前不久，中科酷原科技（武漢）有限公司發布了全球首臺雙核中性原子量子計算機“漢原2號”，其搭載的物理比特達到200個。同時，中國科學技術大學潘建偉團隊也宣布成功研制出1024個量子壓縮態輸入、8176模式的可編程量子計算原型機“九章四號”，首次操縱和探測高達3050個光子的量子態。
“十五五”規劃綱要將量子科技列為重點培育的未來產業。專家表示，隨著相關研究的深入推進，曾經遙不可及的量子計算，如今正加速照進現實。
實用化進程加速
最高可實現120個物理量子比特！最近國開啟科量子技術（安徽）有限公司研發的新一代離子阱量子計算原型機“天算1號”交出了一份沉甸甸的成績單。
這意味著什么？實現“量子優越性”，即量子計算機在某個特定問題上展現出經典計算機無法企及的計算能力，是檢驗量子計算可行性的一個里程碑式轉折點。2019年谷歌公司宣布研制出53個量子比特的計算機“懸鈴木”，在全球首次實現了“量子優越性”。
“當時，‘懸鈴木’對一個數學問題的計算只需200秒，而世界最快的超級計算機需要2天。”啟科量子聯合創始人兼CTO陳柳平告訴記者，量子比特是量子計算中用于編碼數據的基本信息單位，理論上每增加一個量子比特，計算能力就會實現指數級增長。“今明兩年公司計劃攻堅光電融合芯片，推動量子計算機小型化，并力爭實現200個物理量子比特的分布式系統。”
中性原子量子比特、離子阱量子比特、光量子比特、超導量子比特……這些都是實現容錯通用量子計算機的主流技術路線。“當前，量子計算硬件呈現多技術路線并行發展格局，它們各有所長。”中科酷原科技（武漢）有限公司總經理湯彪舉例，中性原子技術路線主要面向通用可編程計算，采用光量子技術路線的“九章四號”則更擅長解決“高斯玻色采樣”這一特定數學問題。“九章四號”將可操縱的光量子比特規模提升至3050個，再次刷新世界紀錄，意味著可處理的量子態空間又上了一個數量級。
伴隨著關鍵性能指標的躍升，量子計算實用化進程正加速推進。“如今，量子計算正從‘比拼指標’逐漸走向‘專用價值’。”湯彪表示，未來，當量子計算機在分子模擬、組合優化等特定問題上，能夠穩定地完成經典計算機做不到或做起來不劃算的任務時，那便是它從“玩具”蛻變為“工具”的標志性一躍。屆時，中性原子等具備規模化潛力的技術路線會進一步顯現工程價值。
規模化商用尚需時日
前景雖明朗，但量子計算實現規模化商用尚需時日。
“當前，全球量子計算整體處在‘含噪聲的中等尺度量子’階段。”中國科學院物理研究所博士后梁珪涵表示，雖然采用超導、光量子、離子阱、中性原子等技術路線的量子計算原型機已通過云服務方式向科研機構和部分企業開放試用，并在量子模擬、組合優化等特定問題上開展了“量子—經典混合”計算探索。但迄今為止，量子計算機尚未在實際業務場景中展現出相對經典計算的穩定、可擴展的經濟性優勢，距離真正的商用算力交付仍有一定距離。
這一判斷與湯彪不謀而合，他認為：“目前，真正進入實際業務場景、產生確定收益的案例并不多，只有少數前沿用戶先用了起來，在特定問題上探索價值，形成穩定的商業閉環還需時間。”
是什么放慢了量子計算商業化的腳步？陳柳平認為，如果是狹義上的商業化，即把產品賣出去、提供基礎算力服務，那很多企業都已實現商業化落地。然而，截至目前，量子計算尚未在人工智能、生物制藥、加解密等實際應用中展現出無可替代的價值，也未產生能夠真正解決行業痛點的現象級應用。
從實驗室到工程產品，中間橫亙著一些不易攻克的難題。比如，目前大多數量子計算機硬件的量子比特數量還較少。業內普遍認為，只有物理比特數量超過1000個，量子計算機才能真正實現求解AI模型訓練等實用化問題。此外，量子軟件與現有經典計算等技術的融合也不夠充分。
“現在，量子計算正處在從原型機走向專用機的關鍵轉折期。”湯彪表示，當前量子計算最大的不確定性來自兩方面，一是容錯能力——不斷擴大量子比特規模的同時怎么降低錯誤率，這是實現通用量子計算必須跨越的一個難關；二是應用生態——能否誕生真正的“殺手級”應用，這是量子計算從“科研原型”走向實際可用要掃清的另一個關鍵障礙。
盡管困難重重，但產業界近兩年取得顯著進展，多家機構預測2030年前后容錯量子計算機有望初步實現。從企業來看，IBM計劃2029年推出首臺大規模容錯量子計算機，谷歌預計在未來5年內推出商業化的量子計算應用。
“行業普遍預計，2026年至2030年將是量子計算的關鍵轉折期，這5年容錯量子計算技術將有更多商業場景落地，屆時現象級應用有望出現。”陳柳平稱。
成果轉化呼喚耐心資本
把量子計算機造出來，只是科研和工程上的勝利；而讓它真正用起來、產生價值，不僅要有易用的軟件棧，還要有既懂產業又懂技術的復合型人才，能把客戶的真實問題“翻譯”成量子算法能處理的形式。而后者，往往比造一個量子計算機更難。
湯彪認為，“任何顛覆性技術都要經歷這一階段，關鍵是要盡早讓真實用戶接觸真實機器，在用的過程中暴露問題、培養人才、沉淀場景”。
從“造出來”到“用起來”，量子計算實用化也呼喚更多耐心資本。陳柳平以量子計算公司D-Wave為例，該公司迄今已獲得超過20年的持續資本投入。國內社會資本很多采用“5+2”或“5+3”的退出周期，地方政府引導基金也多為“7+2”或“7+3”，遠遠短于量子科技從研發到大規模商業化所需的實際周期。
湯彪對此也深有感觸，“量子科技是典型的長周期硬科技，從科研突破到產業化往往需要10年以上。希望相關考核和資金支持的周期能和技術規律匹配，少一些短期擺動”。
從創新鏈到產業鏈，科技成果的每一次“轉身”都面臨重重關口。“從原理樣機到工程樣機、從工程樣機到批量產品，目前雖然已有相關政策和資金支持，仍需進一步強化。”梁珪涵建議，設立量子工程化專項，支持從實驗室樣機到工程樣機的中間環節，填補基礎研究經費和產業資本之間的空隙；同時，加快量子科技標準體系建設。（記者 沈慧）
轉自：中國經濟網-《經濟日報》
【版權及免責聲明】凡本網所屬版權作品，轉載時須獲得授權并注明來源“中國產業經濟信息網”，違者本網將保留追究其相關法律責任的權力。凡轉載文章及企業宣傳資訊，僅代表作者個人觀點，不代表本網觀點和立場。版權事宜請聯系：010-65363056。
延伸閱讀
