2025年9月25日，量子计算和网络行业的先驱IonQ宣布了一项具有里程碑意义的成就：其第五代量子计算机IonQ Tempo系统已成功实现了算法量子比特(#AQ) 64的破纪录性能，比原定路线图提前了整整三个月，其计算空间比IBM当前公开的量子系统大36万亿倍。这一成就不仅使IonQ成为唯一一家达到#AQ 64标准的公司，重新定义了实用化量子系统的性能边界，更标志着量子计算正从理论实验阶段加速迈向具备明确商业价值的实用阶段。
核心突破：#AQ 64的意义与指数级影响#
AQ（Algorithmic Qubit，算法量子比特）是一种关键的性能基准，旨在衡量量子系统在运行日益复杂且规模不断增加的量子算法时，仍能保持高保真度的能力。与单纯强调物理量子比特数量的指标不同，#AQ专注于量化量子系统的有用计算能力，即系统能够成功执行的、对客户具有实际意义的量子电路的深度和宽度。
这种以结果为导向的指标选择，是IonQ技术哲学的体现。IonQ承认#AQ在概念上与Quantum Volume (QV) 有相似之处，但#AQ摒弃了QV采用的随机电路测试方法，而是选择通过运行与商业应用紧密相关的算法来进行基准测试。QV 基准测试由 IBM 开发，用于表示机器的性能，考虑量子比特计数、相干时间、量子比特连接和错误率等因素。用IBM 的话来说：“量子体积越高，跨行业、政府和研究探索现实世界问题解决方案的潜力就越大。”
例如，一个具备22算法量子比特能力的系统，其Quantum Volume约为4194304。IonQ将QV转化为更易于理解和商业评估的量子比特单位，凸显了系统处理实际工作负载时的能力。对于采用基于离子阱架构的IonQ系统而言，这种架构天然具备全连接拓扑和高门操作保真度的优势。全连接特性最大限度地减少了量子比特间通信所需的额外操作和错误积累，这对于保持复杂电路运行所需的高保真度至关重要，从而直接促成了#AQ值的迅速增长。
性能的指数级飞跃与量化对比
#AQ值的指数级增长是量子计算实用化进程中的核心驱动力。根据IonQ的定义，#AQ值每增加一次，运行量子算法的有用计算空间就会翻倍。这种指数级扩展意味着性能的提升不是线性的，而是几何级的。
●量化飞跃：
Tempo系统从2024年初实现的#AQ 36飞跃到当前的#AQ 64，意味着在不到一年内，其性能维度实现了倍的增长，这一数值高达268435456倍。这意味着系统在处理复杂问题时，可探索的解决方案空间扩大了超过2.68亿倍。
●竞争格局重塑：
IonQ明确将#AQ 64的成就置于行业竞争的背景下。Tempo系统通过#AQ 64实现的计算空间，比IBM当前公开的量子系统大36万亿倍。尽管IBM等公司通常使用QV或CLOPS等指标来衡量系统性能，但IonQ这一巨大的数字对比，成功地将行业讨论的焦点从原始硬件能力转移到了实用计算的规模上。对于潜在的商业用户而言，36万亿倍的计算空间差异，清晰地界定了IonQ在处理超越经典计算能力极限的大规模问题上所拥有的绝对领先优势。
