今天小編分享的科技經驗：可用時代到來，量子計算超速發展，歡迎閱讀。
文 | 半導體產業縱橫
劉慈欣在《時間移民》中描繪過這樣一個場景 " 大使把那個來自大廳時代的量子芯片高高舉起，把全人類的知識高高舉起 "，在書中這枚量子芯片承載了地球文明的延續，這樣的設定揭示了人類對量子芯片完美的想象 " 體積小、容量大、速度高 "。
不久前公布的 2025 年政府報告中提到，要建立未來產業投入增長機制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G 等未來產業。在回顧 2024 年政府工作中也提到，量子科技等領網域取得新成果。
從 2016 年開始，量子科技已然六次出現在政府工作報告中。
全球視野來看，2025 年被聯合國定為 " 量子科學與技術之年 "，按照量子計算路線圖，谷歌将在 2025 年之後實現其 "6 個裡程碑 " 中的第 3 個，即構建 1000 物理量子比特的量子計算機，并編碼 1 個長壽命的邏輯量子比特。IBM 将在 2025 年發布包含 1386 量子比特、具有量子通信鏈路的多芯片處理器 "Kookaburra"。屆時，IBM 會将 3 個 Kookaburra 芯片接入一個包含 4158 量子比特的系統中。
3 月以來，多個國家、多家企業、研究機構密集傳出新突破，資本動作也表現出了行業對關注。
國内：量子領網域多點突破，占據第一方陣
在量子計算機領網域，中國已經進入 " 可用 " 時代。
3 月，中國科學技術大學潘建偉、朱曉波、彭承志等科研人員與國内多部門合作，成功構建 105 比特超導量子計算原型機祖衝之三号。
祖衝之三号處理量子随機線路采樣問題的速度比目前最快的超級計算機快 15 個數量級，比谷歌 2024 年 10 月公開發表的最新成果快 6 個數量級，打破了超導體系量子計算優越性世界紀錄。
祖衝之三号的量子比特相幹時間達到 72 微秒，并行單比特門保真度達到 99.90%，并行兩比特門保真度達到 99.62%，并行讀取保真度達到 99.13% ，綜合性能達國際領先水平。
2024 年，第三代自主超導量子計算機 " 本源悟空 " 上線運行被列為 2024 年科技創新方面取得的重大成果之一。數據顯示，" 本源悟空 " 已覆蓋全球 139 個國家和地區。" 本源悟空 "搭載 72 位自主超導量子芯片 " 悟空芯 "，在量子比特數量、相幹時間等關鍵指标上達到國際先進水平，實現了從硬體到軟體全鏈條自主可控，是目前國内極為先進的可編程、可交付超導量子計算機。自 2024 年 1 月 6 日上線至今，" 本源悟空 " 已完成 33.9 萬餘個量子計算任務，其自主量子算力已實現出口。
除了大型量子計算機，國内企業量旋科技推出了放置于桌面的核磁量子計算機，并且已經完成多項海内外交付，在雅典國立技術大學、安第斯大學等高校、學術機構實現應用。
量子芯片領網域，北京大學王劍威教授、龔旗煌院士團隊接連取得突破。
2 月 28 日，《自然・光子學》雜志發表了北京大學王劍威和龔旗煌團隊與浙江大學戴道鋅等研究人員的研究成果《集成渦旋光量子糾纏源》（Integrated optical entangled quantum vortex emitters）。該研究成功實現基于集成光量子芯片的渦旋光量子糾纏源，研發出全球首例量子糾纏渦旋光發射芯片。
此次聯合團隊克服了渦旋量子态的片上束縛、傳輸與控制以及量子糾纏所需的相位匹配難題，研發的芯片具備小型化（5 毫米 ×10 毫米）、高穩定性、可編程調控、即插即用優勢，還實現微秒級渦旋糾纏态操控，可進一步拓展糾纏維度與糾纏渦旋光數目。該研究使得量子芯片在性能和應用拓展性上展現了有明顯提升趨勢為量子通信等應用帶來新的發展機遇。
2 月 19 日，《自然》雜志發表了北京大學王劍威教授、龔旗煌院士團隊與山西大學蘇曉龍教授團隊的合作成果。該研究在全球首次實現基于集成光量子芯片的連續變量量子糾纏簇态。
這一成果标志着中國在量子計算、通信和傳感領網域邁入 " 實用化時代 "。其可重構芯片能在片上實現多比特糾纏态自由切換，單芯片即可支持千比特級計算；且采用成熟半導體流片工藝，無需超低溫環境，體積僅為傳統量子系統的百萬分之一。未來基于該芯片的量子處理器有望在 2030 年前實現千比特級商用。
國外：科技巨頭新進展
與國内稍有不同，國外量子計算的進展主要來自科技巨頭。
2 月 20 日，微軟發布全球首款拓撲架構量子芯片 Majorana 1。該芯片使用砷化铟和鋁，通過逐個原子設計和構建拓撲導體線材，将拓撲導體納米線連接成 "H"，8 個單元構成 8 量子比特放置在一塊芯片中。該芯片使量子比特能夠以數字方式進行控制，重新定義并大大簡化了量子計算的工作方式。
微軟表示，這款 Majorana 1 可以在未來幾年内幫助量子計算機去解決有意義工業規模問題，而不是科學界此前預期的幾十年後。
就在微軟發布量子芯片不久後，亞馬遜網絡服務公司（AWS）也宣布推出一款新型量子計算芯片 Ocelot，可以将量子糾錯成本降低 90%。Ocelot 由加州理工學院 AWS 量子計算中心團隊開發，采用了新的架構設計，内置糾錯功能。ocelot 由兩塊集成矽微芯片組成，每塊大小約為 1cm*1cm，以電連接芯片堆棧的形式相互粘合在一起。
完整的 Ocelot 芯片由 14 個核心組件組成：5 個數據量子比特（貓量子比特）、5 個用于穩定量子比特的 " 緩衝電路 " 以及 4 個用于量子糾錯的附加量子比特。完整的 Ocelot 芯片由 14 個核心組件組成：5 個數據量子比特（貓量子比特）、5 個用于穩定量子比特的 " 緩衝電路 " 以及 4 個用于量子糾錯的附加量子比特。
各國政府政策加持，量子計算的全球競賽
除了中美在量子計算已經開啟激烈決賽，全球的政府、機構也紛紛投身到量子科技的 " 奧林匹克競賽 " 之中。
在亞洲，日本政府研究機構分子科學研究所與日立制作所等合作，将于 2025 年啟用新型量子計算機，這是日本首次采用原子方式的量子計算機，即 " 中性原子方式 "，将單個原子作為量子位進行計算，具有較高穩定性，适合大規模計算。該計算機初始使用 50 個量子位運行，未來計劃擴展至約 500 個量子位，預計到 2030 年開發出具有 1 萬量子位的實用量子計算機。據報道，已有包括富士通等 14 家企業和機構已參與此項目。
在歐洲，芬蘭國家技術研究中心和 IQM 量子計算機公司已成功研發并推出了歐洲首台 50 量子比特超導量子計算機。芬蘭于 2020 年 11 月首次公布其在量子計算領網域的發展計劃，政府共撥款 2070 萬歐元用于開發 50 量子比特量子計算機。
歐盟委員會負責技術主權的執行副主席亨娜・維爾庫寧表示，量子技術已達成熟水平，對歐盟的主權、競争力和國防能力具有重要戰略意義。因此，正在制定 " 歐盟量子芯片計劃 "，計劃今年夏天之前提交，同時還将制定 " 量子法案 "，今年底之前提出。
為啟動首批 " 試驗線 "，歐盟已于 1 月底完成兩項提案征集工作，投資總額 1.3 億歐元，維爾庫寧還宣布在 2028 年前再投資 4 億歐元。
為什麼是量子計算？
量子計算到底有怎樣的魅力，讓全球智力的 TOP 群體共同突破瓶頸？答案可以從兩個維度展開。
第一個維度是對算力的無盡追求。眾人對量子計算的第一印象自然是快。一台 54 量子比特的量子計算機 Sycamore 實現了傳統架構計算機無法完成的任務：在世界第一超級計算機需要計算 1 萬年的某實驗中，Sycamore 只用了 3 分 20 秒。2024 年，谷歌團隊基于量子處理器 Willow，破解了困擾量子糾錯領網域近 30 年的關鍵問題，使量子糾錯能夠随着量子比特數的增加 " 越糾越對 "，還在 5 分鍾内完成了當前最強大的超級計算機之一需要 1025 年才能完成的計算任務。
第二個維度來自長期主義的考量。量子計算的功耗更低，在當前算力需求指數級增長的情況下，能源成本成為數據中心面對的重要問題。量子計算中，輸入多少組數據輸出依舊是多少組數據，計算過程中數據量沒有改變，計算過程也就沒有能耗。這意味着，只有在最後測量的時候產生了能耗。這樣的特性讓量子計算更 " 綠色 "，也順應全人類與地球的共同發展。
DeepSeek 引爆全球，證明了中國 AI 的軟實力。量子計算與 AI 的融合，自然成為產業界期待的重頭戲。量子計算可以加速所驅動的 AI 應用，比如融合量子計算的人工智能訓練 / 推理算力系統，當我們看到了 AI 的無限潛力，" 融合人工智能（AI）與量子計算 " 的人類社會超級算力時代更讓人熱血沸騰。
距離量子計算機真正帶飛算力產業還要假以時日。已經有落地案例的量旋科技對記者表示，目前量子計算機的客戶主要畫像有研究機構與教育機構。他們購入量子計算機主要用途是加深量子計算的研究或者在教學中演示使用。在應用層面上，以量旋科技為代表的企業正在推動與跨行業用戶的生态共創。但由于量子計算目前還是在專用問題上更擅長，還并不适合解決通用問題，所以還不能帶來革命性的改變。不過資本入局，政府入場，量子計算的發展已經比產業預期得更快了。
2024 年，IonQ 股價上漲了 237%，Rigetti 股價漲幅接近 1500%。兩家公司在去年第三季度的總收入達到 1480 萬美元。產業界有望在 2025 年看到更大量子比特規模的量子處理器及其工程化集成系統。
根據 Wind 數據，2025 年以來國内的 17 只量子計算的核心概念股平均漲幅為 18.7%，跑赢同期滬深 300 指數（+3.2%），平均換手率達 208%，成交額超 1.2 萬億元。
