逻辑比特研发的量子计算机与超导量子芯片。受访者供图
拥有超级计算能力的量子计算，离我们越来越近了。
8月17日，市场监管总局传来消息：在国际标准化组织量子技术联合技术委员会（IEC/ISO JTC3）第五次全体会议期间，由我国牵头的多项量子技术国际标准提案获批立项，标志着我国在量子计算领域国际标准制定中迈出重要一步。
而前不久，杭州逻辑比特科技有限公司发布超导量子计算云平台，面向高校、科研机构以及医药等多个行业开放。也就是说，在不远的将来，量子计算将在新药研发等领域，协助完成运算量巨大、经典计算机几乎无法胜任的复杂任务。
这是一个新兴且发展迅猛的领域。2025年以前，量子计算还只是实验室里的课题；但短短一年间，相关赛道已然上演一场激烈的产业竞赛。
“十五五”规划纲要明确提出“前瞻布局未来产业”“强化战略前沿领域科技布局”，并把量子科技列为重要板块内容。浙江省已将量子科技列为未来场景培育的前沿赛道之一。美国、欧盟、日本等经济体纷纷发力，全球超百家企业同台竞技。
一场关乎未来算力话语权的博弈已开启。
九州量子自研的光量子在进行芯片键合封装。受访者供图
能力开挂，突破传统算力天花板
著名的摩尔定律告诉我们：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18至24个月便会增加一倍，同时芯片与计算性能同步提升，制造成本下降一半。
但随着芯片工艺进入3纳米及以下级别，集成电路上晶体管密度逼近物理极限，单纯靠工艺改进已很难让计算能力继续跃升。西湖量子研究院首席科学家、浙江大学教授林强表示：“寻找全新的计算范式成为行业发展的必然趋势，量子计算或许是破局的关键。”
量子计算到底是什么？凭什么破局？答案藏在量子世界的底层规则里。
在经典物理中，万物状态都是确定的。例如，灯泡只可能存在两种状态：要么亮，要么灭。
但微观粒子世界完全不同——电子、光子等量子物体，在未被观测时能同时处于多种状态的叠加之中。用中国科学院院士潘建伟的话来说，相当于孙悟空的分身术，“一个孙悟空可以同时出现在多个地方，每个分身都是他的叠加态”。
量子计算的能力之强，既在于存储的信息量大，也在于计算速度快。
首先，存储能力是“天量级”的。一把算盘上，一列珠子一次只能打一个数字；传统计算机采用二进制，一个信息存储单位“比特”要么代表“0”，要么代表“1”。而量子世界的信息单位，即量子比特，可以既代表“1”也代表“0”。两个量子比特组合，就可以代表“00”“01”“10”“11”四种信息。随着量子比特数量的增加，其承载的信息量呈2的n次方增长。例如，10个量子比特就能同时表示1024种可能状态。
第二，计算速度是“开挂级”的。算盘和传统计算机属于“排队式”运算，算完前一道才能算下一道。但量子计算则可以让多任务，甚至是海量任务同时进行。林强打了个比方：“经典计算就像食堂只开了一个窗口，打饭的人要一个个来；量子计算类似于同时开了几十、上百甚至成千上万个窗口，瞬间完成打饭任务。”
这两种优势加起来，就是让人惊艳的计算能力了。今年5月，中国研制的“九章四号”光量子计算原型机成功操控并探测高达3050个光子的量子态，其求解特定问题的速度，达到了当下全球最快超级计算机的10的54次方倍。
这种指数级的算力跃迁，未来将加速打破医药、材料、金融等众多行业的发展瓶颈。而谁先掌握这种计算能力，谁就握住了下一轮产业变革的钥匙。
联合国教科文组织发布的“可持续发展全球量子倡议（2026—2028）”数据显示，全球量子科技投资已超过557亿美元，预计到2040年将增至1060亿美元。
美国延续其在芯片和互联网领域的发展路径，政府出政策、出资金，谷歌、IBM等企业主导研发与产业化。今年5月，美国商务部向9家量子企业提供20亿美元支持，推动基础设施建设；6月，美国总统特朗普签署行政令，要求加速量子计算机研发部署。
欧盟2018年启动量子旗舰计划，为期10年、投入10亿欧元，后续通过“地平线欧洲”计划和2023年签署的《欧洲量子技术宣言》加大支持力度，着力打造量子产业集群。
日本今年6月宣布，计划到2040年推动370万亿日元（约2.3万亿美元）长期投资，量子技术位列重点领域之一。
当前，我国量子计算产业已从跟跑中站稳脚跟，进入世界第一方阵。“九章”系列光量子计算机和“祖冲之号”系列超导量子计算机，均取得世界级成果。
逻辑比特的微纳加工中心，工作人员正在忙碌。受访者供图
全球入局，多路线攻坚技术高峰
讲完了原理，再讲讲实物——一台真正能用的量子计算机。
眼下，量子计算机主要停留在实验样机阶段，尚未达到量产，而且因为量子计算技术路线的不同，世界各国采用了不同的制造路径。
这就好比造一个汽车的动力系统，有人研发汽油发动机，有人打造电动马达。动力来源不同，部件构造和系统架构也大不一样。
目前全球主流路线分四类：超导路线用超导电路构成量子比特，工艺最接近传统半导体；离子阱路线用激光“抓住”带电离子，靠电磁场囚禁操控；光量子路线以光子作为信息载体；中性原子路线用激光冷却不带电的中性原子，是近几年兴起的新方向。此外，硅基量子点、拓扑量子等技术的探索也在进行中。
具体实践中，超导路线入局者最多，美国谷歌和IBM主攻此路；光量子路线，受到美国PsiQuantum（Psi源自希腊字母Ψ，在量子力学中常代表波函数；Quantum意为“量子”）、加拿大Xanadu（音译“仙乐都”，意为“世外桃源”）青睐；离子阱路线有英国Oxford Ionics（意为“牛津离子”）和美国IonQ的追捧；中性原子路线虽起步晚，但美国Infleqtion等初创企业正积极探路。
“谁都没取得绝对优势，未来哪一条技术路线能胜出，尚无定论。”林强说，每条路线各有优劣——超导电路速度快、规模大，但需低温、相干时间短；离子阱保真度高、全连通，但扩展困难；光量子可室温运行，但纠缠门效率受限；中性原子比特规模潜力大，但门速较慢。未来，各条路线或将适配不同应用场景。
目前，我国依托中国科学院、清华大学、复旦大学、浙江大学等科研力量，在上述四个主流方向均有布局，算力和软件开发等领域也在快速发展。
浙江的量子计算版图，则以杭州为核心，辐射嘉兴、绍兴等周边城市，相关企业有三四十家，居全国前列。其中，两家杭州公司在超导和光量子路线上各有侧重。
孵化自浙大的杭州逻辑比特科技有限公司，是国内最早从事多比特超导量子计算研究的团队之一，曾三度刷新超导量子系统全局纠缠比特数世界纪录，如今具备从芯片到整机的全链条能力。
另一家浙江九州量子信息技术股份有限公司主攻光量子路线，选择了国际主流的氮化硅芯片这一集成光量子技术路线，已掌握芯片设计和底层硅基光电器件全套自研技术，业务布局全面覆盖光芯片、光源探测、测控、整机及算法五大方向。这条路线最突出的核心优势便是可编程：光路可实时重构，算法可动态改写，灵活适配多种计算任务。
虽然技术路线还在摸索中，但国际公认的量子计算发展“三步走”相对清晰。第一步，实现量子计算优越性，中美等国已通过原型机实验达成这一关键里程碑。第二步，造出专用量子模拟机，用于药物研发、新材料设计等现实场景。第三步，在量子纠错技术成熟后，构建可编程通用量子计算机。
“全球正处于从第一步迈向第二步的过渡期。造出真正的通用型量子计算机，尚需时日。”林强说。
从科研到产业，得打持久战
从全球范围来讲，当下量子计算正从“纯科研”转向“产业化”。
麦肯锡报告显示，全球量子计算企业2025年全年收入已超10亿美元，包含设备销售、项目收入、云端调用等；预计到2035年，相关产业经济价值有望达到1.3万亿至2.7万亿美元。
面对如此广阔的一片蓝海，浙江企业主动迈出了商业化的步伐。逻辑比特推出超导量子计算云平台，向生物医药、化学、能源等领域开放算力，部分关键指标看齐甚至超过了国际一流量子云平台。创始人王震在7月9日逻辑比特Quantum Day（量子日）活动上坦言：“很多国外量子计算机对国内不开放，但企业有刚需。我们的云平台为此而生，先把生态做起来。”他计划在未来三年中，让量子计算与药物研发、材料模拟、AI深度绑定，“争取跑出超越经典计算机的里程碑式成果”。
九州量子创始人郑韶辉认为：“量子计算不是要取代经典计算，而是帮我们突破能力边界，为行业一线赋能。”公司紧盯生物医药分子模拟、新材料电子结构计算等场景，目前已研发出兼备研发试训功能和小规模应用算法功能的光量子计算机，其目标是未来三年发展超200家付费用户，完成不少于10个行业验证案例，“让量子计算机从实验室装置变成行业工具箱”。
前景让人振奋，蓝图已经绘就，但眼前仍有挑战亟待攻克。
在今年8月举行的第五届CCF（中国计算机学会）量子计算大会上，中科院院士薛其坤提醒：通用容错量子计算机——也就是能自行纠错、稳定运行通用程序的机器——研发难度极高，距离大规模商用还有待时日，“得打持久战”。
而产业层面的问题就更多了。
量子计算机产业链涉及材料、光学、电子、精密机械、软件算法等环节，任一环节出现短板，整条产业链就难以顺畅运转；量子芯片基材和精密加工工艺等仍有短板；企业运用量子计算的需求是真实存在的，但租用或采购这套服务的前期投入目前在500万元到1500万元，门槛不低。此外，行业还存在“为项目而项目”的现象，部分课题冲着经费去，与真实的市场需求存在较大差距。
面对这些坎儿，林强判断“量子计算在投资方面要防止过度炒作，资本终究要回报，而量子计算是场马拉松，需要耐心资本长期陪跑”。
他同时强调：“量子计算必须解决真问题，最终要让普通人受益。”例如在制药领域，筛选有效成分就是个“卡脖子”环节。一款新药从研发到上市平均耗时15年，耗资超20亿美元，相当长的时间花在了反复筛选分子上。如果量子计算能切入这一环，药物发现周期或能从“年”压缩到“月”，研发成本也会大幅下降，惠及广大病患。
具体到浙江，未来该怎么定位？
郑韶辉的建议很直接：做全国量子科技产业化应用的高地，“中国的最大优势是超大规模的应用场景和完整的产业链，而浙江数字经济发达、民营经济活跃，企业嗅觉灵、决策快、敢试错，这正是产业化最肥沃的土壤。”
量子世界原本就充满不确定性，产业布局与发展也注定要在不确定中寻找确定，但好在未来正在招手。
