量子科技是一個不斷推進科學極限的前沿領域,或將進一步對社會進步和人類生活產生更為深刻的影響。3月29日,在2025中關村論壇年會量子科技創新發展論壇上,多位行業頂尖量子科技學者就量子科技的創新之路進行了研討與展望。
從量子力學理論的提出,到現代量子科技的應用,包括量子計算、量子通信和量子精密測量等,串起了量子科技的歷史與發展脈絡。那么,當前量子計算的發展現狀幾何?2025年是聯合國國際量子科技年,行業又該如何開啟下一階段的耐力跑?
長期投入大且技術轉化難
近年來,科技創新和產業發展已成為各國關注的焦點。全球主要國家和地區相繼出臺量子科技發展的規劃以及法案,持續加大政策支持和資源投入,面向個人應用場景的應用基礎研究與量子科技成果轉化也持續推進。
與此同時,量子技術快速發展,成為各方搶占新一輪科技高地的必爭要地。各大量子企業技術研發與投融資活動高度活躍,由量子科技引發的新一輪科技創新和產業變革已經拉開帷幕。
不過,于行業而言,盡管量子科技發展展現出巨大的潛力,但仍有挑戰待解。
與會學者認為,一是量子科技領域存在較多的技術路徑;二是利用場景資源釋放不夠充分,產業迭代升級速度還較慢;三是量子科技人才短缺等。
量子科學是孕育量子計算的土壤,量子計算則是量子科學最具產業潛力的果實。清華大學教授翟薈表示,量子計算要真正走向通用化,最重要的一件事是實現量子糾錯。即便準確率達到了99%甚至99.9%,對于計算的準確度來說仍然不夠。另一個挑戰來自人才。比如,學校培養的很多優秀學生,特別是很多做實驗的學生,在就業時除了留在學術界外,很多都流向了工業界,但這些工業界并不是從事量子相關的領域。
此外,市場的成熟需要相當長的時間。中國科學院院士、清華大學量子信息中心主任、華翊量子創始人段路明表示,從產業發展的角度來看,一方面可能需要比較良性、穩定的長期資本支持。在產業化方面,仍與發達國家存在一定差距。
中國科學院院士,上海交通大學物理與天文學院副院長、講席教授賈金鋒也認為,從量子計算的特點可以推知,其發展可能還需要較長一段的時間,這就需要在政策、資金或人才等方面給予持久性的支持,而且這種支持可能會持續超過十年。
中國科學院院士、上海交通大學李政道研究所副所長丁洪也強調,應當加強量子科技領域的國際合作,只有敞開交流,才能讓人類共同進步。“量子科技的研究并非易事,這是一個長期的研究,不能將其當作短時間內掙錢的渠道,而應該懷著為人類文明發展作貢獻的心態堅持做下去,才能真正取得突破。”
耐心需與資源協同“長跑”
值得一提的是,中國科學院院士、北京量子信息科學研究院院長、南方科技大學校長、清華大學教授薛其坤在論壇上介紹了高溫超導電芯的重要性,以及超導技術在量子科技研究和應用中的重要作用。他表示,科學的發展可以帶動技術革命,而真正解決重大科學問題,發展顛覆性技術應用,則需要久久為功。
對于量子科技而言,欲開啟下一階段的長跑,離不開構建跨領域協作機制與人才培育體系。丁洪表示,可以學習AI的發展經驗。AI領域有兩個比較好的例子,其中一個是Open"AI,作為一個非營利組織或有限營利組織,它不僅僅依靠外部風險投資,而是用自己的資金來進行研發。除此之外,還有一種類似的模式,即可以結合高校、研究機構和一些公司的治理方式,在現階段不以盈利為主要目標,而是以聚集人才為主要方向。
在量子計算從實驗室走向產業化的關鍵躍遷中,產研協同創新可以成為破局核心。段路明認為,學術界和產業界盡可能相互合作,發揮各自優勢。例如,大學可以培養更多這方面的人才,為產業界輸送更多能直接靠近市場的力量。同時,結合長期性資本的支持,解決工程化的挑戰。
而構建量子產業人才生態,則需要突破傳統就業市場的慣性牽引。翟薈則表示,對于人才的流動,有關部門可以采取調控的方式,或許可以引導畢業生的就業方向,更多地流向我們所需要的又是他們所學本專業的這些量子企業里。這對量子產業的發展從長遠看是非常重要的,可能比短時間的資金支持更重要。
整體而言,量子計算的突圍不僅需要技術攻堅,更是一場社會耐心的集體驗證。“一方面發展量子計算要有耐心,另一方面要持續不斷地投入。”賈金鋒表示,相信在這些投入的基礎上,會不斷有新的技術和新的進展涌現出來,這也將為大家提供更多的信心。一旦形成這樣的正反饋機制,這將是一個非常好的狀態。如果這種正反饋得以形成,那么十年以后,可能會初步或較為可信地實現量子計算,屆時,可能會有更多的產業化公司或更多的產業化資金大量涌入。
◆2025中關村論壇年會期間,百比特離子阱量子計算原型機作為4類19項重大科技成果對外發布。
◆中國科學院院士、清華大學量子信息中心主任、華翊量子創始人段路明在解讀“百比特離子阱量子計算原型機”成果時表示,量子計算機有三個特點—多、快、省。“多”是指量子計算機能處理大規模的問題。“快”是指在一些特定的問題上,它比經典計算機算得快得多。“省”是指相對于經典的超算,它的能耗小。
◆目前,離子阱量子計算機僅能控制50多個量子比特,操控量子比特需要極高的精準度,這對科研人員來說是一個巨大的挑戰。段路明帶領的團隊通過不懈努力,攻克了這一難題,讓“百比特”離子阱量子計算原型機成為現實。
◆段路明在發布會上展示的一體化離子阱芯片,是量子計算發展史上的一個重要里程碑。這項技術的突破,不僅讓量子計算機的操控變得更加精準,還大幅降低了量子比特之間的干擾,使得量子計算機的運行更加高效。正如段路明所說:“‘百比特’離子阱量子計算原型機的問世,標志著我們向量子計算機的實用化邁出了重要一步。”
◆量子計算機的出現,有望解決人類社會面臨的一些重大問題。從藥物研發到氣候模擬,從密碼破解到人工智能,量子計算機的強大計算能力,將為我們提供前所未有的解決方案。正如段路明院士所言:“量子計算機的出現,將深刻改變我們的世界。”