2025年被聯合國大會正式確定為“國際量子科學與技術年”,也標志著量子力學問世一百周年。
回顧一個世紀前,以海森堡、玻恩為代表的物理學家們奠定了量子力學的理論基礎,為現代物理學發展作出了卓越貢獻。
從今年諾貝爾物理學獎授予在超導量子電路領域作出開創性貢獻的約翰·克拉克(John Clarke)、米歇爾·H·德沃雷(Michel H. Devoret)和約翰·M·馬丁尼斯(John M. Martinis)等科學家,到今天谷歌、英偉達等科技巨頭在競相展示量子科學的技術和產業突破,一個過去被視為幽靈般的理論似乎正以前所未有的速度落地,準備重塑未來產業版圖。
量子科技星辰大海
“諾獎通常關注的是一個偉大領域的開端?!?玻色量子創始人、CEO馬寅告訴記者,本次諾獎授獎并不只是為量子超導技術路線做單一確認,而是對整個量子計算方向的肯定,一個“百家爭鳴的大航海時代”就此開啟。
在今年的全球科技前沿上,量子科學進展頻傳。微軟在2025年2月宣布推出專為降低計算錯誤設計的拓撲量子處理器Majorana 1,采用新型拓撲導體(Topoconductor)材料,微軟稱標志著實用量子計算的變革性跨越。谷歌于10月22日在《自然》雜志上公布了其量子計算的里程碑式突破,宣布首次在硬件上成功運行可驗證算法。
在這條通往未來算力的賽道上,除了谷歌、IBM、英偉達等巨頭,中國力量將扮演何種角色?
當前來看,中國沒有缺席,政策的頂層設計以前所未有的力度前瞻布局,資本市場隨之掀起熱潮,以國盾量子、本源量子、玻色量子為代表的中國量子科技企業正奮力前行。
目前,中國已形成以合肥與北京為核心的兩大量子科研高地。合肥依托中國科學技術大學潘建偉團隊及中國科學院量子信息與量子科技創新研究院,形成“合肥量子產業集群”,相繼發布“九章”光量子計算原型機與“祖沖之”超導量子計算原型機等里程碑成果,并孵化出本源量子、國盾量子等代表性企業。北京則以北京量子信息科學研究院為核心,在超導、離子阱等多技術路線并進,形成南北呼應的格局。
中國產業化潮流
對于量子科技,政策端的上層建筑正以前所未有的速度和密度在搭建。
10月29日,由中國國新控股有限公司(下稱“中國國新”)牽頭的中央企業戰略性新興產業發展專項基金在北京正式發布。這只基金首期募資規模高達510億元,其出資方陣容堪稱豪華,由中國國新作為第一大股東領投150億元,聯合中國移動、中國石化、中國電信等13家重量級央企及北京市西城區政府共同出資。
尤為關鍵的是,該基金明確將量子科技與人工智能、高端裝備等并列為三大重點投資方向。這一舉動清晰地表明,量子科技已被置于國家戰略性新興產業布局的核心位置,成為引導國家資本流向的關鍵領域。10月15日,玻色量子宣布完成數億元A++輪融資。
在頂層政策的長期強力護航和外部技術進展推進下,資本市場的熱情被迅速點燃。進入10月以來,A股量子科技概念多股連續大漲,禾信儀器、國盾量子、迪普科技等6股月內漲幅均在10%以上,股價表現亮眼。
在A股市場,目前以量子科技為主營業務的上市公司僅有國盾量子,其主要產品為量子保密通信網絡設備、量子安全應用產品、量子保密通信網絡的管理和控制軟件等。以及一部分布局量子科技的已上市公司,如禾信儀器、緯德信息、科大國創等。此外,還有一些初創公司正計劃上市,如本源量子、國儀量子等。
盡管科研成就斐然,資本市場熱情高漲,但量子計算領域商業化公認存在難題,即科研成果與實際的商業應用之間存在脫節。當前外部機構預計的市場規模在很大程度上包含了政府研發資助、科研經費和股權投資等,而非純粹商業銷售收入。產生可持續商業營收,依然是整個行業面臨的首要挑戰。
國盾量子在上市首年實現盈利后,自2021年起連續多年虧損,其最新財報顯示,2025年前三季度累計歸母凈利潤為-2647萬元。同期海外主要已上市量子計算概念公司,如IonQ、D-Wave和Rigetti Computing,亦在巨額虧損中掙扎。
量子計算機在很大程度上仍是服務于科研的工具,尚未成為解決生產級商業問題的利器。如何跨越這道鴻溝,是所有從業者必須回答的核心問題。
一方面,以本源量子為代表的初創企業正嶄露頭角。本源量子由中科大團隊于2017年創立,公司走超導技術路線,圍繞量子芯片、測控系統與操作系統實現上下游一體化:其第三代自主超導量子計算機“本源悟空”搭載自研“悟空芯”與“本源司南”操作系統并已對外開放。
另一方面, 國家隊開始入場布局量子計算。中國電信子公司中電信量子信息科技集團于2024年3月簽署收購協議,并于2025年1月完成對“量子科技第一股”國盾量子的控股權變更。這一收購,將國盾量子的核心硬件研發實力,與中國電信的通信基礎設施、客戶基礎和龐大資本相結合,產生應用空間。而中國電信作為國家級電信運營商,不僅自身積極布局量子產業,還通過控股國盾量子,有望深度整合量子技術能力到其核心的通訊技術基礎設施中 。
“量子+AI”鴻溝跨越
然而,在令人矚目的科研成就和天文數字般的市場增長預測背后,一道巨大的鴻溝橫亙在所有參與者面前:如何將實驗室里脆弱的量子比特,轉化為能夠創造真實商業價值的穩定算力?
美國IBM的研發部門負責人Dario Gil指出,未來的技術發展趨勢將會是半導體、人工智能與量子計算的融合,可以概括為 Bits(半導體)、Neurons(AI)、Qubits(量子) 三者組合。IBM規劃在2029年前交付具備容錯能力的量子計算機。
馬寅直言,玻色量子定位從第一天起就是“實用化量子計算”。他認為,想要把量子計算做實用,就不能完全是做科研?!皢我坏目蒲兄羔?,或者個別硬件上的技術突破,并不能解決實用化問題。”
實際上,將量子處理器作為特定問題加速器或協處理器的思路,正成為全球范圍內的共識,即采用量子—經典混合計算方法。其核心思想是將量子計算嵌入到大型經典計算流程中,用于處理那些最為棘手的部分,尤其是在人工智能領域。
“我們不是做所有的人工智能,”馬寅強調,“而是做‘AI for Science’,因為這些行業的數據和場景都符合自然規律,就非常適合用量子科學來做。” 他提到的方案,即是利用量子計算機加速“玻爾茲曼機”這一更符合自然物理規律的AI框架,來解決生命科學中的復雜問題。這種“物理驅動”的方法能夠補充傳統數據驅動AI短板,尤其擅長解決生物醫藥領域普遍存在的“小樣本”難題 。
進一步的落地案例正在不斷涌現。本源量子已與多所高校合作,利用“本源悟空”解決乳腺癌檢測、小分子藥物設計等問題。專注于算法的初創公司微觀紀元,其開發的藥物設計平臺據稱已有部分合作項目推進至臨床階段。量旋科技則與銀行合作,構建量子神經網絡模型來優化ATM機的布局決策。
這些務實的探索表明,行業的戰略重心已從實現“量子霸權”的純學術目標,轉向了為當前客戶提供實際價值的商業目標。
目前來看,通往大規模商業化的道路依然漫長。實現能夠解決廣泛問題且具備抗干擾能力的通用容錯量子計算機,據估計仍需多年持續努力。在此之前,整個行業仍將摸索前行。