◇郭朝先（工業經濟研究所）
量子計算是一種遵循量子力學規律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式，其核心是利用量子比特的疊加與糾纏等特性，在特定問題上實現超越經典計算機的指數級加速。事實上，經典計算可以看作一類特殊的量子計算。量子計算對經典計算作了極大的擴充，其本質特征為量子疊加性和量子相干性。量子計算機對每一個疊加分量實現的變換相當于一種經典計算，所有這些經典計算同時完成，并按一定的概率振幅疊加起來，給出量子計算機的輸出結果。由此，量子計算又稱為量子并行計算。量子計算機特別擅長解決海量并行搜索、復雜組合優化、大數分解、分子模擬、密碼分析、AI加速等經典計算機跑不動的難題。
近年來，世界主要國家都高度重視量子科技的發展，我國已將量子科技提升至國家戰略高度，并納入未來產業的核心布局，而量子計算是量子科技最核心、最具顛覆性的一個分支領域。“十五五”規劃綱要明確指出，瞄準引領未來發展重點領域，構建未來產業全鏈條培育體系，推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經濟增長點。近年來，量子科技連續被寫入政府工作報告。工業和信息化部等七部門發布《關于推動未來產業創新發展的實施意見》，明確提出打造量子計算機等創新標志性產品。此外，北京、合肥、上海、深圳等地紛紛出臺促進量子科技發展的地方性政策文件。政策合力必將促進我國量子計算迅速發展。
當前，量子計算技術路線主要有6條，分別是超導、離子阱、光量子、中性原子、硅半導體和拓撲，它們在物理載體、操控方式和成熟度上各有千秋，目前并沒有一條絕對主導的單一技術路線。無論哪條路線，當前都在全力攻克“量子糾錯”難題，即如何在增加量子比特數量的同時，把錯誤率降下來，從而邁向真正可用的通用量子計算時代。2024年12月發布的最新一代超導量子計算芯片Willow，首次實現了“低于閾值”的歷史性成就，即隨著物理量子比特數量的增加，系統的錯誤率反而呈指數級下降。這證明了通過增加更多物理量子比特來構建更穩定的“邏輯量子比特”是可行的，對攻克“量子糾錯”難題前進了一大步，為未來建造大規模、可容錯的通用量子計算機奠定了理論基礎。
我國在量子計算領域并非“單點突破”，而是采取了“多路并進”的戰略，整體水平居于國際第一方陣。目前，我國在光量子（如“九章”系列）和超導量子（如“祖沖之”系列）這兩條具有潛力的主流技術路線上，均已達到世界頂尖水平，并且是全球唯一在這兩條路線上都實現了“量子計算優越性”（即量子算力超越最強超級計算機）的國家。2025年3月，我國自主研制的超導量子計算機“祖沖之三號”，在“量子隨機線路采樣”任務中，其處理速度比目前國際上最快的超級計算機快千萬億倍。2026年5月，我國自主研制的光量子計算機“九章四號”，實現了對高達3050個光子的操縱和探測。在處理特定數學問題（高斯玻色采樣）時，“九章四號”的計算速度比當前全球最快的超級計算機快10的54次方倍。
