▼ 本报记者 王查娜
随着量子信息科技的逐步成熟，其巨大的应用潜力已经初步显现。在近日举行的第三届CCF量子计算大会（CQCC 2024）上，专家们表示，作为量子信息科技的重要组成部分，量子计算正从实验室验证阶段向工程化、实际场景验证阶段迈进，一个全新的产业链在逐渐形成。
中国量子计算多路并进
“量子计算作为当今世界科技发展的最前沿领域之一，正以其巨大的发展潜力，引领新一轮科技革命和产业变革。”中国科学院院士、南方科技大学教授贾金锋在此次大会上表示。
近年来，为推动量子计算的发展，世界多个国家纷纷制定量子计算战略规划，为相关研究提供政策和资金支持。此外，各国科研机构和企业之间的合作与竞争日益加剧，推动着量子计算技术的快速发展。
在量子计算领域，中国科研机构和企业在超导量子计算、光量子计算等关键技术路线上已取得了一系列具有国际影响力的成果，在全球量子计算竞争中居于较领先地位。根据前沿科技咨询机构ICV发布的《2024全球量子计算产业发展展望》报告，从全球主要量子计算整机企业分布看，中美两国占据主导地位，美国20家、中国18家，分别占28%、25%。从技术路线分布看，超导、离子阱、光量子路径最受关注。2023年全球71家主要量子计算整机企业中，19家为超导量子计算路径，占比27%，其中美国8家，中国5家；其次为光量子计算路径，共计13家，占比为18%，其中中国企业最多，达到4家；10家为离子阱量子计算路径，占比为14%，中国企业占据4家。
中国是唯一在超导和光量子两条技术路径上均实现量子优越性的国家。2024年1月，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线运行，并向全球用户限时免费开放。这台计算机搭载了72位自主超导量子芯片，代表了中国自主超导量子计算机制造链的成熟。2024年4月，北京量子信息科学研究院联合中科院物理研究所、清华大学发布了其最新成果第二代“Quafu”量子计算云平台，云平台中可用物理量子比特数总和达到了590个以上，通过“Quafu”量子云与经典计算的融合，能够实现大规模量子云算力集群，综合指标已进入国际第一梯队。
专用量子计算机趋近实用化
“量子计算等技术的发展，正在不断突破传统科技的边界，为解决复杂问题提供新的工具和方法。”贾金锋表示，量子计算还处于萌芽期，但是人们已经在探索量子计算在各个方面的应用，比如人工智能、医药研发、材料设计等领域。
玻色量子于今年4月发布的新一代550计算量子比特的相干光量子计算机——“天工量子大脑550W”，通过与以“开物SDK”为代表的开发套件及与多行业生态伙伴共研的“量子算法”相结合，实现了实用化量子计算的突破。这不仅代表了量子计算与经典计算的深度融合，也标志着我国实用化量子科技迈入了新的发展阶段。
玻色量子创始人、COO马寅表示，专用量子计算机更趋近实用化。相干光量子计算机在解决复杂问题、优化算法和AI神经网络结构优化等方面展现出卓越优势。当前，玻色量子已联合多家合作伙伴在AI、算力调度、分子对接、虚拟电厂、量子图聚类算法、量子深度学习训练等“量子计算+”行业场景实现了一系列重要成果突破。
以“量子计算+AI”真实应用场景为例，清华大学车辆与运载学院李升波教授课题组此前提出了多层神经网络的伊辛训练算法，这是国际上首个用于相干伊辛机（CIM）的深度学习训练算法，代表了神经网络量子训练领域的重要突破。这一算法已在玻色量子自研的“天工量子大脑550W”上完成了真机验证，实验表明它能在毫秒之内解决大规模二进制优化问题，为AI时代的模型训练提供了另一种可能路径。这也是在量子AI时代突破实用化量子计算发展的关键支柱之一。
发展离不开跨业态合作
“量子计算是一场科研持久战，现阶段要通过量子经典融合来加速实用化进程。”中国移动集团级首席专家、云能力中心创新中心总经理钱岭表示，中国移动在量子计算领域提前谋划，积极布局，采用研投协同方式等开展试验试点，在高性能经典算力结合量子计算方面取得了阶段性成果。
在量子信息科学领域中，产学研协同合作能助力跨越科技成果产业化的“死亡谷”。中国长城研究院赵童格说，目前中国长城研究院先进计算实验室与中南大学等湖南省多个高校合作建立研究生联合培养基地，以促进产学研合作及技术成果转化，共同开展对量子机器学习、量子化学模拟等量子算法的研究，针对不同行业领域应用需求，研究量子计算的示范性应用。
赵童格提到，2022年，中国长城研究院和中南大学建立校级“中南大学—中国长城先进计算实验室研究生联合培养基地”，工作成果显著，仅用一年时间获批湖南省级“中南大学—中国长城先进计算实验室研究生拔尖创新人才联合培养基地”，借助校企联合模式，中国长城研究院和中南大学共同培养应用型实践创新人才。
贾金锋表示，量子计算技术的发展离不开跨学科跨业态的合作和交流，希望来自不同领域的专家学者，包括物理学家、计算机科学家、工程师和企业家等，携手合作，共同推动量子计算技术的进步。
