题图：2023中关村论坛展出的分布式离子阱量子计算机（《中国经济周刊》 记者 贾璇 摄）
近年来，伴随AI计算需求的成倍提升，关于算力缺口的探讨逐渐升温。量子计算的出现，让算力跃迁成为可能。
2019年9月，谷歌曾宣布研制出53个量子比特的计算机“悬铃木”，该计算机对一个量子线路取样100万次仅花费了200秒，而完成同样任务，当时世界排名第一的超级计算机“Summit”则需要1万年。
所谓量子计算，是按照既定的算法和程序对量子态进行操控的过程。它作为核心，和量子通信、量子精密测量构成了量子科技的三大领域。
作为一种全新的计算方式，量子计算在基础科学探索、人工智能、数字经济等领域具备颠覆性的手段。在2023中关村论坛开幕式上发布的10项重大科技成果中，就有新一代量子计算云平台。
近年来，我国的量子计算科研工作捷报频传，在多粒子量子纠缠制备与操纵、光量子计算机和超导量子计算机、量子通用系统软件等方面，为世界量子科技发展贡献了中国智慧。
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当量子计算上云
在量子科技的三大领域中，量子计算集成了量子测量技术和量子通信，是量子科技由科学研究向工程化应用的重要引擎。
“量子计算是基于量子叠加原理的悬心计算方式。”中国科学院院士、中国科学技术大学常务副校长潘建伟在2023中关村论坛平行论坛量子计算发展与未来论坛上介绍，量子计算与量子模拟具有超快的计算能力，可以有效地揭示复杂物理系统规律。
6月初，潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队基于“九章”光量子计算原型机，进行了两类图论问题的求解，实验速率相比全球最快超级计算机快了约1.8亿倍。“这种能力可以用于解决经典密码破译、气象预报、金融分析和药物设计等领域。”潘建伟说。
据介绍，实现量子计算的主要物理系统有很多，包括光量子体系、超导体系、超冷原子体系、离子阱体系、固态自旋及拓扑态等。
“从某种意义上讲，我国是目前唯一在超导量子和光量子两种物理体系上都达到量子计算优越性里程碑的国家。”潘建伟强调，当下量子计算的基础研究和产业化研究已成为世界各大国高度关注的战略和重地。
“国际上发展形势很好，我国量子计算云平台的起步晚了一些。”北京量子信息科学研究院研究员范桁坦言。他举例说明，目前IBM Quantum的用户数量已经超过45万，该平台已上线了20多个芯片，这意味着每天在IBM上运行了超过20亿个量子线路。
出发晚但步伐快。环顾国内，仅半个月内，就有两个对外开放量子计算云平台先后推出。
5月25日，北京量子信息科学研究院联合中科院物理研究所和清华大学发布Quafu（夸父）量子计算云平台，上线了三枚超导量子芯片，分别有136、18和10个量子比特，用户可以自主选择合适的芯片运行量子计算任务。
6日后，接入“祖冲之号”同款176比特超导量子计算机的新一代量子计算云平台正式亮相。不仅刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数纪录，也是国际上首个在超导量子路线上具有实现量子优越性潜力的量子计算云平台。
“祖冲之号”量子计算常务副总指挥、国盾量子董事长彭承志表示：“社会大众可以利用量子计算云平台进行科普，亲身体验简易的量子计算编程和图像实验等；产业用户可远程访问具备量子优越性潜力的量子计算机，进一步发展量子编程框架，进行应用探索。”
此外，为了进一步推动量子计算技术研究、交流与应用，为未来实现兼容性和互操作性提供重要支撑，我国首个量子信息技术领域国家标准《量子计算术语和定义》于近日发布，并将于2023年12月1日开始实施。
该标准规范了量子计算通用基础、硬件、软件及应用方面相关的术语和定义，为量子计算领域相关科研报告编写、标准制定、技术文件编制等工作提供规范指导，为我国量子信息技术领域科技、产业、标准化协同发展奠定了坚实基础。
量子计算产业化加速跑
随着技术不断突破，全球量子计算产业正在加速奔跑。据市场调研机构IDC预测，2027年全球量子计算市场规模将达到107亿美元。
目前，世界各国和各大高科技公司均围绕量子科技悄然布局。我国在国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要中强调，要在量子信息等产业变革领域，实施未来产业孵化与加速计划，布局一批未来产业，加快布局量子计算、量子通信等前沿技术。
科技部基础研究司副司长黄灿宏表示：“量子计算基础研究和产业化研究已成为当今世界各大国高度关注的战略高地和重地。目前，量子计算已经进入产业和实践合作验证及原理样机的攻关阶段，有望对社会经济和国防安全产生深远影响。”
面对全新机遇，各地方可谓摩拳擦掌。安徽合肥正全力打造“量子科技”“量子产业”双高地。不仅诞生了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，还有“九章二号”和“祖冲之二号”量子计算原型机。在当地还形成了量子科技企业集聚的“量子大道”。
在武汉近日举办的“武汉量子论坛——2023”会议上，量子安全电脑、量子通信北斗车载导航等多款量子安全终端产品横空出世，加速湖北量子科技从实验室走向市场。
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作为国际科技创新中心，北京也在不断优化量子科技的产业布局。
北京市人大常委会副主任闫傲霜在为北京量子科技发展提出建议时，明确提到要培育量子信息技术和产业发展的新动能。“我们要推动高校、科研院所、企业等各类创新主体深度融合，加快量子信息技术科技成果转移转化，营造良好的产业生态，不断塑造发展的新动能。”闫傲霜说。
国内诸多科技公司也纷纷入局量子科技领域，包括腾讯、百度、华为、阿里等。截至2022年10月18日，在全球公开的量子计算领域发明专利申请数量前100名的榜单中，共有15家中国公司入围。
来源: 中国经济周刊
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