予高度認(rèn)可的同時也保持審慎態(tài)度。谷歌量子 AI 團隊首席科學(xué)家、2025 年諾貝爾物理學(xué)獎得主 Michel Devoret 表示，該突破標(biāo)志著量子計算邁入 “全規(guī)模計算” 的新階段，是量子領(lǐng)域的重要里程碑。英國薩塞克斯大學(xué)量子技術(shù)教授 Winfried Hensinger 則指出，谷歌已成功展示 “量子優(yōu)勢”，證明量子計算機能完成傳統(tǒng)計算機無法實現(xiàn)的任務(wù)，但當(dāng)前成果仍聚焦于特定科學(xué)問題，對現(xiàn)實世界的直接影響有限。

目前量子計算仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。業(yè)內(nèi)專家表示，真正具備廣泛實用性的量子計算機需要上百萬個乃至數(shù)十億個穩(wěn)定的量子比特，而現(xiàn)有硬件尚不具備此能力；同時，尚未證明不存在更高效的經(jīng)典算法，且該技術(shù)當(dāng)前僅能處理甲苯等簡單分子，對蛋白質(zhì)等復(fù)雜系統(tǒng)的研究仍需更低噪聲的硬件與更優(yōu)糾錯方法。

未來規(guī)劃：本世紀(jì)末目標(biāo)建成容錯量子計算機
自 2019 年谷歌首次宣稱實現(xiàn) “量子霸權(quán)” 以來，量子計算領(lǐng)域歷經(jīng)六年技術(shù)迭代。此次可驗證量子優(yōu)勢的實現(xiàn)，被業(yè)內(nèi)類比為 “從萊特兄弟首飛到客機雛形出現(xiàn)” 的跨越。

谷歌團隊表示，已觀測到技術(shù)的指數(shù)級加速效應(yīng)，計劃未來一兩年實現(xiàn)新里程碑，目標(biāo)在本世紀(jì)末建成容錯量子計算機。與此同時，這一技術(shù)突破也引發(fā)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的關(guān)注，專家警告量子計算可能突破現(xiàn)有高級加密技術(shù)，呼吁各國政府與企業(yè)盡快采用抗量子加密方案。

消息當(dāng)天，谷歌（Nasdaq：GOOGL）股價上漲 0.49%，收于每股 251.69 美元，總市值達(dá) 3.05 萬億美元，市場對該技術(shù)突破給予積極回應(yīng)。