作者：明梅骅 彭学英

　　提到量子计算，不少人以为，这是最近几年才火起来的词汇。殊不知，量子力学这门研究微观粒子运动规律的理论，已经进入人们生活100多年，催生了集成电路、激光、核磁共振等技术发明。

 

　　以2003年中国第一个量子计算研究小组成立为标志，中国量子计算走过了20年发展历程。从“一张桌子、一把椅子”的简陋工作室到2022年全球融资最多的量子计算企业，从全球落后水平到量子计算机整机交付……中国量子计算实现了从落后到追赶，再到紧跟国际水平。

 

　　近期，由中国计算机学会(CCF)主办的第二届CCF量子计算大会暨中国量子计算产业峰会即将召开，这场盛会将展示数字中国量子计算最新成果、分享发展经验，为量子计算领域多学科交叉融合和多技术领域集成创新提供良好的交流平台，从不同侧面勾画出中国量子计算的新面貌。

 

　　站着研究，让中国量子计算“站起来”

 

　　在量子理论发轫的1900年，当时的中国只能做个看客。百余年后的今天，中国量子科技何以崛起？

 

　　改革开放后国内最早开始量子信息研究的中国科学院院士郭光灿，至今还记得1980年到加拿大多伦多大学留学时的发现：国外对量子光学的研究始于20世纪60年代，国内相关研究近乎空白。

 

　　面对落后20年的差距，他和一群在加拿大、美国留学的中国学生相约，谁先回国谁就组织队伍，把量子光学这一摊担子挑起来。

 

　　1984年，回国后的郭光灿主持召开全国第一个量子光学学术会议。此后，他开设了国内第一门量子光学课程，组建了第一个量子信息实验室，并于2001年获得中国首个量子信息技术“973”项目，聚拢起全国十多个科研单位50余名学者组成的团队。

 

　　如今，这个队伍里的五位课题组长郭光灿、彭堃墀、孙昌璞、潘建伟、杜江峰先后被评为中国科学院院士，十多位年轻的学术骨干在量子信息科研中继续发挥着重要的作用。

 

　　放眼未来世界格局，国力的竞争就是算力的竞争，世界各国都对可能颠覆传统计算方式的量子计算机格外重视，中国一定要有自己的“量子算力”。

 

　　在郭光灿的支持下，2003年，在中国科学技术大学一间编号为“8013”的闲置教室里，中国第一个量子计算研究小组正式成立，科研人员开始探索如何在现实中造出中国的量子计算机。

 

　　当时，教室简陋到只有一把椅子。“椅子只有一把，就轮流坐；电脑只有一台，就轮流用。”回忆起当年的场景，科研团队成员记忆犹新，椅子很快坐塌了，他们就站着研究。

 

　　即使站着研究，也要让中国量子计算“站起来”。凭着这份坚持与耐心，中国量子计算的科研工作者们走上了一条逐梦之路。

本源量子多台量子计算机实景图
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　　走出实验室，让量子技术追本溯源

 

　　相较于量子光学、量子通信，量子计算是一条更难走的路。如果说半导体领域是“板凳坐穿十年冷”，量子计算则是“十年寒窗无人问”。

 

　　当时，量子计算在国内的基础近乎空白，研究很花钱，又难出论文。但在国内仍有这么一群坚定的科研人员，他们一步一个脚印，将中国量子计算产业不断向前推进。

 

　　于是，逢山开路，遇水架桥。量子芯片、量子计算测控一体机、量子操作系统、量子软件、量子计算云平台……近年来，中国量子计算研究不断取得新成果，实现了从零到一，从无到有的突破。

 

　　尽管这些成绩，足够瞩目。但在那时，国外谷歌、英特尔等科技巨头已经开始把量子计算由实验室向工程化、产业化推进。而彼时中国的量子产业，是刚刚初现一道曙光，与发达国家差距巨大。

 

　　为了适应量子计算技术的科学研究与工程技术并重的前沿趋势，2017年，在没有企业愿意投入、合作开发量子计算机的情况下，郭光灿院士和郭国平教授带领中科院量子信息重点实验室博士团队，联合创立了中国第一家量子计算公司——本源量子计算科技(合肥)股份有限公司，全栈研制开发量子计算。

 

　　此后，以本源量子为代表的的中国科研团队，肩负着国家使命和个人的情怀理想，将自己的研究成果真正变成产品，而不只是在实验室、故事本、论文集里面。他们不仅要为国家抢到足够多的核心专利，还要让中国能够在全球量子计算科研领域占有一席之地，能够跟上国际上领先的前沿科技步伐。

 

　　在权威机构公布的全球量子计算技术发明专利排行榜中，包括本源量子、百度网讯、浪潮、腾讯科技、华为、阿里巴巴、图灵量子、启科量子、量旋科技、国家电网、国仪量子、四川元匠科技、阿里巴巴达摩院、建银国际、永达电子等中国公司入选前100位。其中，本源量子以234件专利数量排名量子计算行业国内第一位和国际第六位。

 

　　从无到有，擦亮中国硬科技名片

 

　　启科量子推出离子阱量子计算工程机AbaQ-1、百度成立量子计算研究所、阿里巴巴成立达摩院量子实验室、腾讯成立量子实验室、华为发布量子计算模拟器HiQ云服务平台……

 

　　在量子计算机工程之路上，除了“先行者”本源量子，一批中国企业纷纷进军布局，无论是以启科量子、图灵量子等为代表的量子计算初创公司，还是以阿里巴巴、百度、腾讯、华为代表的科技企业，均成立了量子实验室，在量子计算硬件、软件算法、云平台及应用服务等方面开展研究。

 

　　目前，中国首个量子计算产业联盟已经成立。2023年5月，中国航空工业集团、郑州大学国家超级计算中心等34家企业、高校等机构加盟，涉及航空航天、大数据、先进计算、金融等领域。

 

　　产业的发展离不开政策支持，2016年8月国务院颁发《“十三五”国家科技创新规划》将量子计算机列入科技创新2030重大项目，研制通用的量子计算原型机和实用化量子模拟机。2021年，“量子信息”首次出现在“十四五”规划及政府工作报告中。这一年起，教育部正式把量子信息学科纳入本科生教育，以加快量子领域人才梯队培养。越来越多的人才和资本流向量子赛道，产业得以蓬勃发展。

 

　　毫无疑问，量子计算已经成为中国硬科技的一张名片。

 

　　量子计算攻坚作为一场持久战，也还有很多问题有待突破和解决。以国内量子计算产业为例，仍面临着技术落地难、产业配套不健全等方面的挑战。例如，目前量子计算在运算过程中难以提供稳定的算力；量子比特的数量虽然已达到了量子优越性，但量子纠缠的操纵精度、纠错容错能力仍旧不够。

 

　　量子计算是一门艰深的学科，人类刚刚敲开量子科技的大门，在诸多物理体系的技术突破上仍充满荆棘。这场量子计算的全球争夺战，本质上更像一场马拉松。

 

　　大国要有算力，面向“十四五”乃至更长远的未来，量子计算能否成为中国在全球科技产业中“换道超车”、掌握尖端技术话语权的重要核心技术，让我们拭目以待。