量子運算量子位元數量：2026年狀態報告
簡單指南，了解量子電腦今天的位置以及何時可能破解加密貨幣加密
什麼是量子位元？
將量子位元想像成量子電腦的「位元」，但更強大且更脆弱：
物理量子位元（嘈雜量子位元）
實際的硬體量子位元。它們經常出錯 - 就像在鍵盤上打字，每100個鍵中有1個按錯字母。
邏輯量子位元（糾錯量子位元）
物理量子位元組共同工作以創建一個可靠的量子位元。需要數百或數千個物理量子位元才能製造出一個真正可靠工作的邏輯量子位元。
The Goal: 要破解比特幣或以太坊加密，大約需要1,600-2,600個邏輯量子位元，這相當於大約200-400萬個物理量子位元。
各公司當前量子運算狀態
| Company | Technology | Physical Qubits (2025-26) | Logical Qubits (Current / Target) | Target Year | Key Achievement | Reference |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IBM | 超導 | 156 (Heron R2) | 1-2 / 200 | 2029 | 操作速度提高50倍。Starling系統：200個邏輯量子位元，1億次糾錯操作。System Two已部署。 | 路線圖 |
| 超導 | 105 (Willow) | 低於閾值演示 / 100+ | 2028-29 | 首次證明糾錯可擴展。 指數級錯誤減少。在<5分鐘內完成RCS基準測試（經典需10^25年）。實現聖杯。 | Willow晶片 | |
| IonQ | 離子阱 | 64 → 256 (2026) | 0 / 1,600 (2028), 40,000-80,000 (2030) | 2028-30 | 99.99%準確度（世界紀錄）。 最激進的CRQC時間表。收購了Oxford Ionics和Skyloom。如果達到目標，可能在2028-2030年破解比特幣。 | 路線圖 |
| Quantinuum | 離子阱 | 56 (Helios) | 12 / 數十個 | 2030 (Apollo) | 最高效：3個物理對應1個邏輯。 雙量子位元保真度99.921%。全連接。QV >200萬。目前最高質量。 | 網站 |
| Atom Computing | 中性原子 | 1,225 | 開發中 / 100+ | 2027-28 | 已部署最大系統。 室溫運行。與微軟合作。未來幾年將擴展到100,000個原子。 | 網站 |
| QuEra | 中性原子 | 448 (演示), 256 (商業) | 研發 / 10-100 | 2027-28 | 哈佛/麻省理工合作。448原子架構。交付給日本AIST。靈活的2D/3D原子排列。 | 網站 |
| Pasqal | 中性原子 | 1,000 → 10,000 (2026) | 開發中 / 可擴展 | 2026-28 | 激進擴展：2026年10,000個物理量子位元。 歐洲量子領導者。專注於優化和模擬。 | 網站 |
| Rigetti | 超導 | 84 (Ankaa-3) | 開發中 / 100+ | 2028-30 | 雙量子位元保真度99.5%。模組化架構。計劃：2026年1,000+物理，2030年100,000邏輯。 | 網站 |
| PsiQuantum | 光子 | 開發階段 | 0 / 100+ | 2027-28 | 最雄心勃勃：2027-28年100萬+物理光子量子位元。 室溫。使用半導體製造廠。13億美元+融資。登月賭注。 | 網站 |
| Microsoft | 拓撲 | Majorana 1原型 | 研發階段 / 待定 | 年而非十年 | 最具實驗性。 首次拓撲材料演示。如果得到證明，可能需要更少的物理量子位元。通過IonQ、Quantinuum、Atom合作對沖。 | Azure Quantum |
| D-Wave | 量子退火 | 5,000+ | 不適用（非通用） | 現已商用 | 唯一已部署的商業系統。 片上低溫控制。收購Quantum Circuits Inc。無法破解加密 - 僅優化。 | 網站 |
| Oxford Ionics | 離子阱 | 研發原型 | 不適用（被IonQ收購） | 2025年合併 | 前99.99%世界紀錄保持者。電子量子位元控制技術現為IonQ堆疊的一部分。 | 網站 |
IBM
路線圖Technology: 超導
Physical Qubits: 156 (Heron R2)
Logical Qubits: 1-2 / 200
Target Year: 2029
Achievement: 操作速度提高50倍。Starling系統：200個邏輯量子位元，1億次糾錯操作。System Two已部署。
Technology: 超導
Physical Qubits: 105 (Willow)
Logical Qubits: 低於閾值演示 / 100+
Target Year: 2028-29
Achievement: 首次證明糾錯可擴展。 指數級錯誤減少。在<5分鐘內完成RCS基準測試（經典需10^25年）。實現聖杯。
IonQ
路線圖Technology: 離子阱
Physical Qubits: 64 → 256 (2026)
Logical Qubits: 0 / 1,600 (2028), 40,000-80,000 (2030)
Target Year: 2028-30
Achievement: 99.99%準確度（世界紀錄）。 最激進的CRQC時間表。收購了Oxford Ionics和Skyloom。如果達到目標，可能在2028-2030年破解比特幣。
Quantinuum
網站Technology: 離子阱
Physical Qubits: 56 (Helios)
Logical Qubits: 12 / 數十個
Target Year: 2030 (Apollo)
Achievement: 最高效：3個物理對應1個邏輯。 雙量子位元保真度99.921%。全連接。QV >200萬。目前最高質量。
Atom Computing
網站Technology: 中性原子
Physical Qubits: 1,225
Logical Qubits: 開發中 / 100+
Target Year: 2027-28
Achievement: 已部署最大系統。 室溫運行。與微軟合作。未來幾年將擴展到100,000個原子。
QuEra
網站Technology: 中性原子
Physical Qubits: 448 (演示), 256 (商業)
Logical Qubits: 研發 / 10-100
Target Year: 2027-28
Achievement: 哈佛/麻省理工合作。448原子架構。交付給日本AIST。靈活的2D/3D原子排列。
Pasqal
網站Technology: 中性原子
Physical Qubits: 1,000 → 10,000 (2026)
Logical Qubits: 開發中 / 可擴展
Target Year: 2026-28
Achievement: 激進擴展：2026年10,000個物理量子位元。 歐洲量子領導者。專注於優化和模擬。
Rigetti
網站Technology: 超導
Physical Qubits: 84 (Ankaa-3)
Logical Qubits: 開發中 / 100+
Target Year: 2028-30
Achievement: 雙量子位元保真度99.5%。模組化架構。計劃：2026年1,000+物理，2030年100,000邏輯。
PsiQuantum
網站Technology: 光子
Physical Qubits: 開發階段
Logical Qubits: 0 / 100+
Target Year: 2027-28
Achievement: 最雄心勃勃：2027-28年100萬+物理光子量子位元。 室溫。使用半導體製造廠。13億美元+融資。登月賭注。
Microsoft
Azure QuantumTechnology: 拓撲
Physical Qubits: Majorana 1原型
Logical Qubits: 研發階段 / 待定
Target Year: 年而非十年
Achievement: 最具實驗性。 首次拓撲材料演示。如果得到證明，可能需要更少的物理量子位元。通過IonQ、Quantinuum、Atom合作對沖。
D-Wave
網站Technology: 量子退火
Physical Qubits: 5,000+
Logical Qubits: 不適用（非通用）
Target Year: 現已商用
Achievement: 唯一已部署的商業系統。 片上低溫控制。收購Quantum Circuits Inc。無法破解加密 - 僅優化。
Oxford Ionics
網站Technology: 離子阱
Physical Qubits: 研發原型
Logical Qubits: 不適用（被IonQ收購）
Target Year: 2025年合併
Achievement: 前99.99%世界紀錄保持者。電子量子位元控制技術現為IonQ堆疊的一部分。
技術類型說明：
超導
超低溫電路（比太空更冷）。快速閘門但需要極端冷卻。
離子阱
由激光保持的單個原子。非常準確但操作較慢。
中性原子
激光阱中的原子陣列。高度可擴展，可在較高溫度下運行。
光子
使用光粒子。室溫潛力，使用標準晶片製造廠。
拓撲
理論上。量子位元固有地防止錯誤（如果有效）。
量子退火
僅專門用於優化。不是通用量子運算。
定義和術語
| Term | Simple Explanation |
|---|---|
| 物理量子位元 | 實際的硬體量子位元。容易出錯（就像鍵盤中每100個鍵就有1個失敗）。 |
| 邏輯量子位元 | 由100-1000個物理量子位元共同工作製成的糾錯量子位元。 |
| 低於閾值 | 關鍵里程碑，添加更多量子位元會減少錯誤（Google Willow在2024年實現）。 |
| FTQC（容錯量子運算） | 可以無限期運行而不累積錯誤的量子電腦。最終目標。 |
| 閘保真度 | 量子操作的準確性。99.99%（「四個九」）是實用糾錯的閾值。 |
| CRQC | 密碼學相關量子電腦 - 足夠強大以破解當前加密標準。 |
| 表面碼 | 將物理量子位元組織成2D網格的糾錯技術。每個補丁 = 1個邏輯量子位元。 |
| 量子體積（QV） | 整體性能測量（不僅僅是量子位元數 - 包括質量、連接性、錯誤率）。 |
數據來源
- 公司路線圖和官方公告（IBM、Google、IonQ、Quantinuum等）
- Nature期刊出版物（Google Willow、哈佛/麻省理工研究）
- The Quantum Insider行業分析
- NIST後量子密碼學標準（FIPS 203-205）
- Riverlane QEC報告2025
Last Updated: 2026年1月27日