揭開量子運算新紀元：Google 最新晶片 Willow 顛覆全球科技版圖
Inside the sub-zero lair of the world's most powerful computer
作者: Faisal Islam | 時間: Thu, 08 Jan 2026 08:03:50 GMT | 來源: BBC
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它看起來像一盞金色吊燈，卻藏著已知宇宙中最寒冷的區域。
我所面對的不僅是當今全球最強大的電腦，更是影響金融安全、比特幣、政府機密、世界經濟等關鍵領域的核心技術。
量子運算將決定二十一世紀剩餘時間內，哪些企業與國家能成為贏家——同時也將決定輸家。
在美國加州聖塔芭芭拉的Google實驗室裡，懸掛於空中一公尺處的正是Willow。老實說，這與我預期的樣子大不相同。
這裡沒有螢幕或鍵盤，更遑論全息頭戴攝影機或腦波讀取晶片。
Willow是由數個圓盤組成、大小近似油桶的裝置，透過數百條黑色控制線連接至下方的青銅色液態氦浴式冷凍裝置，將量子微晶片維持在接近絕對零度千分之一的溫度。
這套設備看似帶有八〇年代風格，但如果量子技術的潛力得以實現，眼前這座由金屬與線路構成的水母狀結構，將在眾多層面重塑世界。
「歡迎來到我們的量子人工智慧實驗室，」Google量子人工智慧負責人哈特穆特·內文（Hartmut Neven）說著，引領我們穿過高安全級別的大門。
內文堪稱傳奇人物，他兼具科技天才與電子音樂愛好者雙重身分，穿著彷彿剛從火人節音樂節直衝而來——他正是該藝術節的設計師。或許在平行宇宙中，他確實如此——稍後再詳談。
他的使命是將理論物理轉化為實用量子電腦，「解決過去無法解決的問題」。他坦言自己有所偏袒，但堅稱這些「吊燈」是當今世界運行表現最佳的設備。
我們的對話中，大部分內容都涉及這間限制級實驗室中禁止拍攝的項目。這項關鍵技術受出口管制與保密條款約束，更是全球商業與經濟霸權競賽的核心。無論是新元件形狀或全球供應鏈企業，任何微小優勢都可能成為潛在籌碼。
這座高科學聖殿散發出明顯的加州風情，無論是藝術表現或色彩運用皆然。每台量子電腦都以「屋久島」或「門多西諾」等名稱命名，外層包裹當代藝術作品，牆上則有各種塗鴉風格壁畫在冬季陽光下熠熠生輝。
內文展示Google最新的Willow量子晶片，該晶片已達成兩項重要里程碑。他表示，這項成果「徹底解決」了量子電腦能否執行傳統電腦無法處理任務的爭議。
Willow更在數分鐘內解決了一道基準測試問題，若交由當今最強大電腦運算，則需耗費一京（10的25次方）年——遠超宇宙年齡。
此項理論成果近期已應用於「量子回聲演算法」，該技術運用MRI掃描儀同源科技解析分子結構，對傳統電腦而言則完全無法實現。
內文列舉了他認為Willow晶片將協助解決人類當前多項難題的應用。
「它將使我們更有效率地發現新藥物，」他說，「提升糧食生產效率，協助能源生產、運輸與儲存，乃至解決氣候變遷與飢餓問題。」
「它讓我們更深入理解自然，進而解鎖其奧秘，創造讓全人類生活更美好的科技。」
部分研究者認為，唯有量子技術才能實現真正的人工智慧。
團隊成員剛獲頒諾貝爾獎，表彰其「超導量子位元」的開創性研究。
Willow晶片擁有105個量子位元。微軟的量子計畫雖僅有8個量子位元，但採用不同技術路線。全球競賽的目標是打造具備100萬量子位元的「實用規模機器」，實現無誤差的量子化學計算與藥物設計。此項技術極其脆弱。
全球正密切關注此發展。英國國家量子技術計畫策略諮議委員會主席彼得·奈特爵士（Sir Peter Knight）表示，Willow開創了新局。
「現有設備仍處於玩具模型階段，容易出錯，需要錯誤校正。Willow首次證明可透過反覆修復輪次來實現錯誤校正，」他說。
這使得該技術有望在七年或八年內擴展至精確執行萬億次運算，大幅縮短先前預估的二十年時間。
若本世紀前二十五年以網際網路與人工智慧崛起定義，未來二十五年勢必迎來量子時代的開端。
試想在千個封閉抽屜中尋找一個網球，傳統電腦會逐一開啟，而量子電腦則能同時開啟所有抽屜。或者如同普通運算需要百把鑰匙開百扇門，量子技術卻能用一把鑰匙瞬間開啟全部。
這些設備並非人人可用，也不會縮小至手機、AI眼鏡或筆電規模。關鍵在於其運算力呈指數成長，各方勢力已紛紛投入。
當我詢問輝達執行長黃仁勳，這是否威脅其專用AI晶片模式時，他答道：「量子處理器未來將成為電腦的附加元件。」
英國該領域權威指出，量子世界真正的爭奪焦點在於：最終將能解密從國家機密到比特幣的幾乎所有資訊。
「由於量子運算威脅，所有加密貨幣都必須重新檢視，」彼得爵士表示。
輝達去年主要合作夥伴指出，比特幣雖尚有數年緩衝期，但技術須在本世紀末分叉至更強韌的區塊鏈。
科技產業消息來源提到「現在收穫、日後解密」做法，指政府機構據信正儲存全球加密資料，等待未來世代解密。
全球競賽另有不同路徑。中國的策略與美國及西方的商業競賽截然不同。
彼得爵士指出，中國在量子科技投入約150億美元（110億英鎊），規模可能等於全球其他各國政府計畫總和。
自2022年起，中國發表的量子研究論文已超過其他國家，由物理學家潘建偉帶領。這也是北京第十四個五年規劃的重點。
中國已下令百度、阿里巴巴等科技公司停止自行發展量子研究，將人力與基礎設施集中至國營企業，專注於量子通訊與衛星技術。
去年，潘建偉開發測試的祖沖之3.0量子電腦，採用類似但不同於Willow的技術，聲稱達到類似成果。秋季時已開放商用，整體發展彷彿二戰曼哈頓計畫或二十一世紀太空競賽。
英國堪稱量子研究的科學重鎮，超導量子位元的原始研究正是由英國科學家完成。此地有數十家企業與尖端研究機構，政府也計畫於近期進行重大投資。此領域對經濟、軍事及地緣政治至關重要，英國有望成為此領域第三大勢力。
回到Willow實驗室，更根本的存在性問題正被提出。內文去年曾表示，Willow前所未有的運算速度支持多重宇宙論。簡言之，這速度可解釋為Willow調用平行宇宙計算資源所致。並非所有科學家都認同此觀點。
「仍存在熱烈辯論，」他告訴我，「如你所見，量子電腦強大之處在於單一時鐘週期內能同時處理2的105次方種組合。這讓你不禁思考：這些不同的可能性源自何處？……量子力學有一種解釋方式——多世界詮釋，即平行宇宙或平行現實。」
內文謹慎表示，Willow雖未證實此說法，但「暗示我們應認真對待這個想法」。
這代表著世界科技與經濟成長的最前線，英國政府將很快投入數億英鎊以追趕Willow與中國進度。這聽來像科幻小說，卻正迅速成為經濟現實。