量子計算作為顛覆性技術，其應用潛力正從理論構想加速轉化為現實生產力。隨著第三代自主超導量子計算機“本源悟空”上線運行、首條自主量子計算機制造鏈成鏈以及“本源悟空”完成全球最大規(guī)模量子計算流體動力學仿真，我國已逐步躋身國際量子計算“第一陣營”。
然而，面對美國等西方國家的技術封鎖與生態(tài)壟斷，我國仍需在核心技術攻關、產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新、人才培育體系完善等環(huán)節(jié)突破關鍵瓶頸，推動量子計算產業(yè)高質量發(fā)展。
推動自主量子技術從“可用”到“好用”
全球量子計算競爭正處于戰(zhàn)略“窗口期”，技術迭代與產業(yè)化的雙重浪潮推動著各國加速布局。美國憑借先發(fā)技術優(yōu)勢持續(xù)領跑：谷歌2019年推出的“懸鈴木（Sycamore）”量子芯片用200秒完成傳統(tǒng)超算需萬年處理的任務，2024年新一代“垂柳（Willow）”芯片更在5分鐘內破解經典算力難以企及的復雜問題；IBM通過1121比特超導量子芯片“禿鷹（Condor）”不斷刷新比特規(guī)模紀錄，展現工程化能力。
盡管如此，量子計算尚未形成絕對技術壟斷，我國在超導路線上具備差異化優(yōu)勢。誕生于我國首條量子芯片生產線的中國第三代自主超導量子芯片——“悟空芯”（WK C72-300），由我國首個自主量子芯片設計軟件“本源坤元Q-EDA”成功設計并制造，已上載中國第三代超導量子計算機“本源悟空”。
目前，“本源悟空”已穩(wěn)定運行超一年，完成全球36萬次算力任務，在流體動力學仿真等領域驗證了規(guī)模化應用潛力。結合我國首條量子芯片生產線上誕生的無損探針臺、激光退火儀等專用設備，我國初步具備了從芯片設計、制造到整機集成的全鏈條能力。
然而，自主量子技術從“可用性”向“好用性”的跨越仍面臨挑戰(zhàn)。
一方面，核心技術代差顯著。相較于IBM千比特級芯片的規(guī)模優(yōu)勢和谷歌“垂柳（Willow）”芯片的容錯糾錯技術（邏輯量子比特錯誤率接近容錯閾值），我國量子芯片在量子糾錯效率、比特穩(wěn)定性等關鍵指標上仍存在差距。
另一方面，產業(yè)鏈短板突出。量子芯片相關關鍵設備材料尚未完全自主，部分核心部件國產化水平亟待提升，量子計算機制造鏈“幼苗”亟待重點培育。
量子計算產業(yè)鏈的成熟度決定其產業(yè)化速度。針對上述短板，我國需通過聯合攻關實現關鍵核心技術國產自主化，構建“設計－制造－封裝”全自主量子計算機供應鏈。
硬件層面，重點提升量子比特數量與穩(wěn)定性，突破量子糾錯技術工程化瓶頸。軟件層面，優(yōu)化量子計算機操作系統(tǒng)和編程框架，降低用戶使用門檻。產業(yè)生態(tài)上，可考慮以合肥、上海、北京等城市為核心，建設國家級量子計算產業(yè)示范基地，聚焦硬件研發(fā)與應用試驗，推動量子芯片設計軟件、低溫器件生產線等國產軟硬件的規(guī)模化應用。
以應用需求牽引技術迭代
量子計算的商業(yè)化進程正從技術驗證邁向場景驅動階段。當前，我國自主量子算力已初步在金融、生物醫(yī)藥、能源等領域探索應用。
例如，“本源悟空”自主超導量子計算機已與多個國家級超算中心以及金融、通信、電力、航空、航天等部門和單位展開合作。“本源悟空”目前已被139個國家和地區(qū)用戶訪問超2600萬次，成功完成36萬個全球量子計算任務，涵蓋流體動力學、金融、生物醫(yī)藥等多個行業(yè)領域。
與此同時，全球算力競爭進入“四算融合”新階段——量子計算（量算）、超級計算（超算）、智能計算（智算）與傳統(tǒng)計算（通算）的協(xié)同成為破解復雜場景需求的核心方向。如果把傳統(tǒng)計算比喻成“汽車”，那么智能計算就是“高鐵”，超級計算是“飛機”，量子計算機就是“火箭”。上海超級計算中心、國家超級計算鄭州中心、本源量子公司等四家單位已聯合上線量超融合先進計算平臺，提供量超云融合服務，加速處理復雜計算任務，多算融合協(xié)同產生更強算力。
量子計算的商業(yè)化價值需通過場景驅動釋放，然而當前生態(tài)層面跨行業(yè)協(xié)同驗證機制缺失，算法與場景適配性不足，導致商業(yè)化落地緩慢。破解困局需以應用需求倒逼技術創(chuàng)新，構建“場景－技術－生態(tài)”正向循環(huán)。
一是加速“四算融合”體系落地，在國家算力樞紐部署量子計算專區(qū)，實現量子算力與超算集群、智算中心的資源調度。
二是強化場景驗證，鼓勵央企在能源調度、新材料研發(fā)等國家戰(zhàn)略領域開放應用場景，設立“量子計算創(chuàng)新中心”，通過實際需求反推技術升級。
三是構建開放生態(tài)，依托“一帶一路”輸出自主量子算力“硬件+平臺+服務”整體解決方案，擴大中國自主超導量子計算機在“一帶一路”國家的用戶基數，打造跨境算力走廊。
從“量”到“質”建立人才培育體系
量子計算作為前沿科技，已成為全球競爭焦點，但人才短缺嚴重制約其發(fā)展。據統(tǒng)計，全球量子計算人才缺口已達數萬量級，而我國專業(yè)人才僅千余人，且跨學科復合型人才稀缺。為突破瓶頸，需從基礎教育、高等教育、職業(yè)院校和激勵機制等多個層面構建多層次培養(yǎng)機制。
首先，構建自主量子計算教育體系，以“中國筷子”而不是“西方刀叉”傳授量子計算知識、培育自主人才。
在基礎教育階段，應大力推廣使用國產自主量子計算互動教學工具，將量子科普納入中小學課程，設計趣味性強的實驗和游戲，激發(fā)青少年興趣，讓學生通過虛擬操作組裝量子計算機實驗直觀感受量子計算的魅力。
在高等教育方面，推廣“微專業(yè)”模式，如中國海洋大學的“量子人工智能微專業(yè)”配套國產編程框架訓練，培養(yǎng)跨學科人才。教育部門可考慮擴大量子信息科學專業(yè)布局，支持重點高校建設“自主量子計算機一體化教研機房”。職業(yè)院校可開設量子設備組裝與調試等技工課程，定向輸送產業(yè)一線技術人才。
與此同時，要進一步深化產教融合。鼓勵高校與企業(yè)共建真機實訓基地，實施“雙導師制”，將企業(yè)研發(fā)任務轉化為教學項目，形成“研發(fā)－教學－應用”閉環(huán)。同步建立“量子工程師”認證體系，推動教育鏈、人才鏈與產業(yè)鏈深度咬合。
其次，完善激勵機制，對參與量子計算國產化攻關的團隊給予稅收減免、研發(fā)補貼等政策傾斜，設立“量子科技青年學者計劃”，吸引海內外優(yōu)秀人才。唯有通過分層次、全鏈條的人才培養(yǎng)體系，方能實現從“量”到“質”的躍遷，助力我國在全球量子科技競爭中掌握主動權，使量子計算成為新質生產力的重要引擎，為我國高質量發(fā)展提供堅實支撐。
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