量子计算突围路线图
发布时间:2026-01-29 05:29:53

  中国量子信息科学奠基人、中国科学院院士郭光灿认为,经过奋力追赶,中国量子计算产业已从跟跑中站稳脚跟,进入第一方阵。全球量子计算核心技术竞争,本质是技术突破、供应链安全与标准制定的综合较量。当前,美国正通过供应链管控巩固优势,欧盟、日本也在加紧布局争夺标准话语权。这对我国研发速度与产业链协同提出前所未有高要求,中国产学研各界要更加坚定地凝聚起“自主可控”的核心共识。

  在南京举办的 2025 江苏产学研合作对接大会上,工作人员向游客讲解 100 比特超导量子计算机(2025年9月11日摄)

  美国、欧盟、日本等已将量子计算上升为国家战略,通过立法、巨额投资与国际协作展开系统性布局。美国出台《国家量子倡议法案》,在七年内累计投资达60.78亿美元;欧盟通过“量子技术旗舰计划”,在2018~2027年十年间计划投入约11亿美元;日本将2025年定调为“量子产业化元年”,投资1.05万亿日元;2025年韩国也划拨了1980亿韩元预算投入量子科技。

  以操作系统为核心构建生态。美欧企业及联盟将操作系统作为生态核心,如IBM的Qiskit、谷歌的Cirq、欧盟“量子互联网联盟”的QNodeOS,通过开源框架、软件层等推动技术标准化与生态协同。同时,加快产业布局,IBM聚焦超导路线,推出“夜鹰”“秃鹫”等系列处理器;美国量子计算初创公司PsiQuantum积极布局百万量子比特级容错计算,建设大规模低温工厂。

  通过云平台快速扩张,聚焦重点产业加速应用探索。美国IBM量子云平台已服务近300家《财富》世界500强企业,用户规模达60万;欧盟则通过整合六国超算资源建设“欧洲量子计算机网络”,强化算力支撑。美国在高盛、默克等企业推动下,探索金融、化工领域算法,欧盟开发量子材料模拟软件,服务新能源产业。

  中国科学技术大学教授郭国平介绍,坚持软硬件协同攻坚是核心做法之一。我国自主量子计算机操作系统“本源司南”与“本源悟空”量子计算机实现深度适配,形成了全链条自主可控的技术体系,为不同技术路线的量子硬件提供统一软件支撑。该系统已实现量超智融合,能高效管理量子算力,并配套形成覆盖全流程的开发工具链。

  我国量子计算云平台发展迅速,成为降低量子算力使用门槛、推动技术普惠与商业化探索的核心载体。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员林志荣说,我国的量子计算云平台在生态构建与市场接入方面加快迭代,影响力持续扩大。以接入国家超算互联网的“本源悟空”平台为例,其访问量已超4000万次,覆盖全球超160个国家和地区,正在金融、人工智能等场景中积累应用经验。

  核心技术壁垒源于量子计算极高的专业性。郑州大学教授郭海中说,量子芯片、测控系统、操作系统等关键环节,需要长期技术积累与巨额研发投入,且软硬件深度耦合,欧美通过数十年布局,已由IBM、谷歌等机构形成技术代差。相比之下,中国在高一致性量子比特制备、长相干时间控制、规模化集成制造工艺,以及底层软件与硬件协同优化能力方面仍存在短板,工程化与产业化经验不足。

  生态壁垒源于软硬件协同的依赖性。杨杨说,全球领先企业通过构建“三硬三软”完整生态,形成用户黏性与技术护城河,比如IBM凭借芯片、Qiskit框架与云平台的协同,占据了全球大半开发者资源。相较之下,中国企业在通用软件工具链、开发者社区规模以及跨平台兼容性方面仍较薄弱,生态尚未形成“正反馈”循环,难以快速聚集全球用户与创新资源。

  南京大学教授于扬说,应从国家层面统筹协调,按“统筹攻关、产业培育、要素保障、开放合作”构建支撑体系,对三大“必备能力”实施“揭榜挂帅”联合攻关,引导各地形成差异化产业集群;科研机构聚焦“必备能力”筑牢源头创新,统筹多技术路线布局,完善“科研—工程化”协同模式;企业锚定市场需求推动成果转化,平台型企业打造全栈解决方案,“专精特新”企业补齐细分短板;地方政府立足资源禀赋精准定位,避免重复建设,强化跨区域协同。

  强化核心技术攻关,培育“科研—产业”共享生态。郭光灿说,技术攻关的核心是,突破含噪声中等规模量子(NISQ)阶段向通用容错量子计算过渡的瓶颈,推动量子芯片走向规模化量产,并加速量子纠错等关键技术成熟。同时,依托“本源悟空”等自主量子计算机,强化量子云平台“量子+经典”混合算力输出能力,推动开源社区建设与产业联盟协同,形成“科研—产业”共享生态,在生物医药、金融等重点领域打造规模化应用示范场景,全面激活量子产业发展动能。

  鼓励高校与科研机构开设交叉学科专业,加大软硬件协同的复合型人才培养。中国海洋大学教授顾永建正推动一项“从娃娃抓起”的人才计划——“娃娃”指的是理工科本科生。通过创办“量子人工智能微专业”,邀请企业工程师进课堂,送学生到产业一线实习,弥合学界与业界鸿沟,为产业的可持续发展筑牢根基。郭国平建议,构建多层次量子计算教育体系,推进校企联合订单式培养,重点培育兼具量子物理、经典软件与行业认知的复合型工程人才。(何曦悦)

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