中国量子计算机正式商用！105比特算力碾压超算，全球60国抢着用

抖音热门 2025年10月13日 09:56 0 admin

2025年10月12日，安徽合肥量子科学实验室传出的消息，给全球科技界投下了一颗重磅炸弹。中国电信量子集团与国盾量子联合宣布，基于"祖冲之三号"同款芯片的超导量子计算机正式投入商用。这台拥有105个可读取量子比特、182个耦合器的"算力巨兽"，处理特定任务的速度比全球最快超级计算机快一千万亿倍，更关键的是，它已接入"天眼"量子计算云平台，向全球60多个国家的用户开放服务。从实验室突破到商业落地，中国用半年时间走完了量子计算领域最关键的一步。

商用版"祖冲之"：藏在低温罐里的"算力革命"

要理解这台商用量子计算机的厉害之处，得先看懂它的核心参数背后的技术突破。它沿用了中科大潘建伟、朱晓波、彭承志团队今年3月发布的"祖冲之三号"芯片架构，这套架构曾被《物理评论快报》审稿人评价为"目前最高水准的超导量子计算机"。

量子计算机的性能核心看三个指标：量子比特数、相干时间和门保真度。这台商用机的105个可读取量子比特，就像计算机的"量子神经元"，数量比前代"祖冲之二号"的66个提升59%，而美国谷歌67比特的"悬铃木"处理器在数量上已被远远甩开。72微秒的量子比特相干时间，意味着"量子神经元"能持续工作的时间足够处理复杂任务——这好比人类从"瞬间失忆"升级到了"短时记忆"，能记住更多计算中间结果。

更关键的是精度把控：并行单比特门保真度99.90%、两比特门保真度99.62%、读取保真度99.13%。这些数据看似接近100%，实则至关重要——量子计算的错误会像多米诺骨牌一样累积，门保真度每提升0.1个百分点，都能让可执行的计算深度翻倍。朱晓波教授曾打比方："量子比特是大脑神经元，门保真度就是神经元传递信息的正确率，99.62%的两比特门保真度，相当于每次信息传递的错误率只有千分之三点八，这在超导体系里已是顶尖水平。"

它的"杀手锏"是处理"量子随机线路采样"任务的速度——比全球最快超级计算机快一千万亿倍，这一速度是谷歌"悬铃木"的100万倍。这个特定任务虽不是通用计算，但却是验证"量子计算优越性"的黄金标准，证明量子计算机在特定领域已具备经典计算机无法企及的能力。而实现这一切的硬件基础，是团队优化的二维网格比特排布架构和三级滤波器设计，以及新工艺带来的更高芯片成品率。

中国量子生态：从"单点突破"到"全链商用"

这台量子计算机的商用，绝非孤立的硬件突破，而是中国量子计算"产学研用"生态成熟的标志。从基础研究到商业落地，中国已构建起全球少有的完整产业链。

在基础研究端，中科大团队持续领跑超导与光量子两大体系。除了"祖冲之三号"刷新超导体系纪录，2023年推出的255光子"九章三号"，在光量子体系实现了超越经典超算1亿亿倍的优越性。这种"双线并行"的策略，让中国在量子计算赛道上有了"双保险"——超导体系擅长通用计算，光量子体系在特定问题上更具效率，两者互补覆盖更多应用场景。

产业转化端，合肥已形成量子技术产业集群。此次牵头商用的中国电信量子集团负责搭建云端服务平台，国盾量子提供核心器件支持，这种"运营商+设备商"的组合，完美解决了量子技术从实验室走向市场的"最后一公里"。国盾量子作为全球少数实现量子设备量产的企业，已将量子密钥分发设备应用于京沪干线等骨干网络，此次量子计算商用，更是将其技术能力从"通信安全"延伸到"算力服务"。

用户生态的培育速度更显中国优势。"天眼"量子计算云平台自2023年11月上线以来，已吸引3700万次访问，处理200多万个实验任务，用户覆盖60多个国家。对比之下，谷歌的量子云平台目前主要服务于科研机构，商业用户占比不足10%。中国电信量子集团研究员张新芳透露："已有制药、金融领域的企业通过平台测试量子模拟和优化算法，部分实验效率提升了上千倍。"

这种生态优势还体现在跨学科协同上。中科大团队正联合中科院理论物理研究所、西安电子科技大学等机构，基于商用机开展码距为7的表面码纠错研究，计划逐步扩展到9和11，为百万比特级量子计算机铺路。同时，自主可控的量子操作系统正在研发，未来将实现从芯片到应用的全链条技术掌控。

全球竞速：中美量子计算的"路线之争"

当前全球量子计算竞争主要聚焦中美两国，双方在技术路线和发展策略上呈现鲜明差异，商用化的启动更是让竞争进入新阶段。

在核心性能上，中国的超导体系已确立优势。谷歌2024年10月发布的67比特"悬铃木"，量子计算优越性仅为超越经典超算10亿倍，而中国商用机的一千万亿倍速度是其100万倍。在量子比特质量上，"祖冲之三号"的72微秒相干时间也优于"悬铃木"的50微秒左右。不过谷歌在量子纠错领域布局更早，其码距为5的表面码纠错技术已稳定运行，这是中国团队需要追赶的方向。

技术路线选择上，中美各有侧重。中国采取"超导+光量子"双线并行策略，超导体系主攻通用计算商用，光量子体系深耕特定问题；美国则呈现"多点开花"格局，谷歌押注超导，IBM主攻超导量子云服务，亚马逊探索中性原子体系，微软坚持拓扑量子比特路线。从商用进度看，中国与IBM基本同步——IBM今年初推出的1121比特"秃鹫"处理器已开放商用，但在量子计算优越性上，"秃鹫"尚未实现对经典超算的碾压性优势。

发展模式上，中国的"国家队+龙头企业"模式优势显著。中科大负责基础突破，中国电信和国盾量子负责商用落地，资源集中且目标明确；美国则以企业为核心，市场化驱动创新，但存在技术分散、协同不足的问题。例如IBM的量子云服务虽早，但硬件性能落后于中科大的原型机；谷歌性能领先却迟迟未能商用，反映出其产学研转化效率的不足。

应用探索上，双方各有侧重。中国商用机初期聚焦量子化学模拟、药物研发等科研领域，以及金融风险建模等商业场景；IBM则重点开发供应链优化、材料设计等企业级应用。不过由于目前均处于"嘈杂中型量子"（NISQ）时代，双方都尚未实现真正的通用量子计算应用，仍以技术验证和生态培育为主。

商用初期：机遇背后的三重挑战

尽管中国量子计算机实现了商用突破，但要真正走进产业实践，仍需跨越三道关键门槛。

首先是量子纠错的"精度瓶颈"。当前商用机虽有99.62%的两比特门保真度，但对于通用计算来说仍不够——执行复杂算法需要上万次量子操作，累积错误率会超过50%。中科大团队正在推进的表面码纠错技术，通过多个物理比特编码一个逻辑比特来降低错误率，但码距从7扩展到11需要更多量子比特，这对芯片集成度提出了更高要求。

其次是应用场景的"落地难题"。目前量子计算机仅在"随机线路采样"等特定任务上表现突出，在实际商业问题上的优势尚不明显。例如药物研发中，量子计算机虽能模拟分子结构，但从模拟到新药合成仍需大量实验验证，短期内难以替代经典计算机。业内专家指出，未来3-5年，量子计算机更可能作为"协处理器"与经典超算配合使用，而非完全替代。

最后是成本与规模化的"性价比困境"。超导量子计算机需要维持在10毫开（-273.14℃）的极低温环境，制冷成本高昂，单台商用机的运行成本每年可达数千万元。国盾量子正在研发的下一代芯片，计划将量子比特相干时间提升至100微秒以上，同时通过工艺优化降低硬件成本，目标是未来5年将商用机运行成本降低80%。此外，量子软件生态也亟待完善，目前全球量子算法数量不足千种，远不能满足产业需求。

值得期待的是，这些挑战正在被快速破解。中科大团队已在码距7的表面码纠错研究中取得突破，未来两年有望实现逻辑比特的稳定运行；"天眼"平台正联合高校和企业建设量子算法库，计划年内新增500种实用算法；合肥正在建设全球最大的量子计算产业园，预计2027年实现量子计算机的规模化生产。

从"祖冲之三号"的实验室突破到商用机的正式落地，中国用半年时间完成了量子计算从"科学"到"技术"的跨越。尽管距离通用量子计算机仍有漫长征程，但这次商用无疑标志着量子计算从科幻走进现实的开始。或许用不了10年，当我们需要开发新药、设计新材料、优化金融模型时，背后支撑的将是量子计算机的强大算力。这场由量子引发的算力革命，已经正式拉开商业化序幕。