日前，根據(jù)安徽省量子計算工程研究中心數(shù)據(jù)，中國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”自2024年1月6日上線運行以來，已為全球143個國家和地區(qū)的用戶成功完成超50萬個量子計算任務，全球訪問量突破2900萬次，刷新我國自主量子算力服務規(guī)模紀錄。

  在科技飛速發(fā)展的今天，算力正成為越來越重要的資源，而量子計算技術(shù)有望實現(xiàn)算力的大幅度提升，也正逐步從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化。

  據(jù)了解，量子是現(xiàn)代物理的重要概念，用來描述很多看起來連續(xù)的物理量在微觀世界都會出現(xiàn)的不連續(xù)分離化情況。比如，光在微觀世界就會變成一份份不可分割的最小單位光量子。這些最小單位具備很多神奇的特性，量子計算就是活用了量子的疊加效應。

  量子比特作為量子計算中用于編碼數(shù)據(jù)的基本信息單位，與經(jīng)典計算機中只能表示0或1的二進制位比特不同。量子疊加導致的不確定性，讓量子世界處在“不一定是0，也不一定是1，二者皆有可能”的狀態(tài)，因此量子比特可以同時處于0和1的疊加狀態(tài)。一塊有n個量子比特的芯片，能在同一時間包含2的n次方個數(shù)據(jù)，相較于二進制比特在某些方面有顯著的優(yōu)勢。

  “現(xiàn)有計算機的一個CPU核，在某一時刻，只能處理一件事情。而量子計算機，在某一時刻，卻能同時處理2件以上的事。假定一個量子比特可以同時處理兩件事，2個就可以辦2×2件事，3個就可以辦2×2×2件事……例如，‘本源悟空’共有72個量子比特，也就是說，這臺量子計算機可以在某一時刻，同時處理2的72次方件事情。這種疊加特性使得量子計算機能夠并行處理大量數(shù)據(jù)，在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和復雜運算時具有指數(shù)級的優(yōu)勢。”本源量子副總裁竇猛漢介紹說。

  “如果拿量子計算機處理數(shù)據(jù)的能力與電子計算機相比，就好比電子計算機與算盤的區(qū)別。”安徽省量子計算工程研究中心副主任趙雪嬌對記者表示。

  業(yè)內(nèi)專家表示，目前主流量子比特技術(shù)路線包括超導、離子阱、光量子和中性原子等。其中，超導量子計算技術(shù)主要利用超導材料制成的電路在極低溫下呈現(xiàn)出的量子特性。由于可以依靠目前已經(jīng)成熟的半導體制造工藝，超導量子計算更易于集成和擴展，因此目前超導路線在商業(yè)化進程中處于領(lǐng)先地位。

  “我國已在超導量子計算技術(shù)路線實現(xiàn)全鏈條自主可控，先后攻克中國第一套自主量子計算測控系統(tǒng)、第一個自主量子計算機操作系統(tǒng)、第一條自主量子芯片生產(chǎn)線等關(guān)鍵節(jié)點，初步構(gòu)建起完整的自主技術(shù)體系。”趙雪嬌說。

  近期，不僅技術(shù)上接連突破，量子計算產(chǎn)業(yè)也獲得資本市場青睞。根據(jù)創(chuàng)業(yè)投資和新興科技行業(yè)數(shù)據(jù)服務商IT桔子的最新數(shù)據(jù)，2025年以來，全球量子計算相關(guān)領(lǐng)域投資金額已經(jīng)達到28.57億元，較2024年全年的10.51億元翻倍。

  在量子計算快速發(fā)展的同時，業(yè)內(nèi)專家也指出，量子計算目前仍處于含噪中等規(guī)模（NISQ）階段，距離大規(guī)模落地應用還有一定距離。

  趙雪嬌認為，雖然國內(nèi)已有企業(yè)正在推動量子計算機落地，但制造出來量子計算機只是一個開始，關(guān)鍵是要“用起來”。

  “企業(yè)基于其領(lǐng)域的應用場景，發(fā)現(xiàn)計算的瓶頸問題，并反饋給量子計算公司，量子計算公司針對問題或需求設計量子算法并在真機上測試運行，根據(jù)結(jié)果改進量子計算機性能，這樣才能形成可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。”竇猛漢表示。

  在量子計算的應用前景上，趙雪嬌認為，加速量子計算進一步落地，使其成為驅(qū)動生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵力量，還需要從核心技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)學研協(xié)同、人才培養(yǎng)儲備等方面協(xié)同發(fā)力。“政府應提供方向引導和資源支持，企業(yè)則需依據(jù)市場需求推動技術(shù)迭代和優(yōu)化。同時，需要深化產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，加強人才培養(yǎng)，構(gòu)建完善的量子計算產(chǎn)業(yè)鏈，推動量子計算技術(shù)在更多領(lǐng)域的應用拓展。”

原標題：量子計算帶來算力新解
記者：袁小康
責任編輯：陳延特
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