中新网安徽新闻12月24日电量子计算作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略制高点，正处于从实验室理论探索向规模化产业化应用转型的关键阶段。在全球科技竞争格局深度调整的宏观背景下，中国量子计算产业如何突破重围，实现自主可控与高质量发展？记者近期就此专访了中国量子计算领域的专家学者与产业界人士。

　　业界普遍认为：中国若要在量子计算领域赢得未来，必须构建以“量子芯片、量子计算测控系统、环境支撑系统”三大硬件基础与“量子计算机操作系统、量子云服务、量子应用软件”三大软件生态为核心的完整技术体系。这条被业界概括为“三硬三软”的发展路径，不仅勾勒出量子计算机的完整形态，更决定着在产业浪潮中的竞争力与生存权。

　　中美竞争白热化，外部形势倒逼自主突破

　　全球量子计算领域的竞争已进入白热化攻坚阶段，中美两国依托各自的科研优势与产业基础，在技术研发突破、产业链上下游布局及国际行业标准主导权争夺等核心维度展开全方位、高强度角逐。从核心技术演进态势来看，美国凭借早期技术积累，在量子计算硬件研发与软件生态构建方面占据先发优势：IBM推出的156比特Heron芯片，以其高保真度与稳定性成为当前超导量子技术路线的标杆产品；Google研发的Willow芯片不仅实现105比特的规模突破，更在量子纠错技术领域取得关键性进展，为容错量子计算时代的到来奠定技术基础；近期，美国是德科技等商业机构已成功向日本国家先进工业科学技术研究所交付可稳定控制1000余个超导量子比特的商业化测控系统，彰显出其成熟的工程化研发与转化能力。更为严峻的是，美国、荷兰等国家已将量子芯片设计制造、高端半导体设备等关键技术纳入严格出口管制清单，通过技术封锁、供应链切断等手段，试图遏制中国量子计算产业的自主发展进程，构筑技术性竞争壁垒。

　　面对激烈的国际竞争格局与外部封锁压力，中国量子计算科研团队与产业主体积极攻关，在核心技术领域实现一系列突破性进展：以本源量子为代表的龙头企业已成功交付多代超导量子芯片，其中72比特“悟空芯”已稳定集成于中国第三代超导量子计算机“本源悟空”，累计完成超75万个量子计算任务，应用场景覆盖生物医药、流体动力学仿真、大模型微调等前沿领域；自主研发的“本源天机”系列量子测控系统、本源SL系列稀释制冷机等关键设备，成功打破国外长期技术垄断，实现核心硬件的自主可控。尽管取得阶段性成果，但中国量子计算产业整体仍面临多重挑战：核心技术层面存在较高技术壁垒，不同研发团队与企业间的协同创新机制尚不健全，产业链上下游的适配效率有待进一步提升。

　　南京大学物理系教授、狮山量子计算与量子探测前沿实验室负责人于扬明确表示：“未来五年是量子计算技术从实验室原型向市场化应用转化的关键窗口期，在此期间，率先实现全链条自主可控的主体，将在全球量子科技竞争中占据主导地位并掌握产业发展主动权。当前外部环境日趋严峻，突破核心技术封锁、构建自主可控的产业体系，已成为中国量子计算产业发展的必然路径。”

　　筑牢发展根基，中国需建立六大自主能力

　　中国科学技术大学教授、安徽省量子计算工程研究中心主任郭国平告诉记者：“量子计算产业的核心竞争力并非源于单一技术突破，而是取决于‘三硬三软’协同发展的完整六大能力体系。该体系覆盖量子计算从硬件基础到软件应用的全链条关键环节，是保障量子计算系统稳定运行、实现算力价值有效转化的核心支撑。中国若要实现量子计算领域的科技自立自强，在全球竞争中占据有利地位，必须全面构建并强化这六大自主能力，打造自主可控、安全可靠的完整技术体系与产业生态。”

　　电子科技大学基础与前沿研究院教授邓光伟介绍，量子芯片、量子计算测控系统、环境支撑系统“三硬”是量子计算机的核心载体，其自主可控水平直接决定量子计算机算力上限与运行稳定性。

　　量子芯片作为量子计算机的“大脑”，其比特数量、相干时间等关键指标直接界定量子算力边界与应用潜力，而标准化缺失已成为产业协同发展的突出障碍。当前全球量子计算领域多技术路线并行竞争，性能与测试标准尚未统一，难以形成公平的性能比对基准。清华大学教授刘玉玺表示，超导量子芯片需平衡相干性与可扩展性，而标准化是工程化量产的核心前提，需建立覆盖设计、制造到封装测试的全流程标准。记者从安徽省量子计算芯片重点实验室副主任、本源量子芯片研发中心总监贾志龙处获悉，本源量子已建成中国第一条量子芯片生产线，正在探索量子芯片自主可控的标准化生产路径，这是中国量子计算从实验室“书架”走向产业“货架”的关键一步。

　　如果说芯片是“大脑”，那么量子计算测控系统就是“中枢神经”，直接决定量子算力的可靠性，而标准不统一已成为产业协同发展的核心梗阻。“没有高精度测控，再先进的量子芯片也只是空中楼阁；而没有统一的测控标准，就无法实现不同企业、不同技术路线间的协同创新。”浙江大学物理系教授尹艺指出，量子计算测控系统标准的缺失，导致不同企业产品难以互联互通，大幅增加了系统兼容成本，严重影响产业生态的构建效率，已成为制约产业协同发展的重要瓶颈。

　　量子比特的稳定运行，还离不开环境支撑系统的保障。尤其是超导路线所需的接近绝对零度（-273.15℃）极低温环境，此前国内长期依赖进口稀释制冷机，这曾是制约中国量子计算规模化发展的关键环节。2023年，本源量子推出SL400稀释制冷机打破国外垄断，2024年又升级推出SL1000型号。与此同时，国际上也正积极布局规模化低温基础设施，例如PsiQuantum等公司正在推进建设面向百万量子比特级容错计算的大规模低温工厂。尽管技术不断进步，低温系统的复杂运维依然是制约量子系统可及性与可靠性的突出挑战，这也是全球行业共同面临的关键课题。

　　硬件领域的激烈竞争，更凸显了软件生态的核心价值。如果说“三硬”能力决定量子计算的“算力上限”，那么以量子计算机操作系统为核心的“三软”（操作系统、应用软件、云平台），就决定着算力转化为产业价值的“应用下限”，而操作系统的标准化则是构建开放生态、降低应用开发门槛的关键。“当前全球活跃量子算法开发者数量已突破12万人，较2020年增长近8倍，但软件与硬件的协同适配仍是主要痛点，核心原因就在于量子计算机操作系统缺乏统一的标准。”中国海洋大学信息科学与工程学院教授顾永建在接受采访时表示。

　　作为连接软硬件的“指挥官”，量子计算机操作系统的自主可控与标准化至关重要，直接决定量子计算机的性能表现与生态包容性。借鉴经典计算机的发展经验，操作系统正是实现计算资源高效管理与利用的最佳途径。国际上，荷兰代尔夫特理工大学、QuTech、奥地利因斯布鲁克大学等机构联合研发的QNodeOS量子网络操作系统，核心目标就是通过硬件抽象化建立标准接口，降低量子应用开发门槛，支持跨平台量子程序编写；国内方面，首个国产自主量子计算机操作系统“本源司南”已升级为量超智融合先进计算操作系统，实现QPU与经典CPU、GPU架构的无缝集成。这一标准化探索，让企业无需投资昂贵基础设施即可访问量超智异构融合先进计算资源，大幅降低了量子算力的使用门槛。

　　应用软件是量子算力转化为实际价值的直接载体，其发展高度依赖操作系统标准化的支撑。调研显示，超九成的受访者将问题识别和算法设计列为量子应用落地的首要障碍，而统一的操作系统接口标准，能大幅提升应用软件的兼容性与复用性。近期国内已出现突破性进展：去年，由合肥综合性国家科学中心人工智能研究院、中国科学技术大学等单位组成的研究团队，依托“本源悟空”成功完成全球最大规模的量子计算流体动力学仿真。今年又成功完成近百亿参数大模型微调任务。合肥综合性国家科学中心人工智能研究院副研究员陈昭昀表示：“实践证明量子计算在多领域的应用潜力，而应用软件的成熟度取决于操作系统的标准化水平，统一标准能让开发者聚焦行业问题，而非重复适配不同硬件平台。”

　　量子云平台是降低量子算力使用门槛的关键入口，更是商业化落地的“试金石”。据中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员林志荣介绍，云服务不仅能降低量子设备的使用成本，还可通过软件开发套件积累多元应用场景。目前，IBM Quantum Experience云平台注册用户已超60万，“本源悟空”云服务已覆盖全球3800万人次。这些云平台正通过算力付费、订阅制等模式，为量子计算规模化落地积累经验。

　　聚焦三大关键环节，塑造未来竞争格局

　　在“三硬三软”六大能力中，量子芯片、量子计算测控系统、量子计算机操作系统三大核心环节，被业界公认为量子计算主体立足的必备能力。这一共识与全链条自主可控的核心要求高度契合，原因在于这三大环节分别对应量子计算的核心算力来源、算力可靠性保障及软硬件协同核心，共同构成量子计算产业的核心技术壁垒。

　　从全球竞争格局分析，具备这三大能力的企业均占据行业高地：IBM通过Condor芯片与Qiskit开源软件生态的深度协同优化，持续巩固其在量子比特规模与生态丰富度方面的优势；Google凭借Willow芯片在量子纠错技术领域的突破性进展，率先抢占容错量子计算时代的技术先机，为后续大规模量子计算机研发奠定基础；国内企业中，本源量子通过超导量子芯片“悟空芯”、量子计算测控系统“本源天机”、量子计算机操作系统“本源司南”的全栈自主研发，跻身全球极少数具备量子计算机整机交付能力的企业行列，成为中国量子计算产业自主发展的标杆之一。

　　“量子计算软硬件深度耦合，外购核心部件无法实现最优协同，难以形成技术壁垒，更难以参与标准制定，最终将丧失产业话语权。”中山大学计算机学院教授、量子计算与软件研究所所长李绿周直言，部分初创企业试图外购芯片或操作系统切入市场，往往因缺乏标准化适配能力陷入发展困境。IQM与Omdia联合发布的《量子态势报告》印证了这一点：量子计算系统的强度取决于最薄弱环节，下一轮进展将取决于硬件、控制系统、纠错和软件环境的共同成熟。标准化是实现这一协同成熟的关键纽带。

　　全球量子供应链的技术壁垒，更凸显了三大核心环节标准化与自主可控的战略意义。美国已将量子芯片相关技术纳入出口管制，荷兰也已扩大半导体设备出口管制。“这更凸显了全链条自主可控的战略意义。”郭国平强调，关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的，必须坚持自主研发与标准构建同步推进，才能掌握量子产业发展主动权。

　　当前，中国量子产业仍存在软硬件协同设计能力薄弱、核心环节自主可控不足等短板。技术上，量子芯片大规模集成、纠错技术等瓶颈尚未完全突破；生态上，应用软件探索不足、场景有限，用户习惯培养仍需时间；人才上，行业统计数据显示，目前中国量子计算领域专业人才储备量仅约千人规模，而根据产业链上下游企业需求测算，相关岗位缺口已达数万量级，人才稀缺已成为制约中国量子计算科技发展的瓶颈。

　　“量子计算的发展不是一蹴而就的，全链条自主可控的实现是持续迭代的过程，标准构建更是贯穿始终的核心任务。针对技术路线繁多的现状，可采取渐进式标准化策略，优先建立术语定义、性能指标、接口规范等基础通用标准，为不同技术路线保留创新空间。”郭国平在专访最后表示，唯有坚持自主研发与标准引领双轮驱动，构建起‘三硬三软’六大能力体系，才能推动中国量子计算产业高质量发展，在全球量子科技竞争中占据有利位置。（完）