【环球时(shi)报报道 记(ji)者 丁雅栀 涂蕾 张蔚蓝】编者的话：在第八个全国科技工作者日来临之际，《环球时(shi)报》推出“走近前沿科技”系列报道，将以专访国内外知名科学家、探访多(duo)领(ling)域科研院所与实验室等方式来多(duo)维度科普前沿科技发展成果，弘扬科学家精神。
不(bu)久前，中国自主(zhu)超导量子计算机制造链在合肥宣布基(ji)本成链。《环球时(shi)报》采访团队日前对国内首家将量子计算正式推向商用领(ling)域的量子计算企业(ye)——本源量子进行探访，并专访了“本源悟空”研制团队主(zhu)要负责(ze)人、中国科学院量子信息重点实验室副(fu)主(zhu)任(ren)郭国平教授。
“中国的量子计算是从站着开始的”
合肥高新区有一(yi)条(tiao)东西向的云(yun)飞路，量子信息这一(yi)未来产业(ye)在这里落地生花：这里汇(hui)聚了国内众多(duo)量子科技领(ling)域的头部企业(ye)，如国盾量子、本源量子、国仪量子等，世界上第一(yi)颗量子科学实验卫星“墨子”号、第一(yi)条(tiao)量子保密通信网(wang)络“京沪(hu)干线”，以及第一(yi)台光量子计算机都在这条(tiao)量子科技产业(ye)带(dai)上诞生，因(yin)此这里又被称(cheng)为“量子大道”。
刚见面，郭国平就(jiu)给《环球时(shi)报》记(ji)者讲(jiang)了一(yi)个故事：21年前，中国的第一(yi)个量子计算研究小(xiao)组在中国科技大学的一(yi)间废弃教室里成立，当时(shi)教室里只(zhi)有一(yi)张桌子、一(yi)把椅子，“我们(men)6个小(xiao)组成员只(zhi)能轮(lun)流坐一(yi)坐，后来唯一(yi)的一(yi)把椅子被坐塌了，我们(men)也舍(she)不(bu)得花钱去(qu)买，每天仅买科研必需的液氦都需要好(hao)几千，只(zhi)有站着搞研究。可以说(shuo)，中国的量子计算是从站着开始的。”
量子计算是一(yi)种基(ji)于量子力学原理的计算方式，它利(li)用量子比特代替传统计算机中的二进制比特。如果说(shuo)二进制比特就(jiu)像是一(yi)枚静止的硬币(bi)，只(zhi)能处于正面朝上或反面朝上（0或1）两种状态，那么量子比特则是一(yi)枚旋(xuan)转的硬币(bi),可以同时(shi)处于两种状态。当两个量子比特发生纠缠时(shi)，它们(men)就(jiu)像有心灵感应的双胞胎，无论相隔多(duo)远，一(yi)个量子比特的状态改变会即时(shi)影响到另一(yi)个。这使得量子计算机不(bu)仅具(ju)有加速运算的功能，而且可以将某些在电子计算机上难解的问(wen)题（如大数因(yin)子分解）变换为可解的问(wen)题。量子计算机的算力之于传统计算机，好(hao)比传统计算机的算力之于旧时(shi)的算盘。
当时(shi)，这个来自中科大的科研小(xiao)组已经(jing)意识到，量子计算是下一(yi)代信息技术的关键，不(bu)仅具(ju)有解决传统计算无法应对的复杂(za)问(wen)题的能力，还(hai)能向其他行业(ye)渗透并对所及产业(ye)展开技术赋能，拉动产业(ye)层次的升级，将对科技、经(jing)济和(he)国家安全产生深(shen)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须立刻起步，否则未来会受到他国的量子威慑，“量子科技不(bu)仅仅是科学研究的前沿领(ling)域，更是国家未来发展的关键所在。”郭国平表示。
21年间，郭国平团队在国内实验复现了经(jing)典(dian)的量子霍尔效应，从而掌(zhang)握了半导体纳米器件极低(di)温、极弱(ruo)信号测量技术，为量子芯片和(he)量子计算的后续研制打下了重要的技术基(ji)础，又先(xian)后完成了基(ji)于半导体的单比特、两比特、三比特量子计算，实现了国内零的突破。为研发出可供用户交互使用的工程化量子计算机，郭国平与自己的老师郭光灿带(dai)领(ling)实验室博(bo)士团队，联合创(chuang)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(bei)和(he)技术，这些设备(bei)和(he)技术在“本源悟空”上全部实现集成运行，使我国成为世界上第三个具(ju)备(bei)量子计算机整机交付能力的国家。
“量子计算机制造链一(yi)头连着科技创(chuang)新，一(yi)头连着新质生产力。”郭国平认为，当前，科技领(ling)域也面临着百年未有之大变局(ju)，站在这样一(yi)个历史性的时(shi)刻，抓住变革的先(xian)机非常重要，谁(shui)先(xian)抓住谁(shui)就(jiu)能在竞争中掌(zhang)握主(zhu)动权。
如何看(kan)待中外量子计算发展阶段
“随着量子计算的发展，各种各样问(wen)题的处理会更加精准。未来人人都可以获得定制化的药物、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，甚至一(yi)枚硬币(bi)从高空落下来，量子计算都可以给出精准的落地位置。”当问(wen)及对量子计算的未来畅想，郭国平如此说(shuo)。
据他介绍，从模拟复杂(za)的物理系统到优化大规模的组合问(wen)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(yi)代计算体系，有望为当前智能制造、金融(rong)分析、新材料研发、生物医疗、物联网(wang)等领(ling)域的商业(ye)格局(ju)带(dai)来革命性转变。“量子计算机，是当前国际科技赛道‘兵家必争之地’。”郭国平介绍说(shuo)，目(mu)前，我国的量子信息技术发展在国际上处于第一(yi)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个量子比特（衡量量子计算机性能的重要指标，量子比特数越多(duo)，量子计算机的计算能力越强(qiang)），是目(mu)前中国最先(xian)进的可编程、可交付超导量子计算机。从今年1月“本源悟空”上线运行至今，这台机器已吸引(yin)全球范围内124个国家和(he)地区逾953万人次访问(wen)，成功完成超过23.1万个运算任(ren)务(wu)。
郭国平表示，如果将人类的一(yi)生与我国量子信息技术发展的周期进行类比，当前量子计算机技术正处于七八岁左右的幼年阶段。我国从2020年第一(yi)代夸父6比特超导量子芯片KF C6-130研制成功，到2024年第三代72比特夸父KF C72-300，仅仅用了4年的时(shi)间。
去(qu)年2月，澳大利(li)亚战略政策研究所发布报告称(cheng)，在量子计算、量子加密、量子通信和(he)量子传感等量子技术的四大领(ling)域中，美国只(zhi)在量子计算这一(yi)领(ling)域领(ling)先(xian)中国，但中国近期的成果表明美国的优势正在缩小(xiao)。
谈及中外差距，郭国平强(qiang)调，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(yi)方面，量子信息包括(kuo)量子计算、量子通信和(he)量子精密测量，所有关键性、原理性的概念，都不(bu)是中国首先(xian)提出的。而量子计算中的测控系统等依然会用到传统的芯片元器件，在基(ji)础相对薄(bao)弱(ruo)的情况下，会影响到量子计算本身的研发。另一(yi)方面，量子计算的发展可以分为科研、工程化与产业(ye)化三个阶段，尽管(guan)中美在量子计算科研成果上的差距逐渐缩小(xiao)，但中国的量子计算还(hai)停留在科研阶段时(shi)，美国的量子计算已先(xian)一(yi)步走出实验室，走向工程化。IBM、微软、谷歌等海外科技巨头先(xian)后发布量子计算路线图，带(dai)动量子计算产业(ye)发展。当中国进入工程化阶段后，美国又进入了产业(ye)化阶段，形成研发、应用“双向驱动”。从行业(ye)生态看(kan)，美国以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、澳大利(li)亚等230多(duo)家来自各行各业(ye)的企业(ye)参与其中，合纵连横，形成了一(yi)个将中国排除在外的量子计算生态圈。
量子计算未来有哪些发展新趋势
在当前的国际背(bei)景之下，布局(ju)自主(zhu)量子计算机产业(ye)链发展已成为我国当前的重大需求之一(yi)。当地时(shi)间5月6日，美国国务(wu)卿布林肯在发表“科技与美国外交政策的转型”演讲(jiang)时(shi)，将量子技术列为关乎美国国家竞争力和(he)国家安全最重要的六大通用“基(ji)础”技术之一(yi)，并强(qiang)调美国正在为量子计算的未来做准备(bei)。
演讲(jiang)发表3天后，美国商务(wu)部就(jiu)以所谓“威胁国家安全”为由(you)，将37家中国实体列入贸(mao)易限制清单。
“量子科技产业(ye)绝对不(bu)是一(yi)家一(yi)姓的事情，也不(bu)是某一(yi)个小(xiao)团队的事情，中国量子计算机的研发从一(yi)开始就(jiu)要有构建生态体系的意识，需要多(duo)种不(bu)同学科、不(bu)同产业(ye)方向的融(rong)合协作。”郭国平强(qiang)调。
他告诉(su)《环球时(shi)报》记(ji)者，量子计算走出实验室是一(yi)个用户和(he)市场双向驱动的过程。在具(ju)体运用领(ling)域，如金融(rong)、气象(xiang)、药物研发、能源、大数据、密码破译等，通过量子计算，都能实现加速作用，基(ji)本上所有需要大规模算力的场景，都是量子计算具(ju)体的应用场景。“量子计算也同样需要这些场景加速技术的进步。目(mu)前中国量子技术的迭代进步受制于有限的应用场景，我们(men)也正通过与超算中心合作拓(tuo)展场景。”郭国平表示。
截至目(mu)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(he)中国移动云(yun)能力中心共同组建上线量超融(rong)合先(xian)进计算平台，并成功接入“本源悟空”量子计算机。今年4月，“本源悟空”正式入驻国家超算互联网(wang)平台。
当前世界各国都在加速量子计算机与超级计算机的协同工作（称(cheng)为“量超融(rong)合”）。“量子计算机和(he)超级计算机就(jiu)像是航(hang)母特混舰队中的航(hang)空母舰和(he)巡(xun)洋舰，超级计算机可以处理量子计算机不(bu)擅长(chang)的工作，量子计算机可以用于加速处理复杂(za)计算任(ren)务(wu)，两者协同会产生更强(qiang)战力。”他说(shuo)。
郭国平说(shuo)：“未来5年，全球将进入‘量-超-智’三算融(rong)合时(shi)代。量子计算、超级计算和(he)智能计算协同完成运算任(ren)务(wu)就(jiu)是‘量-超-智融(rong)合’，如果把普通计算机比喻成一(yi)把‘步枪’，那么带(dai)有人工智能的智能算力就(jiu)是一(yi)门‘火炮’，而量子计算机就(jiu)像是一(yi)枚‘导弹’。三者协同将是未来算力的终极形态，我们(men)正在朝着这个方向努力。”