7月11日，英国牛津大学衍生公司Oxford Ionics宣布，已制造出世界上性能最高的量子芯片，无需纠错，可在3年内研制具有实用价值的256量子比特的计算机。这一“王炸级”的突破，意味着什么？我们将从此迈入量子时代吗？

英国牛津大学衍生公司这一突破，可谓是重量级的突破。这款世界上性能最高的量子芯片，已经实现标准式半导体工厂批量化生产。按照这样的态势，3年内打造出世界上首台具有实用意义的256量子比特计算机不再是梦。

需特别关注的是，这款量子芯片不需要纠错，256个物理单位的量子比特可以完全转化为256个逻辑量子比特，这打破了2023年12月由IBM和哈佛创造量子计算机领域的记录。

为什么英国研制成功量子芯片会引起如此巨大的轰动？在研发过程中，它又克服那些困难呢？

首先，目前市面上的物理量子比特最大的缺点就是太过脆弱。这是因为在量子世界里，外部的微小干扰，都有可能导致内部量子态发生变化。这些变化最后又会作用于结果，导致量子模拟计算出现错漏。

所以，想要打造量子比特计算机就必须保证其稳定性。目前通行的做法是，把多个量子位整合成一个逻辑的量子比特，确保量子状况。而他们之间的比例大概是400个物理量子位=一个逻辑量子位。这个修正过程，我们将它称为纠正错误。

而去年IBM和哈佛就实现纠正错误方面的突破，进而引起量子界的轰动。首先是IBM在去年12月推出了世界上第一块包含1121量子位的Condor量子芯片，之后通过技术上的突破，成功调整到约11个逻辑量子位的规模。

而后，在7日哈佛大学提出了一个极富创意的方案，从原本400个量子位才能实现1个逻辑量子位，降到280个量子位就实现48个逻辑量子位。经过调整，这块量子芯片已经能够处理280万亿种不同状态。

无论是IBM还是哈佛，都成功提高了量子位整合逻辑量子位的效益，但是他们仍然需要面临纠错这一烦恼。而英国Ionics这次推出的是无需纠错，那么当它应用于量子计算机上时候，可以实现256个量子比特“满格”效益，这简直是王炸中的王炸。

为什么Ionics可以保证量子芯片无需纠错，让量子位和逻辑量子位实现直接等量互换呢？其关键就在于电子技术的利用。

在离子阱中，受到电磁场的影响所有的原子都变成带电原子，这样处理后的量子比特展现出高度的稳定性和扩展性，可以有效解决此前困扰学术界量子比特脆弱性的问题。

此前是应用的是激光来解决这一难题，但是激光处理最大的问题就在于它得应用到大量且复杂的光学组件，在打造离子阱系统的时候其适用性也极为狭窄。同时，激光最大的问题在于控制精度，它的误差会随着时间不断累加，最后直接导致量子计算的结果出现偏离。

为了保证对量子比特的控制，Ionics公司也拿出自己的“看家武器”，可以把所有功能都整合到小小的一个硅片中。而且专利中量子比特保真性可以做到99.9992%，双量子比特的操作上也可以达到99.97%。这样的精准度，不仅秒杀了同行，可以打造“事”为原本的1/10，但“功”达到了原本的2倍以上的成效，而且具备大规模生产操作的可能性。

从长远来看，如果量子比特的保真度可以达到99.99%以上，那么想要实现量子计算的商业化的可能性便增大了一份。而Ionics公司认为，公司可以凭借当下成熟的工程技术，打造256位量子比特芯片，并投入生产，人类就将走入量子计算新时代。

英国科学家在量子芯片领域取得的成绩，为什么让他们可以自信的喊出量子时代已经来临！对于这个问题的回答，我们首先来聊聊，什么是量子时代？

量子时代的概念，脱胎于量子理论。在物理学界，把离散变化的最小单元概括为量子。而自上个世纪提出量子理论以来，已经掀起了两次量子革命，而我们正处于第二个革命阶段，即将量子技术应用于通信、计算等领域。本次，英国Ionics便是在量子计算领域迈出了关键一步。

从理论到可以实际应用，英国团队确实做到了。因此，我们说量子计算的时代即将来临，并非夸夸其谈。而这项技术的突破，也宣告了量子技术在多领域应用呈现的燎原之势，我们可以深切的感受到量子时代正在朝着我们走来。

那么量子计算究竟强在哪里呢？

首先，量子应用带来的是人类计算历史上的革命性的变化，让人类的运算呈现指数化的增长。根据图灵提出的计算机理论，经典计算机理论立足的是摩尔定律，需要保证集成电路上的可容纳元器件的数量稳定增加，计算机的性能才会随之提升。

但是问题出现了，芯片尺寸是有上限的，这也成为制约传统计算机发展的主要因素。而量子计算机的出现完美的解决这个难题。量子比特作为量子计算的基本单位，它可以同时处理0和1的叠加态。

这意味着在搜寻特定问题答案时，它可以同时探索所有可能性的答案，实现计算速度指数级别的提升。传统计算机可能需要数万年才能破解的复杂密码，量子计算机在几秒的时间内就可以完成。

其次，它为科学探索打开了一扇全新的大门。它不仅是计算能力的提升，是科学研究方法的根本性改变。目前，在材料科学、药物发现等多个领域，都会涉及计算的难题。而量子计算凭借自己出色的计算能力，可以轻松解决这些此前难以逾越的难题。

例如，药物开发中关键是要找到分子最佳组合，发挥关键分子作用。而量子计算可以同时进行多种分子模拟的过程，帮助科研人员找到最佳的组合答案，大大缩短了新药研发的周期。

因此，如果说英国科学家量子芯片能够顺利投入生产，并研制出首台量子计算机。我们不仅仅可以说量子计算的时代到来了，而且这台量子计算机进入不同的行业并成功应用，势必会掀起一股量子之风，到时候“量子时代”将会真正到来。那么，想要迈入“量子时代”，我们可能还会面临哪些挑战？

尽管英国这次在量子计算领域实现了突破性的进展，但不可否认的是它依然面临诸多的技术挑战。

首先，量子比特的稳定性和可拓展性依然是量子计算的关键因素，尽管目前电子技术相较于激光技术，其精确性已经无限 趋近于100%，但依然有微小的差距，这是后需要集中处理的部分。

其次，量子纠错技术需要进一步完善，主要包含超导量子比特，离子阱、带电原子等，如何找到性价比更好的路径，同样也是当下一大难题。

从以上种种，我们可以发现量子计算时代真正到来，确实仍然有很长路要走。但目前国际社会也正积极调整，采取包含加大研发投入、加强国际合作以及构建量子计算生态系统等多种措施加以应对。相信假以时日，我们的量子计算一定会有所突破。

那么，等到量子计算时代的真正到来，又会给我们社会带来怎样的冲击呢？

首先，量子计算机一旦现世，一定会得到多行业的“争抢”。如果真的如英国科学家所言，已经具备商业化的潜质，那么它将快速的、批量化的生产，届时将会有大量量子计算机进入多个行业。逐步取代经典计算机，并开始着手一些复杂问题的处理，进而掀起一股科技浪潮。

第二，量子技术和互联网相互结合。作为两个最有爆发潜力的领域，如果可以实现贯通，将实现信息安全传输和高校处理，那么我们将很快看到量子通信网络的构建，以及量子密钥分发等多个技术领域的实际应用。

最后，社会经济和伦理法律的变革。量子计算的普及将对社会经济产生深远影响。一方面，它将催生新的产业形态和经济增长点，如量子计算服务、量子软件开发等；另一方面，量子计算也将对现有的加密体系构成威胁，促使全球范围内加密技术的升级和变革。此外，量子计算还涉及到伦理法律等复杂问题，如数据隐私保护、知识产权归属等，需要社会各界共同关注和探讨。

从英国科学家在量子计算领域的突破性的发展，或许我们期盼已久的量子计算时代即将到来，而量子时代也随之而来。对此你怎么看呢？