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量子计算量子比特数量：2026年状态报告

简明指南，了解量子计算机的现状以及何时可能破解加密货币加密

什么是量子比特？

把量子比特想象成量子计算机的"比特"，但更强大也更脆弱：

Physical Qubits（物理量子比特，又称噪声量子比特）

实际的硬件量子比特。它们经常出错——就像在键盘上打字，每100次按键就有1次按错字母。

Logical Qubits（逻辑量子比特，又称纠错量子比特）

多个物理量子比特协同工作创建一个可靠的量子比特。需要数百甚至数千个物理量子比特才能制造出一个真正可靠工作的逻辑量子比特。

The Goal: 要在实用运行时间（约2小时）内破解Bitcoin或Ethereum加密，需要约6,500个逻辑量子比特，按传统表面码换算约需800万个物理量子比特。然而，基于QLDPC的新架构（Iceberg Quantum，2026年2月）已表明RSA-2048可用不到100,000个物理量子比特破解——降低了10倍。如果类似技术适用于ECDSA，比特币的门槛可能远低于此前的预估。常被引用的"约2,330个逻辑量子比特"数字是理论最小宽度设计，但运行时间长得不切实际。

各公司当前量子计算状态

IBM

路线图

Technology: 超导

Physical Qubits: 156（Heron R2）

Logical Qubits: 1-2 / 200

Target Year: 2029

Achievement: 操作速度提高50倍。Starling系统：200个逻辑量子比特，1亿次纠错操作。Blue Jay：2033年前达到2,000个逻辑量子比特。System Two已部署。

Google

Willow芯片

Technology: 超导

Physical Qubits: 105（Willow）

Logical Qubits: 低于阈值演示 / 100+

Target Year: 2028-29

Achievement: 首个证明纠错可扩展（2024年12月）。从距离-3到距离-7实现指数级错误减少。强化学习驱动的自校准（错误率提升3.5倍）。

IonQ

路线图

Technology: 离子阱

Physical Qubits: 36（Forte），256（2026年计划）

Logical Qubits: 0 / 1,600（2028），200万物理（2030）

Target Year: 2028-30

Achievement: 99.99%双量子比特门保真度（世界纪录，2025年10月）。来自Oxford Ionics收购的EQC技术（电子控制，非激光）。可在多普勒极限以上工作。Beam Search解码器：错误减少17倍，标准CPU上<1毫秒。2026年计划推出99.99%保真度的256量子比特系统。收购Skyloom（天基网络）。此保真度下物理-逻辑比低至13:1。

Quantinuum

网站

Technology: 离子阱

Physical Qubits: 98（Helios）

Logical Qubits: 48（距离-2，仅检测）/ 数百个

Target Year: 2030（Apollo）

Achievement: 当前部署系统质量最高。99.921%双量子比特保真度（部署系统业界最佳）。QV >200万。通过Iceberg码以2:1比率实现48个逻辑量子比特（错误检测，非纠正）。2026年1月提交200亿美元以上IPO申请。

USTC（中国）

PRL

Technology: 超导

Physical Qubits: 107（祖冲之3.2）

Logical Qubits: 低于阈值演示 / 扩展中

Target Year: 与Google持平

Achievement: 全球第四个实现低于阈值QEC的团队（2025年12月）。美国以外首个。错误抑制因子1.40，距离-7表面码。全微波泄漏抑制（减少72倍）。

Infleqtion

网站

Technology: 中性原子

Physical Qubits: 1,600（Sqale）

Logical Qubits: 12（错误检测+损耗纠正）/ 30（2026），1,000（2030）

Target Year: 2026-30

Achievement: 99.5%双量子比特门保真度。1,600个原子（商业中性原子记录）。首次在逻辑量子比特上执行Shor算法（2025年9月）。已演示12个逻辑量子比特。将登陆NYSE:INFQ。NVIDIA NVQLink集成。伊利诺伊州量子中心5000万美元合作项目。

Atom Computing

网站

Technology: 中性原子

Physical Qubits: 1,180（第一代）

Logical Qubits: 开发中 / 100+

Target Year: 2027-28

Achievement: 99.6%双量子比特门保真度。室温运行。与Microsoft合作推进容错量子计算。未来几年将扩展至100,000个原子。

QuEra

网站

Technology: 中性原子

Physical Qubits: 260（Gemini），448（演示）

Logical Qubits: 研发 / 10-100

Target Year: 2027-28

Achievement: 99.5%双量子比特门保真度。Harvard/MIT合作。448原子容错架构，实现2.14倍低于阈值QEC（2025年11月，Nature）。向日本AIST交付了具备纠错能力的机器。

Pasqal

网站

Technology: 中性原子

Physical Qubits: 1,000至10,000（2026）

Logical Qubits: 开发中 / 可扩展

Target Year: 2026-28

Achievement: 激进扩展：2026年实现10,000个物理量子比特。欧洲量子领导者。专注于优化和模拟。

Rigetti

网站

Technology: 超导

Physical Qubits: 84（Ankaa-3）

Logical Qubits: 开发中 / 100+

Target Year: 2028-30

Achievement: 99.5%双量子比特保真度。模块化架构。计划：2026年1,000+物理量子比特，2030年100,000逻辑量子比特。

PsiQuantum

网站

Technology: 光子

Physical Qubits: 开发阶段

Logical Qubits: 0 / 100+

Target Year: 2027-28

Achievement: 最雄心勃勃：2027-28年实现100万+物理光子量子比特。室温运行。采用半导体晶圆厂（GlobalFoundries）制造。10亿美元以上E轮融资。AMD/Xilinx老将Victor Peng被任命为CEO（2026年2月），主导部署阶段。在澳大利亚和芝加哥均有建设中的选址。

Microsoft

Azure Quantum

Technology: 拓扑

Physical Qubits: Majorana 1原型

Logical Qubits: 研发阶段 / 待定

Target Year: 以年计而非以十年计

Achievement: 首次演示Majorana量子比特读出（QuTech，2026年2月，Nature）：通过量子电容进行单次奇偶测量，相干时间>1毫秒。首个拓扑材料演示（2025年2月）。如获验证，可能需要更少物理量子比特。通过与IonQ、Quantinuum、Atom Computing合作来对冲风险。

D-Wave

网站

Technology: 混合（退火+门模型）

Physical Qubits: 5,000+（退火）

Logical Qubits: 不适用（退火），门模型开发中

Target Year: 2026门模型

Achievement: 以5.5亿美元收购Quantum Circuits Inc（2026年1月）。业界首创片上低温控制。计划2026年推出双轨门模型系统。退火系统无法破解加密。

Oxford Ionics

网站

Technology: 离子阱

Physical Qubits: 研发原型

Logical Qubits: 不适用（已被IonQ收购）

Target Year: 2025年合并

Achievement: 前99.99%世界纪录保持者。电子量子比特控制技术现已成为IonQ技术栈的一部分。

blueqat

EE Times

Technology: 硅（半导体）

Physical Qubits: 桌面原型

Logical Qubits: 早期阶段

Target Year: 2030：100量子比特

Achievement: 桌面级硅量子计算机，售价67万美元。利用现有半导体晶圆厂（摩尔定律经济学）。2026年1月在CES相关活动上展出。

Equal1

TQI

Technology: 硅（CMOS）

Physical Qubits: Bell-1（发货中）

Logical Qubits: 早期阶段

Target Year: 扩展中

Achievement: 2026年1月筹集6000万美元。机架式，可用于数据中心。无需稀释制冷机。已向ESA航天HPC中心发货。标准半导体制造。

SQC

Nature

Technology: 硅（原子）

Physical Qubits: 11

Logical Qubits: 研发 / 扩展中

Target Year: 2030+

Achievement: 硅中实现99.99%单量子比特和99.90%双量子比特门保真度（2025年12月，Nature）。660毫秒相干时间。利用半导体制造技术。

技术类型说明

超导

超低温电路（比太空更冷）。门操作快速（20-100纳秒），但需要在稀释制冷机中进行极端冷却。主导架构：IBM、Google、USTC。

离子阱

用电磁场捕获的单个原子，用激光控制。非常精确（最佳门保真度），但操作较慢（1-100微秒）。领导者：IonQ、Quantinuum。

中性原子

光学镊子（聚焦激光束）中的原子阵列。高度可扩展（Caltech于2025年9月创下6,100量子比特记录）。可在比超导更高的温度下运行。领导者：Atom Computing、QuEra、Pasqal。

光子

使用光粒子（光子）。室温潜力，与标准芯片制造兼容。支持量子计算机之间的网络连接。领导者：PsiQuantum、Xanadu。

拓扑

理论方法，量子比特通过其物理结构天然受到错误保护。每个逻辑量子比特可能需要的物理量子比特数量少得多。Microsoft是主要支持者；仍处于早期阶段。

硅/半导体

使用现有半导体制造在标准硅芯片上构建量子比特。具有摩尔定律式扩展和成本降低的潜力。领导者：blueqat、Equal1、SQC、Intel。

量子退火

仅专门用于优化问题。不是通用量子计算。无法运行Shor算法，因此无法破解加密。D-Wave正在转型以同时包括门模型计算。

定义和术语

TermSimple Explanation
Physical Qubits（物理量子比特）实际的硬件量子比特。容易出错（就像键盘中每100个键就有1个失败）。
Logical Qubits（逻辑量子比特）由数百到数千个物理量子比特协同工作制成的纠错量子比特。运行Shor算法所需的类型。
Below Threshold（低于阈值）关键里程碑，添加更多量子比特会减少错误。Google Willow于2024年12月实现。此后又有三个团队确认（Quantinuum、Harvard/QuEra、USTC）。
FTQC（Fault-Tolerant Quantum Computing，容错量子计算）可以无限期运行而不累积错误的量子计算机。密码分析的最终目标。
Gate Fidelity（门保真度）量子操作的准确性。99.9%+（"三个九"或更好）是实用纠错的阈值。当前最佳：99.99%（IonQ EQC，实验室原型）。部署系统最佳：99.921%（Quantinuum Helios）。
CRQCCryptographically Relevant Quantum Computer（密码学相关量子计算机）——足够强大以运行Shor算法并破解ECDSA/RSA加密。目前尚不存在。
Surface Code（表面码）最常见的纠错技术。将物理量子比特排列成2D网格。每个量子比特块形成一个逻辑量子比特。更高的"距离"（更大的块）意味着更低的错误率。
QLDPC Codes（量子低密度奇偶校验码）Quantum Low-Density Parity-Check码。一种较新的纠错技术，每个码块可编码多个逻辑量子比特，开销远低于表面码（例如，约860个物理量子比特可编码14个逻辑量子比特，而距离-16的表面码每511个物理量子比特仅编码1个）。需要非局部连接，但可将所需物理量子比特总量降低约10倍。
Lattice Surgery（格子手术）表面码计算的基本操作。分割、合并和操纵逻辑量子比特。ETH Zurich于2026年2月首次在超导量子比特上演示。
Quantum Volume（量子体积，QV）一种整体性能测量，将量子比特数量、质量、连接性和错误率组合成单个数字。Quantinuum Helios目前保持QV >200万的记录。
ECDSA / secp256k1Bitcoin和Ethereum使用的数字签名算法和特定曲线。在足够强大的量子计算机上容易受到Shor算法攻击。
Shor's Algorithm（Shor算法）一种量子算法，通过以指数级速度解决因式分解和离散对数问题来破解RSA和ECDSA，比任何经典计算机都快。
HNDLHarvest Now, Decrypt Later（现在收获，以后解密）。对手今天存储加密数据以备将来量子解密。美联储已确认这正在积极发生于区块链数据。
PQCPost-Quantum Cryptography（后量子密码学）。设计用于抵御经典和量子攻击的新算法。NIST于2024年8月标准化了三种：ML-KEM、ML-DSA、SLH-DSA。

数据来源

  • 公司路线图和官方公告（IBM、Google、IonQ、Quantinuum、Infleqtion、D-Wave、PsiQuantum等）
  • Nature期刊出版物（Google Willow、Harvard/MIT/QuEra、USTC祖冲之3.2、SQC硅量子比特、Stanford腔阵列、QuTech Majorana量子比特读出）
  • Nature Electronics出版物（QuTech QARPET交叉棒芯片）
  • Nature Physics出版物（ETH Zurich格子手术、Tokyo恒定开销QEC）
  • ePrint / arXiv预印本（Kim等人2026/106、Iceberg Quantum Pinnacle Architecture 2602.11457、IonQ Beam Search解码器、Shor可靠性增强）
  • The Quantum Insider行业分析
  • Riverlane QEC报告2025（120篇论文，25位专家包括诺贝尔奖得主John Martinis）
  • NIST后量子密码学标准（FIPS 203-205）
  • a16z crypto量子计算分析（2025年12月）
  • 美联储HNDL研究（2025年10月）

Last Updated: 2026年2月16日