俞大鹏院士（中）跟团队成员讨论科研问题。 受访者供图

习近平总书记强调：“要充分认识动量子科技发展的重要和紧迫，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。”

量子计被称为本世纪具颠覆的技术之。从物理学笔下的抽象公式，到如今全球各国竞相布局的关键域，量子计走过了条怎样的道路？它为何如此重要，又面临着哪些挑战？本期“院士讲科普·未来产业”，科学院院士、圳量子研究院院长俞大鹏为我们解答。

——编  者  

从量子力学到量子计：场跨越百年的思想接力

量子计的诞生，根植于20世纪物理学刻的革命——量子力学。

1900年，物理学普朗克提出了个假设：能量的吸收和释放不是连续的，而是以小的“能量子”为单位进行的。这个假设开了通往微观世界的大门。随后，因斯坦、玻尔、德布罗意、薛定谔、海森堡、狄拉克等批科学巨匠相继构建量子力学的理论大厦：德布罗意提出“波粒二象”，薛定谔给出了描述量子状态的“波动程”，海森堡揭示了微观世界反直觉的特征“不确定原理”。

量子力学的价值不止于解释微观世界。20世纪后半叶，基于量子力学原理的次量子科技革命给人类社会带来刻改变，激光、半体、磁共振成像等技术均与量子力学相关。其中，基于固体能带理论的半体技术是催生了电子信息产业。

真正将量子力学向计科学前沿的，是20世纪80年代的系列理论突破。物理学理查德·费曼提出，既然自然在根本上遵循量子力学的规律，那么用经典计机模拟量子系统然面临指数的困难——或许可以建造台遵循量子力学原理的计机来模拟量子世界。这构想为量子计开了可能。

从构想到实践：量子计的驱动力与技术路径

进入21世纪，量子计从理论构想走向工程实践临高海绵胶，动这进程的有三大驱动力。

是需求驱动。在数字时代，“力决定切”。然而，随着晶体管尺寸逼近物理限，传统计机的力增长遇到了“天花板”。与此同时，大数据、人工智能、药物研发、气候模拟等域对力的需求快速增长，人们迫切需要种全新的计范式。

二是操控能力的飞跃。经过数十年的技术积累，人类已经能够在量子态层面精确地操控微观世界。从囚禁单个离子到制备单个光子，从精确控制量子电路到操纵单个原子，这些曾经难以想象的能力，如今已成为实验室的日常。

三是量子力学自身的化。回到量子力学建立之初，就连因斯坦、薛定谔等科学巨匠也对量子纠缠、量子叠加等特感困惑。2022年，诺贝尔物理学授予量子纠缠实验面的开创工作；2025年，诺贝尔物理学再次授予在电路中观测到宏观量子隧穿与能量量子化的科学。由此可见，人类对量子世界的理解正不断化。

在技术路径上，量子计呈现出“百花齐放”的格局。主要的技术路线包括量子计、离子阱、光量子计、中原子、硅基量子点等。

量子计是目前的主流技术路线，全球30的量子计企业选择了这向。2025年，科学技术大学团队发布的“祖冲之三号”量子计原型机刷新了体系的量子计优越世界纪录。

光量子计是具有显著优势的域。从2020年的76光子“九章”原型机，到2023年的255光子“九章三号”，科大团队在光量子路线上持续跑。

尽管各条路线都有长足进步，但量子计距离提供通用、可容错的力支撑仍有相当距离。信息通信研究院发布的《量子计发展态势研究报告（2025年）》指出，当前量子计正处于技术攻坚的关键时期，未来何种技术路线能在竞争中胜出尚不明确。

量子计：从跟跑到并跑的前沿探索

在量子计域的发展速度令世界瞩目。

2019年，谷歌宣称凭借53比特处理器“悬铃木”率先实现了量子计优越。2020年，科大团队成功研制76光子的“九章”光量子计原型机，万能胶厂家这成果使我国成为二个实现量子计优越的国。次年，“九章二号”和“祖冲之二号”相继问世，使成为全球唯在两条技术路线上均达到量子计优越的国。

2025年3月，“祖冲之三号”量子计原型机正式发布，其处理“量子随机线路采样”问题的速度破体系量子计优越世界纪录。2026年5月，科大团队再次取得重大突破——成功研制出可编程量子计原型机“九章四号”，次操纵和探测达3050个光子的量子态。“九章四号”求解斯玻采样任务的速度比当前全球快的计机快。这成果进步巩固了我国在光量子计域的先地位。

量子科技已被列为我国优先发展的未来产业。安徽肥国实验室牵头组织实施“量子通信与量子计机”国科技重大项，统筹协调全国优势资源。

量子计的发展路线图大致分为3个阶段：先是实现量子计优越，其次是探索含噪中等规模量子处理器的实际应用，终目标是构建大规模、可纠错的通用量子计机。

从目前的技术进展来看，从量子计优越到有用力之间仍有相当的距离。但向已然清晰，脚步正在加快。从费曼上世纪80年代的构想到“九章四号”的问世，量子计正从理论走向现实，从实验室走向产业。这条路固然漫长，但每步突破都是为走向个全新的计时代积蓄力量。

（作者为科学院院士、圳量子研究院院长，本报记者吕绍刚采访整理）

■延伸阅读

“量子”知多少

【量子优越】

量子优越，指的是在解决某些特定问题上，由于量子相干叠加、量子纠缠等特，量子计机具有远经典计机的能力。比如，面对随机量子线路或玻采样等问题，目前，“祖冲之号”量子计机和“九章”光量子计机都展示出量子优越。不过，这些问题目前只是用来衡量量子处理器整体能的种手段，展示的是量子计的潜力，距离量子计应用还有段距离。

【光量子计】

光量子计直接用光子作为信息载体，利用光子的不同路径或偏振向来编码逻辑“0”和“1”。利用量子叠加，个光子能同时探索多种状态，其内核是控制干涉，本质上是利用波的相干叠加特，通过光的物理演化求解出复杂的数学难题。

【量子纠缠】

量子纠缠，是指两个或多个粒子在构成个整体后，论相距多远，它们的状态都会瞬间关联。就像两个硬币纠缠在起，在观测之前，每个硬币的朝向都不确定，当观测到枚硬币朝上时，另枚会瞬间朝下，哪怕它被带到了月球。这种看似“距”的奇现象，正是当前量子通信、量子计、量子精密测量等前沿技术的基石。相关词条:铁皮保温    塑料挤出机     钢绞线    玻璃卷毡厂家    保温护角专用胶

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