量子比特規(guī)模破千、相干時(shí)間顯著延長(zhǎng)、保真度刷新至99%以上……今年以來(lái)，全球量子計(jì)算領(lǐng)域的新消息不斷，量子比特?cái)?shù)量、質(zhì)量實(shí)現(xiàn)雙提升。

　　科研進(jìn)展不停，資本也聞風(fēng)而動(dòng)。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅今年一季度，我國(guó)量子科技相關(guān)融資總額已超越2025年全年總量。

　　量子，一個(gè)人們“讀不懂”“看不到”的神秘存在，卻與人們生活息息相關(guān)。什么是量子計(jì)算？如何理性看待量子計(jì)算的應(yīng)用前景？科技日?qǐng)?bào)記者就此進(jìn)行了采訪。

　　“量子計(jì)算就是利用量子力學(xué)的性質(zhì)，開發(fā)出的一種新的運(yùn)算工具。與電子計(jì)算機(jī)相比，它的性能是‘指數(shù)上升’。”中國(guó)科學(xué)院院士郭光燦簡(jiǎn)明扼要地解釋了量子計(jì)算的本質(zhì)。

　　量子計(jì)算為什么能帶來(lái)指數(shù)級(jí)的躍遷？不妨與傳統(tǒng)的計(jì)算方式比一比。

　　算盤和電子計(jì)算機(jī)是兩種人們熟悉的計(jì)算工具。一把算盤上，一列珠子一次只能打出一個(gè)數(shù)字，不可能同時(shí)撥出“1”和“2”；一根晶體管，一個(gè)信息單位（比特）要么代表0，要么代表1，不可能同時(shí)表示“0”和“1”。因此，運(yùn)用這兩種工具進(jìn)行計(jì)算，都是“按部就班”，一步一步來(lái)。

　　但在量子世界里，傳統(tǒng)的運(yùn)算模式被顛覆了。北京理工大學(xué)物理學(xué)院量子技術(shù)研究中心長(zhǎng)聘教授尹璋琦介紹，因?yàn)榱孔恿W(xué)中的疊加原理，量子世界的信息單位，即量子比特，可以既代表“1”也代表“0”。而兩個(gè)量子比特組合，就可以代表“00”“01”“10”“11”四種信息。隨著量子比特?cái)?shù)量的增加，其存儲(chǔ)信息也以2n的模式，實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

　　“這也意味著，10量子比特就可以‘一次性’處理1024種可能性，經(jīng)典計(jì)算機(jī)則需通過線性遍歷，執(zhí)行1024次獨(dú)立運(yùn)算，才能完成同等覆蓋范圍。”尹璋琦說。

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)講席教授陸朝陽(yáng)形象地把量子疊加特性比作“分身術(shù)”。“這一特點(diǎn)打破了經(jīng)典邏輯中‘非此即彼’的模式，帶來(lái)了計(jì)算范式根本性的轉(zhuǎn)變。”陸朝陽(yáng)說。

　　量子疊加是量子計(jì)算核心原理中最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的一條。量子糾纏、量子干涉等特性，則讓量子計(jì)算具備了協(xié)同處理復(fù)雜問題的能力，同時(shí)計(jì)算精準(zhǔn)度也得以提高。

　　在計(jì)算原理之外，還有很多人好奇，量子計(jì)算機(jī)到底長(zhǎng)啥樣？尹璋琦告訴記者，不同技術(shù)路線下，量子計(jì)算機(jī)的裝置不盡相同。以利用人工原子為量子信息載體的超導(dǎo)路線量子計(jì)算機(jī)為例，其主要由超導(dǎo)量子芯片、稀釋制冷機(jī)、測(cè)控系統(tǒng)等部分構(gòu)成。

　　量子計(jì)算機(jī)性能強(qiáng)大，但它是否“無(wú)所不能”，能夠解決生活中所有算不了、算不準(zhǔn)的問題？對(duì)此，多位專家呼吁理性看待量子計(jì)算的應(yīng)用邊界與發(fā)展現(xiàn)狀。

　　從應(yīng)用邊界上看，專家們表示，量子計(jì)算并非把不可計(jì)算的問題變成可計(jì)算，而是提高部分問題的求解效率。量子計(jì)算機(jī)也不會(huì)代替電子計(jì)算機(jī)，它更像是面向特定難題的高端計(jì)算工具，兩者互為補(bǔ)充。

　　從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，陸朝陽(yáng)坦言，當(dāng)前，量子計(jì)算還處于發(fā)展初期，還只能針對(duì)特定問題進(jìn)行計(jì)算。行業(yè)后續(xù)應(yīng)聚焦核心問題開展攻關(guān)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈形成，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)健康生態(tài)。不能盲目炒作，夸大量子計(jì)算應(yīng)用，吸引資本盲目入局，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)生態(tài)泡沫化。

　　“比如，目前量子計(jì)算產(chǎn)品已經(jīng)落地并服務(wù)于人工智能、金融科技、醫(yī)療等說法，根據(jù)學(xué)術(shù)界嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓沧R(shí)并不成立。”陸朝陽(yáng)說。

　　以人工智能應(yīng)用場(chǎng)景為例，尹璋琦介紹，隨著人工智能模型越做越大，算力、能耗成為發(fā)展瓶頸。量子計(jì)算機(jī)則有望突破傳統(tǒng)芯片的能效比和算力極限，促進(jìn)人工智能技術(shù)發(fā)展。但目前，如何讓兩者更好“手牽手”，使量子計(jì)算機(jī)的算力與實(shí)際應(yīng)用需求緊密結(jié)合、相互匹配，仍有待繼續(xù)探索。

　　尹璋琦指出，當(dāng)前，所有“量子優(yōu)越性”實(shí)驗(yàn)均針對(duì)高度定制化的數(shù)學(xué)問題，因此在具體行業(yè)落地中，并不是“拿來(lái)就能用”。就像人工智能大模型在各個(gè)行業(yè)落地，需要依靠豐富的行業(yè)數(shù)據(jù)，充分在實(shí)踐中迭代一樣，量子計(jì)算也要有充足、豐富的行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)集，在持續(xù)錘煉、調(diào)試中，提升協(xié)同能力。

　　“行業(yè)更需凝聚共識(shí)，打破數(shù)據(jù)孤島，促進(jìn)數(shù)據(jù)合規(guī)共享；同時(shí)，資本要保持定力，量子計(jì)算落地需要長(zhǎng)期穩(wěn)定的投入，而非盲目地一擁而上、一哄而散。”尹璋琦說。

原標(biāo)題：量子技術(shù)：應(yīng)用仍待深入探索
記者：吳葉凡
責(zé)任編輯：楊曦、陳鍵
網(wǎng)頁(yè)編輯：蘇偉