國產量子計算機如何“孕育”新質生產力

國產量子計算機是“孕育”新質生產力的新工具，將帶來大批量以量子科技為核心的新人才，將賦能各行業煥發新生機。在量子計算產業中，新質生產力表現為能夠更好地利用量子計算技術，實現對傳統計算和各個行業領域應用的突破，從而提高生產效率、創造價值和推動經濟發展。

2023年11月，習近平總書記在出席亞太經合組織第三十次領導人非正式會議時強調，“加速數字化轉型，縮小數字鴻溝，支持大數據、云計算、人工智能、量子計算等新技術應用，不斷塑造亞太發展新動能新優勢。”

2023年9月，習近平總書記在黑龍江考察調研期間指出，整合科技創新資源，引領發展戰略性新興產業和未來產業，加快形成新質生產力。

量子計算機是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。當某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。量子計算技術是21世紀最有前景的前沿科技之一。美國把量子計算機的研發命名為“微曼哈頓計劃”（原子彈的研發稱為“曼哈頓計劃”），量子計算機被稱為信息時代的“算力原子彈”。以量子計算技術為代表的量子科技，是中國在全球科技產業中“開辟新領域、制勝新賽道”的重要核心技術，具有深遠的戰略意義。

如果把算盤的計算速度認定為人奔跑的速度，那現有計算機的速度就是音速，而量子計算機的計算速度就是光速。在量子計算機面前，現有最快計算機，就像是一把古老的算盤。

新質生產力是科技創新在其中起主導作用的生產力，是符合高質量發展要求的生產力。其主要載體是產業，核心引擎是創新。

國產量子計算機是“孕育”新質生產力的新工具，將帶來大批量以量子科技為核心的新人才，將賦能各行業煥發新生機。

在量子計算產業中，新質生產力表現為能夠更好地利用量子計算技術，實現對傳統計算和各個行業領域應用的突破，從而提高生產效率、創造價值和推動經濟發展。

量子計算機的強大算力可以快速找到一個自然界并不存在的分子結構，從而幫助藥品企業縮短新藥研發時間，使其藥品研發能力在全球獲取競爭優勢。

截至2024年1月15日上午10時，已經上線的我國第三代自主超導量子計算機“本源悟空”為全球用戶已經成功完成33871個運算任務，全球60多個國家遠程訪問“悟空”人次突破35萬次。

“悟空”只是中國超導量子計算機產業化路上的一個節點，離真正的商業化應用尚有很長距離。如果套用飛機的從發明到商用過程來做比較，第一代中國超導量子計算機也許是驗證可以“載人飛行兩分鐘”；第二代是驗證飛行20分鐘；第三代“悟空”能夠驗證飛行2個小時，但是離飛機真正成為一個交通工具，安全舒適地載著乘客飛行全球，還有很長的路要走。

如何盡快運用國產量子計算機，讓超強量子算力落地應用，支撐各行業高質量發展，形成新質生產力？

“造出來”應盡快“用起來”——讓創新鏈產業鏈實現良性循環，加快量子計算機與多行業應用需求對接，才能更好發揮新質生產力作用。

當前，美國、英國、新加坡與印度等國均已設立或在建國家量子計算中心。美國等G7國家已全部啟動“量超融合”項目，歐美正在以前所未有的速度建設并運用其國產量子算力。世界強國步調一致熱衷于量子計算機和超級計算機的融合，致力于量子計算機應用在各行業研究。我國國產量子計算機雖已與多家金融單位、電力單位、通信企業、醫藥機構展開合作，但國內研發和應用之間“斷層”明顯。

讓量子計算真正走出實驗室，宜多部門協同推進量子計算技術與產業發展，集中力量突破重點關鍵問題。從國際大局看，我國可大力推進量超融合，通過具體項目引導，在重要算力節點上進行國產量子計算機與超級計算機“量超融合”試點，加大以算力、算法、算據為核心的量子計算投入與前瞻布局，加快我國算力迭代升級。

另一個方面，行業應用和需求也是量子計算產業發展的核心。各級政府、全社會、全行業可緊密結合各行業產業發展需求，率先使用國產量子計算機集體攻關量子計算機應用研究，設立國家“量子計算+應用場景”示范工程，并支持量子計算頭部企業探索量子計算在密碼破譯、圖像識別、抗震分析、氣象預測等領域應用。只有落地應用不同場景，才能讓量子計算機真正用起來，量子計算產業的發展才有未來。

深扎土壤，創新驅動制造——新質生產力是科技創新在其中起主導作用的生產力，其核心引擎是創新。科技創新能“跳”多高、“跑”多遠，基礎研究是關鍵。

美國把量子計算機的研發命名為“微曼哈頓計劃”，歐盟開始全面推進量子技術戰略……多國均出臺相關政策，組織優勢力量扶持核心關鍵技術發展。我國一些量子計算機構雖然相繼成立，取得的發明專利數也不斷攀升，24量子比特、64量子比特等商用量子計算機陸續問世。但我們距離全球最先進的量子計算機IBM的“魚鷹”（能夠運行433個量子比特），還有很大差距。

我們要清醒看到，中美之間在工程化、商業化量子計算機方面的差距。在量子計算機關鍵設備如量子計算極低溫平臺、大規模量子比特制備、量子比特操控精度等“卡脖子”核心問題上，我國目前形成的工程樣機、商用產品和解決方案，整體性能和標準化水平距大規模商用還有一定差距。

欲流之遠者，必浚其泉源。基礎研究是量子計算體系的根基，是所有技術問題的總開關。若要應用國產量子算力，量子計算關鍵核心技術的研發亟待攻破。

量子計算賽道上，中國僅靠企業或科研機構的“一己之力”，還遠遠不夠，需要架橋梁、暢渠道。在量子計算領域，我國政府在關鍵核心技術攻關中有著強有力的組織優勢，可大力支持突破量子芯片制造關鍵原材料設備和晶圓材料等難題的研發團隊，力爭在量子計算核心關鍵技術方面補足短板，突破長板，自主掌握核心關鍵技術。

如今，各類“揭榜掛帥”“賽馬”等形式的活動也漸趨常態化，在實踐中，可進一步探索創新，通過各級政府來培育有利于量子計算基礎研究的良好生態，建立健全科學的評價體系和獎勵機制，解決科研人員的后顧之憂。讓研究人員更好地投入量子計算的科研工作當中，造出我國自主可控好用量子計算機。

精心灌溉，養好苗子——創新驅動本質上是人才驅動。加快形成新質生產力，需要充分調動和激發人的積極性主動性創造性，加大培養符合新質生產力所需的人才。

習近平總書記指出，要加快量子科技領域人才培養力度，加快培養一批量子科技領域的高精尖人才，建立適應量子科技發展的專門培養計劃，打造體系化、高層次量子科技人才培養平臺。

當前，歐美依托國家量子計算中心，加強量子人才培養，支持全行業開展量子計算技術融合研究與應用場景落地。美國已啟動量子科技K12教育，各大量子科技公司更是從搶占早期市場與培養用戶使用習慣出發，推出系列量子教育服務。隨著量子計算產業的發展，國際量子計算人才缺口日益凸顯。而國內第二三產業對于量子計算多持觀望態度，研究投入少，同時高層次專業技術人才與應用型人才存在巨大缺口。因此，布局我國量子計算人才建設，在此時尤為重要。

教育部日前已正式批復中國科學技術大學新增“量子信息科學”學科，標志著我國本科院校正式開啟量子計算人才培養，這是我國量子人才教育的第一步。人才培養的目標不僅僅是讓學生們獲得理論知識，也應通過實踐培育其探究量子科學本質的能力。

在我國，已有高校與科研院所聯合開展量子計算教育科普與實訓活動，并基于國內量子計算相關頭部企業已開發出的量子計算學習機、量子計算教研一體化平臺、量子計算教育科普視頻、教材等一整套教學設備材料，率先搭建國產量子計算機真機的高校量子計算機房與實訓平臺，此舉可以在國內推廣，從而擴大量子教育范圍，大力培養融合量子信息技術、計算機科學、人工智能、數學等多學科背景的工程化量子計算專業人才。

隨著量子計算技術工程化、產業化發展，將有大量的量子設備研發、組裝、生產的產線和工廠建立，意味著像經典計算一樣需要龐大專業的技術工人團隊。而職業院校則可以與量子計算企業建立專業共建、人才共育的合作關系，打造量子計算技術性人才培養標桿案例，成為對接量子計算產業需求、培養產業技術人才的重要陣地，逐步探索產業規模化發展情形下人才培養策略，迎接前沿科技迅猛發展的人才需求浪潮。

創新之道，唯在得人。要深入實施人才強國戰略，全面提高人才自主培養質量，著力造就拔尖創新人才，鼓勵更多人才投身于量子計算關鍵核心技術產業的發展。

新質生產力發展，要“走出去”——中國科技創新大潮不是封閉的，而是與全球融會貫通。越來越多的中國企業在用全球大腦思維，集聚創新資源，厚植創新生態圈。

習近平總書記強調，要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性，加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局，把握大趨勢，下好先手棋……要加強量子科技領域國際合作，提升量子科技領域國際合作的層次和水平。

世界上擁有制造量子計算機能力的國家有中國、美國、日本、英國、德國、加拿大，僅美國、加拿大和中國3個國家具備量子計算機產業化能力。而在“一帶一路”國家中，中國是唯一擁有量子計算機全棧式生產制造能力的國家。

由此，在“一帶一路”國家、亞太經合組織成員國家等建立國際重點區域量子硬件、算法和應用領域的開發合作，集中力量取得突破，將擴大中國量子計算“朋友圈”。

中國對外開放的大門越開越大，中國市場同世界市場的聯系也更加緊密，有著充分可調動的科技與市場環境要素，將有力推動我國量子計算技術發展。

作者簡介：郭國平，民革安徽省委會副主委，中國科學院量子信息重點實驗室副主任，本源量子計算科技（合肥）有限公司首席科學家、創始人。

（編輯：萬李娜）