量子计算：脱下“神秘”外衣，应用仍待探索
发布时间：2026-06-22
信息来源：科技日报
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量子比特规模破千、相干时间显著延长、保真度刷新至99%以上……今年以来，全球量子计算领域的新消息不断，量子比特数量、质量实现双提升。
科研进展不停，资本也闻风而动。有数据统计，仅今年一季度，我国量子科技相关融资总额已超越2025年全年总量。
量子，一个人们“读不懂”“看不到”的神秘存在，却与人们生活息息相关。什么是量子计算？如何理性看待量子计算的应用前景？科技日报记者就此进行了采访。
“量子计算就是利用量子力学的性质，开发出的一种新的运算工具。与电子计算机相比，它的性能是‘指数上升’。”中国科学院院士郭光灿简明扼要地解释了量子计算的本质。
量子计算为什么能带来指数级的跃迁？不妨与传统的计算方式比一比。
算盘和电子计算机是两种人们熟悉的计算工具。一把算盘上，一列珠子一次只能打出一个数字，不可能同时拨出“1”和“2”；一根晶体管，一个信息单位（比特）要么代表0，要么代表1，不可能同时表示“0”和“1”。因此，运用这两种工具进行计算，都是“按部就班”，一步一步来。
但在量子世界里，传统的运算模式被颠覆了。北京理工大学物理学院量子技术研究中心长聘教授尹璋琦介绍，因为量子力学中的叠加原理，量子世界的信息单位，即量子比特，可以既代表“1”也代表“0”。而两个量子比特组合，就可以代表“00”“01”“10”“11”四种信息。随着量子比特数量的增加，其存储信息也以2n的模式，实现指数级增长。
“这也意味着，10量子比特就可以‘一次性’处理1024种可能性，经典计算机则需通过线性遍历，执行1024次独立运算，才能完成同等覆盖范围。”尹璋琦说。
中国科学技术大学讲席教授陆朝阳形象地把量子叠加特性比作“分身术”。“这一特点打破了经典逻辑中‘非此即彼’的模式，带来了计算范式根本性的转变。”陆朝阳说。
量子叠加是量子计算核心原理中最基础、最关键的一条。量子纠缠、量子干涉等特性，则让量子计算具备了协同处理复杂问题的能力，同时计算精准度也得以提高。
在计算原理之外，还有很多人好奇，量子计算机到底长啥样？尹璋琦告诉记者，不同技术路线下，量子计算机的装置不尽相同。以利用人工原子为量子信息载体的超导路线量子计算机为例，其主要由超导量子芯片、稀释制冷机、测控系统等部分构成。
量子计算机性能强大，但它是否“无所不能”，能够解决生活中所有算不了、算不准的问题？对此，多位专家呼吁理性看待量子计算的应用边界与发展现状。
从应用边界上看，专家们表示，量子计算并非把不可计算的问题变成可计算，而是提高部分问题的求解效率。量子计算机也不会代替电子计算机，它更像是面向特定难题的高端计算工具，两者互为补充。
从产业发展看，陆朝阳坦言，当前，量子计算还处于发展初期，还只能针对特定问题进行计算。行业后续应聚焦核心问题开展攻关，促进产业链形成，构建产业健康生态。不能盲目炒作，夸大量子计算应用，吸引资本盲目入局，导致产业生态泡沫化。
“比如，目前量子计算产品已经落地并服务于人工智能、金融科技、医疗等说法，根据学术界严谨的共识并不成立。”陆朝阳说。
以人工智能应用场景为例，尹璋琦介绍，随着人工智能模型越做越大，算力、能耗成为发展瓶颈。量子计算机则有望突破传统芯片的能效比和算力极限，促进人工智能技术发展。但目前，如何让两者更好“手牵手”，使量子计算机的算力与实际应用需求紧密结合、相互匹配，仍有待继续探索。
尹璋琦指出，当前，所有“量子优越性”实验均针对高度定制化的数学问题，因此在具体行业落地中，并不是“拿来就能用”。就像人工智能大模型在各个行业落地，需要依靠丰富的行业数据，充分在实践中迭代一样，量子计算也要有充足、丰富的行业数据库、数据集，在持续锤炼、调试中，提升协同能力。
“行业更需凝聚共识，打破数据孤岛，促进数据合规共享；同时，资本要保持定力，量子计算落地需要长期稳定的投入，而非盲目地一拥而上、一哄而散。”尹璋琦说。
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