国产量子计算机如何“孕育”新质生产力

国产量子计算机是“孕育”新质生产力的新工具，将带来大批量以量子科技为核心的新人才，将赋能各行业焕发新生机。在量子计算产业中，新质生产力表现为能够更好地利用量子计算技术，实现对传统计算和各个行业领域应用的突破，从而提高生产效率、创造价值和推动经济发展。

2023年11月，习近平总书记在出席亚太经合组织第三十次领导人非正式会议时强调，“加速数字化转型，缩小数字鸿沟，支持大数据、云计算、人工智能、量子计算等新技术应用，不断塑造亚太发展新动能新优势。”

2023年9月，习近平总书记在黑龙江考察调研期间指出，整合科技创新资源，引领发展战略性新兴产业和未来产业，加快形成新质生产力。

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算技术是21世纪最有前景的前沿科技之一。美国把量子计算机的研发命名为“微曼哈顿计划”（原子弹的研发称为“曼哈顿计划”），量子计算机被称为信息时代的“算力原子弹”。以量子计算技术为代表的量子科技，是中国在全球科技产业中“开辟新领域、制胜新赛道”的重要核心技术，具有深远的战略意义。

如果把算盘的计算速度认定为人奔跑的速度，那现有计算机的速度就是音速，而量子计算机的计算速度就是光速。在量子计算机面前，现有最快计算机，就像是一把古老的算盘。

新质生产力是科技创新在其中起主导作用的生产力，是符合高质量发展要求的生产力。其主要载体是产业，核心引擎是创新。

国产量子计算机是“孕育”新质生产力的新工具，将带来大批量以量子科技为核心的新人才，将赋能各行业焕发新生机。

在量子计算产业中，新质生产力表现为能够更好地利用量子计算技术，实现对传统计算和各个行业领域应用的突破，从而提高生产效率、创造价值和推动经济发展。

量子计算机的强大算力可以快速找到一个自然界并不存在的分子结构，从而帮助药品企业缩短新药研发时间，使其药品研发能力在全球获取竞争优势。

截至2024年1月15日上午10时，已经上线的我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”为全球用户已经成功完成33871个运算任务，全球60多个国家远程访问“悟空”人次突破35万次。

“悟空”只是中国超导量子计算机产业化路上的一个节点，离真正的商业化应用尚有很长距离。如果套用飞机的从发明到商用过程来做比较，第一代中国超导量子计算机也许是验证可以“载人飞行两分钟”；第二代是验证飞行20分钟；第三代“悟空”能够验证飞行2个小时，但是离飞机真正成为一个交通工具，安全舒适地载着乘客飞行全球，还有很长的路要走。

如何尽快运用国产量子计算机，让超强量子算力落地应用，支撑各行业高质量发展，形成新质生产力？

“造出来”应尽快“用起来”——让创新链产业链实现良性循环，加快量子计算机与多行业应用需求对接，才能更好发挥新质生产力作用。

当前，美国、英国、新加坡与印度等国均已设立或在建国家量子计算中心。美国等G7国家已全部启动“量超融合”项目，欧美正在以前所未有的速度建设并运用其国产量子算力。世界强国步调一致热衷于量子计算机和超级计算机的融合，致力于量子计算机应用在各行业研究。我国国产量子计算机虽已与多家金融单位、电力单位、通信企业、医药机构展开合作，但国内研发和应用之间“断层”明显。

让量子计算真正走出实验室，宜多部门协同推进量子计算技术与产业发展，集中力量突破重点关键问题。从国际大局看，我国可大力推进量超融合，通过具体项目引导，在重要算力节点上进行国产量子计算机与超级计算机“量超融合”试点，加大以算力、算法、算据为核心的量子计算投入与前瞻布局，加快我国算力迭代升级。

另一个方面，行业应用和需求也是量子计算产业发展的核心。各级政府、全社会、全行业可紧密结合各行业产业发展需求，率先使用国产量子计算机集体攻关量子计算机应用研究，设立国家“量子计算+应用场景”示范工程，并支持量子计算头部企业探索量子计算在密码破译、图像识别、抗震分析、气象预测等领域应用。只有落地应用不同场景，才能让量子计算机真正用起来，量子计算产业的发展才有未来。

深扎土壤，创新驱动制造——新质生产力是科技创新在其中起主导作用的生产力，其核心引擎是创新。科技创新能“跳”多高、“跑”多远，基础研究是关键。

美国把量子计算机的研发命名为“微曼哈顿计划”，欧盟开始全面推进量子技术战略……多国均出台相关政策，组织优势力量扶持核心关键技术发展。我国一些量子计算机构虽然相继成立，取得的发明专利数也不断攀升，24量子比特、64量子比特等商用量子计算机陆续问世。但我们距离全球最先进的量子计算机IBM的“鱼鹰”（能够运行433个量子比特），还有很大差距。

我们要清醒看到，中美之间在工程化、商业化量子计算机方面的差距。在量子计算机关键设备如量子计算极低温平台、大规模量子比特制备、量子比特操控精度等“卡脖子”核心问题上，我国目前形成的工程样机、商用产品和解决方案，整体性能和标准化水平距大规模商用还有一定差距。

欲流之远者，必浚其泉源。基础研究是量子计算体系的根基，是所有技术问题的总开关。若要应用国产量子算力，量子计算关键核心技术的研发亟待攻破。

量子计算赛道上，中国仅靠企业或科研机构的“一己之力”，还远远不够，需要架桥梁、畅渠道。在量子计算领域，我国政府在关键核心技术攻关中有着强有力的组织优势，可大力支持突破量子芯片制造关键原材料设备和晶圆材料等难题的研发团队，力争在量子计算核心关键技术方面补足短板，突破长板，自主掌握核心关键技术。

如今，各类“揭榜挂帅”“赛马”等形式的活动也渐趋常态化，在实践中，可进一步探索创新，通过各级政府来培育有利于量子计算基础研究的良好生态，建立健全科学的评价体系和奖励机制，解决科研人员的后顾之忧。让研究人员更好地投入量子计算的科研工作当中，造出我国自主可控好用量子计算机。

精心灌溉，养好苗子——创新驱动本质上是人才驱动。加快形成新质生产力，需要充分调动和激发人的积极性主动性创造性，加大培养符合新质生产力所需的人才。

习近平总书记指出，要加快量子科技领域人才培养力度，加快培养一批量子科技领域的高精尖人才，建立适应量子科技发展的专门培养计划，打造体系化、高层次量子科技人才培养平台。

当前，欧美依托国家量子计算中心，加强量子人才培养，支持全行业开展量子计算技术融合研究与应用场景落地。美国已启动量子科技K12教育，各大量子科技公司更是从抢占早期市场与培养用户使用习惯出发，推出系列量子教育服务。随着量子计算产业的发展，国际量子计算人才缺口日益凸显。而国内第二三产业对于量子计算多持观望态度，研究投入少，同时高层次专业技术人才与应用型人才存在巨大缺口。因此，布局我国量子计算人才建设，在此时尤为重要。

教育部日前已正式批复中国科学技术大学新增“量子信息科学”学科，标志着我国本科院校正式开启量子计算人才培养，这是我国量子人才教育的第一步。人才培养的目标不仅仅是让学生们获得理论知识，也应通过实践培育其探究量子科学本质的能力。

在我国，已有高校与科研院所联合开展量子计算教育科普与实训活动，并基于国内量子计算相关头部企业已开发出的量子计算学习机、量子计算教研一体化平台、量子计算教育科普视频、教材等一整套教学设备材料，率先搭建国产量子计算机真机的高校量子计算机房与实训平台，此举可以在国内推广，从而扩大量子教育范围，大力培养融合量子信息技术、计算机科学、人工智能、数学等多学科背景的工程化量子计算专业人才。

随着量子计算技术工程化、产业化发展，将有大量的量子设备研发、组装、生产的产线和工厂建立，意味着像经典计算一样需要庞大专业的技术工人团队。而职业院校则可以与量子计算企业建立专业共建、人才共育的合作关系，打造量子计算技术性人才培养标杆案例，成为对接量子计算产业需求、培养产业技术人才的重要阵地，逐步探索产业规模化发展情形下人才培养策略，迎接前沿科技迅猛发展的人才需求浪潮。

创新之道，唯在得人。要深入实施人才强国战略，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，鼓励更多人才投身于量子计算关键核心技术产业的发展。

新质生产力发展，要“走出去”——中国科技创新大潮不是封闭的，而是与全球融会贯通。越来越多的中国企业在用全球大脑思维，集聚创新资源，厚植创新生态圈。

习近平总书记强调，要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，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……要加强量子科技领域国际合作，提升量子科技领域国际合作的层次和水平。

世界上拥有制造量子计算机能力的国家有中国、美国、日本、英国、德国、加拿大，仅美国、加拿大和中国3个国家具备量子计算机产业化能力。而在“一带一路”国家中，中国是唯一拥有量子计算机全栈式生产制造能力的国家。

由此，在“一带一路”国家、亚太经合组织成员国家等建立国际重点区域量子硬件、算法和应用领域的开发合作，集中力量取得突破，将扩大中国量子计算“朋友圈”。

中国对外开放的大门越开越大，中国市场同世界市场的联系也更加紧密，有着充分可调动的科技与市场环境要素，将有力推动我国量子计算技术发展。

作者简介：郭国平，民革安徽省委会副主委，中国科学院量子信息重点实验室副主任，本源量子计算科技（合肥）有限公司首席科学家、创始人。

（编辑：万李娜）