文 | 半导体产业纵横
刘慈欣在 《时间移民》 中描绘过这样一个场景“ 大使把那个来自大厅时代的量子芯片高高举起，把全人类的知识高高举起”，在书中这枚量子芯片承载了地球文明的延续，这样的设定揭示了人类对量子芯片完美的想象“ 体积小、容量大、速度高”。
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不久前公布的 2025 年政府报告中提到，要建立未来产业投入增长机制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G 等未来产业。在回顾 2024 年政府工作中也提到，量子科技等领域取得新成果。
从 2016 年开始，量子科技已然六次出现在政府工作报告中。
全球视野来看，2025 年被联合国定为“ 量子科学与技术之年”，按照量子计算路线图，谷歌将在 2025 年之后实现其“6 个里程碑” 中的第 3 个，即构建 1000 物理量子比特的量子计算机，并编码 1 个长寿命的逻辑量子比特。IBM 将在 2025 年发布包含 1386 量子比特、具有量子通信链路的多芯片处理器“Kookaburra”。届时，IBM 会将 3 个 Kookaburra 芯片接入一个包含 4158 量子比特的系统中。
3 月以来，多个国家、多家企业、研究机构密集传出新突破，资本动作也表现出了行业对关注。
国内：量子领域多点突破，占据第一方阵
在量子计算机领域，中国已经进入“ 可用” 时代。
3 月，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等科研人员与国内多单位合作，成功构建 105 比特超导量子计算原型机祖冲之三号。
祖冲之三号处理量子随机线路采样问题的速度比目前最快的超级计算机快 15 个数量级，比谷歌 2024 年 10 月公开发表的最新成果快 6 个数量级，打破了超导体系量子计算优越性世界纪录。
祖冲之三号的量子比特相干时间达到 72 微秒，并行单比特门保真度达到 99.90%，并行两比特门保真度达到 99.62%，并行读取保真度达到 99.13% ，综合性能达国际领先水平。
2024 年，第三代自主超导量子计算机“ 本源悟空” 上线运行被列为 2024 年科技创新方面取得的重大成果之一。数据显示，“ 本源悟空” 已覆盖全球 139 个国家和地区。“ 本源悟空” 搭载 72 位自主超导量子芯片“ 悟空芯”，在量子比特数量、相干时间等关键指标上达到国际先进水平，实现了从硬件到软件全链条自主可控，是目前国内极为先进的可编程、可交付超导量子计算机。自 2024 年 1 月 6 日上线至今，“ 本源悟空” 已完成 33.9 万余个量子计算任务，其自主量子算力已实现出口。
除了大型量子计算机，国内企业量旋科技推出了放置于桌面的核磁量子计算机，并且已经完成多项海内外交付，在雅典国立技术大学、安第斯大学等高校、学术机构实现应用。
量子芯片领域，北京大学王剑威教授、龚旗煌院士团队接连取得突破。
2 月 28 日，《自然・光子学》 杂志发表了北京大学王剑威和龚旗煌团队与浙江大学戴道锌等研究人员的研究成果 《集成涡旋光量子纠缠源》（Integrated optical entangled quantum vortex emitters）。该研究成功实现基于集成光量子芯片的涡旋光量子纠缠源，研发出全球首例量子纠缠涡旋光发射芯片。
此次联合团队克服了涡旋量子态的片上束缚、传输与控制以及量子纠缠所需的相位匹配难题，研发的芯片具备小型化 （5 毫米 ×10 毫米）、高稳定性、可编程调控、即插即用优势，还实现微秒级涡旋纠缠态操控，可进一步拓展纠缠维度与纠缠涡旋光数目。该研究使得量子芯片在性能和应用拓展性上展现了有明显提升趋势为量子通信等应用带来新的发展机遇。
2 月 19 日，《自然》 杂志发表了北京大学王剑威教授、龚旗煌院士团队与山西大学苏晓龙教授团队的合作成果。该研究在全球首次实现基于集成光量子芯片的连续变量量子纠缠簇态。
这一成果标志着中国在量子计算、通信和传感领域迈入 “ 实用化时代”。其可重构芯片能在片上实现多比特纠缠态自由切换，单芯片即可支持千比特级计算；且采用成熟半导体流片工艺，无需超低温环境，体积仅为传统量子系统的百万分之一。未来基于该芯片的量子处理器有望在 2030 年前实现千比特级商用。
国外：科技巨头新进展
与国内稍有不同，国外量子计算的进展主要来自科技巨头。
2 月 20 日，微软发布全球首款拓扑架构量子芯片 Majorana 1。该芯片使用砷化铟和铝，通过逐个原子设计和构建拓扑导体线材，将拓扑导体纳米线连接成 “H”，8 个单元构成 8 量子比特放置在一块芯片中。该芯片使量子比特能够以数字方式进行控制，重新定义并大大简化了量子计算的工作方式。
微软表示，这款 Majorana 1 可以在未来几年内帮助量子计算机去解决有意义工业规模问题，而不是科学界此前预期的几十年后。
就在微软发布量子芯片不久后，亚马逊网络服务公司 （AWS） 也宣布推出一款新型量子计算芯片 Ocelot，可以将量子纠错成本降低 90%。Ocelot 由加州理工学院 AWS 量子计算中心团队开发，采用了新的架构设计，内置纠错功能。ocelot 由两块集成硅微芯片组成，每块大小约为 1cm*1cm，以电连接芯片堆栈的形式相互粘合在一起。
完整的 Ocelot 芯片由 14 个核心组件组成：5 个数据量子比特 （猫量子比特）、5 个用于稳定量子比特的“ 缓冲电路” 以及 4 个用于量子纠错的附加量子比特。完整的 Ocelot 芯片由 14 个核心组件组成：5 个数据量子比特 （猫量子比特）、5 个用于稳定量子比特的“ 缓冲电路” 以及 4 个用于量子纠错的附加量子比特。
各国政府政策加持，量子计算的全球竞赛
除了中美在量子计算已经开启激烈决赛，全球的政府、机构也纷纷投身到量子科技的“ 奥林匹克竞赛” 之中。
在亚洲，日本政府研究机构分子科学研究所与日立制作所等合作，将于 2025 年启用新型量子计算机，这是日本首次采用原子方式的量子计算机，即 “ 中性原子方式”，将单个原子作为量子位进行计算，具有较高稳定性，适合大规模计算。该计算机初始使用 50 个量子位运行，未来计划扩展至约 500 个量子位，预计到 2030 年开发出具有 1 万量子位的实用量子计算机。据报道，已有包括富士通等 14 家企业和机构已参与此项目。
在欧洲，芬兰国家技术研究中心和 IQM 量子计算机公司已成功研发并推出了欧洲首台 50 量子比特超导量子计算机。芬兰于 2020 年 11 月首次公布其在量子计算领域的发展计划，政府共拨款 2070 万欧元用于开发 50 量子比特量子计算机。
欧盟委员会负责技术主权的执行副主席亨娜・维尔库宁表示，量子技术已达成熟水平，对欧盟的主权、竞争力和国防能力具有重要战略意义。因此，正在制定 “ 欧盟量子芯片计划”，计划今年夏天之前提交，同时还将制定 “ 量子法案”，今年底之前提出。
为启动首批 “ 试验线”，欧盟已于 1 月底完成两项提案征集工作，投资总额 1.3 亿欧元，维尔库宁还宣布在 2028 年前再投资 4 亿欧元。
为什么是量子计算？
量子计算到底有怎样的魅力，让全球智力的 TOP 群体共同攻关？答案可以从两个维度展开。
第一个维度是对算力的无尽追求。众人对量子计算的第一印象自然是快。一台 54 量子比特的量子计算机 Sycamore 实现了传统架构计算机无法完成的任务：在世界第一超级计算机需要计算 1 万年的某实验中，Sycamore 只用了 3 分 20 秒。2024 年，谷歌团队基于量子处理器 Willow，破解了困扰量子纠错领域近 30 年的关键问题，使量子纠错能够随着量子比特数的增加“ 越纠越对”，还在 5 分钟内完成了当前最强大的超级计算机之一需要 1025 年才能完成的计算任务。
第二个维度来自长期主义的考量。量子计算的功耗更低，在当前算力需求指数级增长的情况下，能源成本成为数据中心面对的重要问题。量子计算中，输入多少组数据输出依旧是多少组数据，计算过程中数据量没有改变，计算过程也就没有能耗。这意味着，只有在最后测量的时候产生了能耗。这样的特性让量子计算更“ 绿色”，也顺应全人类与地球的共同发展。
DeepSeek 引爆全球，证明了中国 AI 的软实力。量子计算与 AI 的融合，自然成为产业界期待的重头戏。量子计算可以加速所驱动的 AI 应用，比如融合量子计算的人工智能训练/推理算力系统，当我们看到了 AI 的无限潜力，“ 融合人工智能 （AI） 与量子计算” 的人类社会超级算力时代更让人热血沸腾。
距离量子计算机真正带飞算力产业还要假以时日。已经有落地案例的量旋科技对记者表示，目前量子计算机的客户主要画像有研究机构与教育机构。他们购入量子计算机主要用途是加深量子计算的研究或者在教学中演示使用。在应用层面上，以量旋科技为代表的企业正在推动与跨行业用户的生态共创。但由于量子计算目前还是在专用问题上更擅长，还并不适合解决通用问题，所以还不能带来革命性的改变。不过资本入局，政府入场，量子计算的发展已经比产业预期得更快了。
2024 年，IonQ 股价上涨了 237%，Rigetti 股价涨幅接近 1500%。两家公司在去年第三季度的总收入达到 1480 万美元。产业界有望在 2025 年看到更大量子比特规模的量子处理器及其工程化集成系统。
根据 Wind 数据，2025 年以来国内的 17 只量子计算的核心概念股平均涨幅为 18.7%，跑赢同期沪深 300 指数 （+3.2%），平均换手率达 208%，成交额超 1.2 万亿元。
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#可用时代到来量子计算超速发展
