NBD年度新闻榜2024：量子计算突破性进展引领全球科技

**NBD年度新闻榜·2024全球科技十大新闻：量子计算突破性进展**

2024年，全球科技界迎来了令人瞩目的突破，其中量子计算的进步尤为显著。这一领域不仅吸引了全球顶尖科学家和工程师的关注，还成为各国政府竞相布局的战略高地。在2024年的科技舞台上，量子计算以其独特的优势和广泛的应用前景，成为当之无愧的明星。

回顾过去几年，量子计算的发展并非一帆风顺。尽管早在上世纪80年代，量子计算的概念就被提出，但由于量子比特（qubits）容易受到噪声和干扰，导致量子计算机的稳定性和可靠性一直是个难题。然而，随着技术的不断进步，这些问题正在逐步得到解决。2024年，谷歌团队在《Nature》杂志上发表了一篇重要论文，详细描绘了在随机电路采样（Random Circuit Sampling, RCS）实验中如何实现量子霸权。他们使用的Sycamore量子计算机，在高噪声干扰模式下，依然能够超越经典超级计算机的能力，这一成果再次证明了量子计算机在处理复杂问题方面的巨大潜力。

不仅如此，谷歌的研究成果还为量子计算的实际应用提供了可能。通过揭示两种不同的相变现象，谷歌团队为理解量子计算机的行为提供了新的视角和方法。这一发现不仅推动了量子计算技术的发展，还为未来的科技创新提供了有力支持。随着量子计算技术的不断进步，量子计算机有望在材料科学、药物研发、金融优化等领域发挥重要作用。

与此同时，其他科技巨头也在量子计算领域取得了显著进展。IBM在2023年展示了其全新的量子计算芯片“苍鹭”（IBM Quantum Heron）和全球首个模块化可大规模实用化的量子计算机系统“IBM量子系统二号”（IBM Quantum System Two）。这些成果标志着量子计算的商业化正在逐步成为现实。IBM的量子处理器“苍鹭”在性能上达到了前所未有的高度，为量子计算的进一步发展奠定了坚实基础。

中国作为全球科技竞争的重要参与者，也在量子计算领域取得了令人瞩目的成就。2023年，中国科学家成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”。这台原型机在1微秒内可以算出的最复杂样本，当前全球最快的超级计算机约需200亿年才能完成。这一成果不仅刷新了量子计算的记录，还为中国在量子计算领域的国际地位奠定了坚实基础。

此外，中国还在超导和光学两条技术路线上实现了领跑。2023年5月，176比特“祖冲之号”量子计算云平台上线，面向全球用户开放。这一云平台刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数纪录，为全球用户提供了高效、便捷的量子计算服务。同年7月，研究人员成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证，刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录。这些成果不仅展示了中国在量子计算领域的强大实力，还为全球量子计算的发展注入了新的活力。

在量子计算技术不断进步的同时，其商业应用也在逐步拓展。专用量子模拟机和云服务将成为量子计算下一阶段的重要目标。当可操纵量子比特达到几百个以后，量子计算机有望执行一些具有实际意义和应用价值的算法，用于解决当前超级计算机难以解决的实际问题。例如，在计算化学、分子结构解析、大数据优化和机器学习算法优化等领域，量子计算机将发挥重要作用。未来，金融、医药、气象等重要垂直领域将研发可用于实际应用的硬件，即专用量子模拟机。这将为这些领域的发展带来前所未有的变革。

然而，随着量子计算技术的快速发展，其带来的数据安全挑战也日益凸显。量子计算机巨大的处理能力将对现有的数据保护系统构成安全威胁。其可能破解大多数现有的加密方案，从而增加数据保护需求规模和成本。因此，各国政府亟须重新评估安全协议和加密方法以保护敏感数据。这一挑战不仅要求我们在技术上不断创新，还需要在政策层面加强合作与协调，共同应对量子计算时代的数据安全挑战。

展望未来，量子计算领域的发展前景令人充满期待。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，量子计算将为人类社会的科技进步和产业发展带来更加深远的影响。然而，要实现这一目标，还需要我们在可扩展性、操作性、量子纠错处理和逻辑量子比特等关键共性领域加强攻关。同时，推动建立量子计算企业与下游应用行业的合作平台与机制，设计专用量子模拟器，加快探索具有实际应用价值与量子优越性的实用案例，也是当前的重要任务。

总之，2024年全球科技十大新闻中，量子计算的突破性进展无疑是最为耀眼的明星之一。这一领域的快速发展不仅展示了人类智慧的无限可能，也为未来的科技创新和产业发展提供了新的动力和机遇。我们有理由相信，在不久的将来，量子计算将成为推动人类社会进步的重要力量。

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