【环球时报报道 记者 丁雅栀 涂(tu)蕾(lei) 张蔚蓝】编者的话(hua)：在第八个全国科技(ji)工作者日来临之际，《环球时报》推出“走近前沿(yan)科技(ji)”系列报道，将以(yi)专访(fang)国内外知(zhi)名科学家、探访(fang)多领域科研院所(suo)与实验室等方式来多维(wei)度科普前沿(yan)科技(ji)发展成果，弘扬科学家精神。
不久前，中国自主(zhu)超导量子计算机制造链在合肥宣布基本成链。《环球时报》采访(fang)团队日前对国内首家将量子计算正式推向商用领域的量子计算企业(ye)——本源量子进行探访(fang)，并专访(fang)了“本源悟空”研制团队主(zhu)要负(fu)责人、中国科学院量子信息重点实验室副主(zhu)任(ren)郭(guo)国平教授。
“中国的量子计算是从站(zhan)着开始的”
合肥高新区有一条东西(xi)向的云飞路，量子信息这一未(wei)来产业(ye)在这里落(luo)地生花：这里汇(hui)聚了国内众多量子科技(ji)领域的头部企业(ye)，如国盾量子、本源量子、国仪量子等，世(shi)界(jie)上第一颗量子科学实验卫星“墨(mo)子”号、第一条量子保密通信网络“京沪干(gan)线(xian)”，以(yi)及第一台光量子计算机都在这条量子科技(ji)产业(ye)带(dai)上诞生，因此这里又(you)被(bei)称为“量子大(da)道”。
刚(gang)见面，郭(guo)国平就给《环球时报》记者讲了一个故事：21年前，中国的第一个量子计算研究小组在中国科技(ji)大(da)学的一间废弃教室里成立，当时教室里只有一张桌子、一把椅子，“我们6个小组成员只能轮(lun)流坐一坐，后来唯一的一把椅子被(bei)坐塌(ta)了，我们也舍不得花钱去买，每(mei)天仅买科研必(bi)需的液(ye)氦都需要好几千，只有站(zhan)着搞研究。可以(yi)说，中国的量子计算是从站(zhan)着开始的。”
量子计算是一种(zhong)基于量子力学原理的计算方式，它利用量子比(bi)特代替传统计算机中的二进制比(bi)特。如果说二进制比(bi)特就像是一枚(mei)静(jing)止的硬币，只能处于正面朝上或反面朝上（0或1）两种(zhong)状(zhuang)态，那么量子比(bi)特则是一枚(mei)旋转(zhuan)的硬币,可以(yi)同时处于两种(zhong)状(zhuang)态。当两个量子比(bi)特发生纠缠时，它们就像有心灵感(gan)应(ying)的双(shuang)胞胎，无论(lun)相隔多远，一个量子比(bi)特的状(zhuang)态改变会即(ji)时影响到另一个。这使得量子计算机不仅具有加速运(yun)算的功能，而且可以(yi)将某(mou)些在电子计算机上难解的问题（如大(da)数(shu)因子分解）变换为可解的问题。量子计算机的算力之于传统计算机，好比(bi)传统计算机的算力之于旧时的算盘。
当时，这个来自中科大(da)的科研小组已经意识到，量子计算是下一代信息技(ji)术的关键，不仅具有解决传统计算无法应(ying)对的复杂(za)问题的能力，还能向其他行业(ye)渗透并对所(suo)及产业(ye)展开技(ji)术赋能，拉动产业(ye)层次的升级，将对科技(ji)、经济和国家安全产生深远影响。美国早已开展对量子计算的研究，中国的量子计算研究必(bi)须立刻起步，否则未(wei)来会受到他国的量子威慑，“量子科技(ji)不仅仅是科学研究的前沿(yan)领域，更是国家未(wei)来发展的关键所(suo)在。”郭(guo)国平表(biao)示。
21年间，郭(guo)国平团队在国内实验复现了经典的量子霍尔效应(ying)，从而掌(zhang)握(wo)了半导体纳米器件极低温、极弱信号测量技(ji)术，为量子芯片和量子计算的后续研制打下了重要的技(ji)术基础，又(you)先后完成了基于半导体的单比(bi)特、两比(bi)特、三比(bi)特量子计算，实现了国内零(ling)的突破。为研发出可供用户交互使用的工程化量子计算机，郭(guo)国平与自己的老师郭(guo)光灿带(dai)领实验室博士团队，联合创立了量子计算公司——本源量子，并自主(zhu)研制出量子计算的设备和技(ji)术，这些设备和技(ji)术在“本源悟空”上全部实现集成运(yun)行，使我国成为世(shi)界(jie)上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家。
“量子计算机制造链一头连(lian)着科技(ji)创新，一头连(lian)着新质生产力。”郭(guo)国平认为，当前，科技(ji)领域也面临着百年未(wei)有之大(da)变局，站(zhan)在这样一个历史(shi)性的时刻，抓住变革的先机非常重要，谁先抓住谁就能在竞争(zheng)中掌(zhang)握(wo)主(zhu)动权。
如何看(kan)待中外量子计算发展阶段
“随(sui)着量子计算的发展，各种(zhong)各样问题的处理会更加精准。未(wei)来人人都可以(yi)获得定制化的药物、医疗、食品，人与人之间的信息交流都将在量子计算的帮助下变得更加高效，甚(shen)至(zhi)一枚(mei)硬币从高空落(luo)下来，量子计算都可以(yi)给出精准的落(luo)地位置。”当问及对量子计算的未(wei)来畅想，郭(guo)国平如此说。
据他介绍(shao)，从模(mo)拟复杂(za)的物理系统到优化大(da)规模(mo)的组合问题，从加速药物研发到提升信息安全，量子计算构建起的新一代计算体系，有望为当前智能制造、金融分析、新材料研发、生物医疗、物联网等领域的商业(ye)格局带(dai)来革命性转(zhuan)变。“量子计算机，是当前国际科技(ji)赛道‘兵家必(bi)争(zheng)之地’。”郭(guo)国平介绍(shao)说，目前，我国的量子信息技(ji)术发展在国际上处于第一梯队，中国第三代超导量子计算机“本源悟空”搭载72位自主(zhu)超导量子芯片“悟空芯”，共198个量子比(bi)特（衡量量子计算机性能的重要指标，量子比(bi)特数(shu)越多，量子计算机的计算能力越强），是目前中国最先进的可编程、可交付超导量子计算机。从今年1月(yue)“本源悟空”上线(xian)运(yun)行至(zhi)今，这台机器已吸(xi)引全球范(fan)围内124个国家和地区逾953万人次访(fang)问，成功完成超过23.1万个运(yun)算任(ren)务。
郭(guo)国平表(biao)示，如果将人类的一生与我国量子信息技(ji)术发展的周期进行类比(bi)，当前量子计算机技(ji)术正处于七八岁左右的幼年阶段。我国从2020年第一代夸父6比(bi)特超导量子芯片KF C6-130研制成功，到2024年第三代72比(bi)特夸父KF C72-300，仅仅用了4年的时间。
去年2月(yue)，澳大(da)利亚战略政策研究所(suo)发布报告(gao)称，在量子计算、量子加密、量子通信和量子传感(gan)等量子技(ji)术的四大(da)领域中，美国只在量子计算这一领域领先中国，但中国近期的成果表(biao)明美国的优势正在缩(suo)小。
谈及中外差距，郭(guo)国平强调(diao)，要理性地看(kan)待中国量子计算的发展。从量子计算机的整体发展生态来看(kan)，美国的量子计算机发展生态优于我国。一方面，量子信息包(bao)括量子计算、量子通信和量子精密测量，所(suo)有关键性、原理性的概念，都不是中国首先提出的。而量子计算中的测控(kong)系统等依然会用到传统的芯片元器件，在基础相对薄弱的情况下，会影响到量子计算本身(shen)的研发。另一方面，量子计算的发展可以(yi)分为科研、工程化与产业(ye)化三个阶段，尽管中美在量子计算科研成果上的差距逐渐缩(suo)小，但中国的量子计算还停留在科研阶段时，美国的量子计算已先一步走出实验室，走向工程化。IBM、微软、谷(gu)歌(ge)等海外科技(ji)巨头先后发布量子计算路线(xian)图，带(dai)动量子计算产业(ye)发展。当中国进入工程化阶段后，美国又(you)进入了产业(ye)化阶段，形成研发、应(ying)用“双(shuang)向驱动”。从行业(ye)生态看(kan)，美国以(yi)IBM为首的量子计算龙头企业(ye)牵头建立了国际主(zhu)流量子计算产业(ye)联盟，美国、日本、韩国、德国、澳大(da)利亚等230多家来自各行各业(ye)的企业(ye)参与其中，合纵连(lian)横，形成了一个将中国排除在外的量子计算生态圈。
量子计算未(wei)来有哪些发展新趋(qu)势
在当前的国际背景之下，布局自主(zhu)量子计算机产业(ye)链发展已成为我国当前的重大(da)需求之一。当地时间5月(yue)6日，美国国务卿(qing)布林肯在发表(biao)“科技(ji)与美国外交政策的转(zhuan)型”演讲时，将量子技(ji)术列为关乎美国国家竞争(zheng)力和国家安全最重要的六大(da)通用“基础”技(ji)术之一，并强调(diao)美国正在为量子计算的未(wei)来做准备。
演讲发表(biao)3天后，美国商务部就以(yi)所(suo)谓“威胁国家安全”为由，将37家中国实体列入贸易限制清单。
“量子科技(ji)产业(ye)绝(jue)对不是一家一姓的事情，也不是某(mou)一个小团队的事情，中国量子计算机的研发从一开始就要有构建生态体系的意识，需要多种(zhong)不同学科、不同产业(ye)方向的融合协作。”郭(guo)国平强调(diao)。
他告(gao)诉《环球时报》记者，量子计算走出实验室是一个用户和市(shi)场双(shuang)向驱动的过程。在具体运(yun)用领域，如金融、气象、药物研发、能源、大(da)数(shu)据、密码破译等，通过量子计算，都能实现加速作用，基本上所(suo)有需要大(da)规模(mo)算力的场景，都是量子计算具体的应(ying)用场景。“量子计算也同样需要这些场景加速技(ji)术的进步。目前中国量子技(ji)术的迭代进步受制于有限的应(ying)用场景，我们也正通过与超算中心合作拓(tuo)展场景。”郭(guo)国平表(biao)示。
截至(zhi)目前，“本源悟空”已受邀成功接入3个超算中心。此前，本源量子联合上海超级计算中心、国家超级计算郑州中心和中国移动云能力中心共同组建上线(xian)量超融合先进计算平台，并成功接入“本源悟空”量子计算机。今年4月(yue)，“本源悟空”正式入驻国家超算互联网平台。
当前世(shi)界(jie)各国都在加速量子计算机与超级计算机的协同工作（称为“量超融合”）。“量子计算机和超级计算机就像是航母特混舰队中的航空母舰和巡(xun)洋舰，超级计算机可以(yi)处理量子计算机不擅长的工作，量子计算机可以(yi)用于加速处理复杂(za)计算任(ren)务，两者协同会产生更强战力。”他说。
郭(guo)国平说：“未(wei)来5年，全球将进入‘量-超-智’三算融合时代。量子计算、超级计算和智能计算协同完成运(yun)算任(ren)务就是‘量-超-智融合’，如果把普通计算机比(bi)喻(yu)成一把‘步枪’，那么带(dai)有人工智能的智能算力就是一门‘火炮(pao)’，而量子计算机就像是一枚(mei)‘导弹(dan)’。三者协同将是未(wei)来算力的终极形态，我们正在朝着这个方向努力。”