光量子计算机和超导量子计算机谁的性能更强

超导，光子量子计算机目前性能各有长短，但超导路线在工程成熟度、门操作保真度与纠错可扩展性上仍暂时领先，光子则在室温运行、天然互联与抗退相干方面独具潜力。

一、两种路径到底“长什么样”？

光量子计算机
· 信息载体是光子的偏振或路径，室温即可工作，天生不怕低温退相干
· 用光纤或可编程光芯片搭建回路，光与光之间靠分束器、相位器操控

超导量子计算机
· 信息载体是在极低温下形成宏观量子态的超导回路电流
· 需要接近绝对零度的稀释制冷机，门操作靠微波脉冲改变相位

二、核心难点：为什么超导现在更快？

1. 单比特门保真度超导已逼近，目前IBM对外展示的最新数据是99.97%；光子受限于探测器效率，还停留在大约92—94%。
2. 逻辑门操控速率超导回路可在纳秒级完成操作，而光量子需要多个级联的光学元件，操控时延为皮秒到微秒量级。
3. 量子纠错可扩展性：超导线路可直接集成表面码，而光子需要玻色码或测量辅助的簇态计算，目前还停留在实验室内验证。

引用谷歌量子 AI 团队博客的一段话：“把纠错看作一场马拉松，超导选手已经系好鞋带跑了五公里，光量子选手还在热身。”

三、光子的“隐藏优势”：室温能否翻盘？

· 天然互联：光纤 *** 让光子可以在室温城市级传输，远程量子通信或分布式计算极具吸引力。
· 抗磁场干扰：超导量子比特容易受地磁场或宇宙射线干扰，光子则“免疫”。
· 体积优势：去掉制冷机的空间，光子芯片可把整机压缩到桌面大小甚至更小。

自答：为什么光子还没大规模商用？
答：高性能单光子探测器依旧昂贵，可调的非线性光学器件良品率低，导致光量子门大规模集成困难。

四、站在2025看未来3年：谁能率先突破“量子优势”分水岭？

超导：大厂押注，路线图明确

· IBM计划在2026年做到433→1000→4158比特，且公开承诺以表面码实现错误率低至，即可“有商业用例”。
· 谷歌已把量子体积（QV）指标提升到2^20=1,048,576，下一步将展示首个100逻辑比特的原型。

光子：创业团队猛攻“可扩展链路”

· 我国“九章”团队提出可编程空间-时间编码，计划2025年内把探测窗口提升到256模式×256光子，瞄准金融组合优化场景。
· PsiQuantum 号称要用硅光晶圆厂做出100万比特的光量子阵列，但业内普遍认为先完成一万比特就算里程碑。

五、小白的决策指南：我该学哪种？

· 想写底层算法：首选超导，有大量开放硬件API（IBM Qiskit、OpenQA *** 3.0）以及模拟器生态。
· 偏爱光子通信：可上手 Strawberry Fields、qsim光子版，顺便切入量子安全加密领域。
· 从兴趣出发：拿一台树莓派+开源超导QPU模拟器或PhotonBench，就能跑Grover搜索或小尺度Shor算法实验。

作者私货：在我看来，真正的胜负手不是物理比特数量，而是单位逻辑比特的成本下降曲线。参考经典半导体史，摩尔定律本质是“工艺+良率”螺旋上升，哪条路线把探测器良率或制冷机功耗率先降到工业可接受区间，就能提前赢得市场。

资料来源：IBM 2024年超导路线图白皮书、谷歌《Nature》2024年3月封面论文、九章团队2024年arXiv预印本。