来源：IT时报

中国人用上了中国的量子计算机和量子计算云 | 图源：豆包AI

作者／ IT时报 郝俊慧

编辑／ 王昕

11月20日，2025量子科技和产业大会在合肥举行。一周前，中国电信量子研究院宣布：搭载“祖冲之三号”同款芯片的超导量子计算机“天衍—287”完成系统搭建，并将接入“天衍”量子计算云平台，面向全球开放应用服务，这是我国首个具备“量子计算优越性”的量子计算云平台。

看到这则消息，我不由得想起四年前初夏的济南。彼时，中国科学技术大学（以下简称“中科大”）教授朱晓波（“祖冲之三号”团队领头人之一）宣布，12比特的超导量子计算服务上云，这是继IBM之后，全球第二个向公众提供10比特以上量子计算云服务的平台。

从12到287，1600天，中国科学家和产业界终于联手翻越国外科技公司对量子封锁的第一座山。

全球范围内，第一台量子云计算平台是IBM的Q Exerience，于2017年上线，申请者可以在Q Exerience上使用量子应用程序和系统学习，开发和运行程序。2019年，微软和亚马逊先后发布了Azure Quantum和Amazon Braket，其中微软可提供三家合作企业和不同技术路线的量子硬件云接入服务。同年，谷歌宣布超导量子计算机“悬铃木”实现了量子优越性（亦称“量子霸权”，指量子计算解决某个问题的速度超越了所有经典超算），并向全球提供量子云服务（该服务不具备量子优越性）。

然而，这些量子计算的云端大门，都向中国研究者紧闭着，包括高性能冷却系统、低温元器件等关键量子硬件，也被美国严格出口管制。

“量子霸权”俨然成为“量子霸凌”。

2025年，当“天衍—287”贴着“全国产化”“量子优越性”标签进入今天的叙事时，我想这是中国量子产业送给量子百年诞辰的最好礼物。

100年前，年轻的德国物理学家海森堡在荒凉的岩石小岛——黑尔戈兰岛突发奇想：如果电子没有轨道呢？从此彻底改变了人类对微观世界的认知。

从半导体到激光，再到原子钟，第一次量子革命让人类从被动观测转向应用量子规律，创造了现代电子工业。

实际上，我们每个人的手机就是量子力学在宏观世界的显性代表。

比如，被誉为制造工业皇冠上明珠的芯片制造，便是量子隧穿的“战场”。手机芯片由数百亿个晶体管构成，像苹果的A18 Pro芯片采用3纳米工艺，晶体管数量可达200亿个。这些晶体管其实是“开关”，开是1，关是0，通过电压控制电流在数百亿个开关间的通断，从而形成复杂的二进制指令。这种控制，便基于量子力学原理，改变半导体区域的能带结构，利用量子隧穿效应，控制电子在“能带”和“禁带”之间穿越。

如果说第一次量子革命还是被动利用量子规律来制造经典器件，当前正在发生的第二次量子革命，则是科学家们主动操纵单个微观粒子（如光子、原子等）的量子状态（如叠加、纠缠），直接开发基于量子特性本身的器件和技术，并由此发展出量子计算、量子通信、量子精密测量等新的领域。

今年获得诺贝尔物理学奖的三位量子物理学家，约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯，其获奖核心贡献便是“发现了电路中的宏观量子力学隧穿效应和能量量子化”，这被认为是“超导量子计算”技术路线的奠基石。

表面上，诺贝尔物理学奖似乎回到了正轨，毕竟去年得奖者约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿是人工智能科学家，但实际上，今年评奖的底层逻辑依然是人工智能的未来。

量子计算被认为是最有可能解决经典计算体系中AI对算力和能耗巨大吞噬的路径。

本轮基于深度学习的人工智能浪潮，本质上是并行计算，这也是为何原本用于游戏加速的GPU，成为被各家争夺的“AI能源”，但经典并行依然是一种二维计算方式，就好像10000个工人同时走上量子10000条路，而量子并行则是三维计算，一个比特能进入所有可能路径的叠加态，就像一个工人可以同时出现在0到1之间的任何位置，对算力的提升是指数级的。

这便是为何仅有105个数据比特和182个耦合比特的“祖冲之三号”，在“量子随机线路取样”快速求解的任务上，可以比目前最快的超级计算机快15个数量级（快千万亿倍）。

由此，也很容易理解，为何量子计算成为中美欧三方角逐的新战场。在药物设计、气象预测、科学发现等AI4S（AI科学）领域，经典计算每前进一步，都需要耗费大量算力和算法优化，一旦通用量子计算实现，解决这些问题可能便在须臾之间。

另一方面，当量子计算能力呈指数级上升时，能耗只是线性上升，同等算力的能耗比大幅下降，能源将不再是AI竞赛的终点。

今天，全球主要科技强国均将量子计算视为战略制高点。不久前发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》中，量子科技在六大未来产业中位列首位。毫无疑问，它是人类科技能否跃迁最重要的底座。

截至目前，量子计算的技术路线还未收敛，全球科学家们在超导、光量子、离子阱、中性原子等不同路径上并行探索，无论是硬件还是算法，都处于类似20世纪40年代经典计算机刚刚出现的阶段。

中国，是目前唯一一个在超导和光量子两条路线均实现“量子优越性”的国家，算力始终与全球最强的量子计算机并驾齐驱。但在生态方面，谷歌、IBM、亚马逊等“宇宙大厂”已先行一步，而英伟达则继续它的“CUDA路径”，前不久，在GTC2025大会上推出的NVQLink，要将量子处理器和GPU连在一起，加速超算和量子计算的融合，17家量子公司和9个美国国家实验室已加入其生态。

要等吗？

第一次量子革命时期，中国是跟随者，当国际形势发生巨变时，无论是芯片还是操作系统，为了不被卡脖子，只能艰难转向；但当第二次量子革命来临之时，中国已然是并行者，甚至领跑者，这一次，生态的故事，我们要好好讲。

“天衍—287”是天衍量子计算集群中的一位新成员，后者是中电信量子集团旗下的量子云平台。搭建和实验室原型机同等性能商用机“上云”最重要的意义，在于让“量子优越性”走出实验室，成为可对外提供的稳定云服务。此前，量子优越性大多只是“传说”中的能力，鲜有人能真正验证其实力。

“天衍—287”上云之后，让第三方用户可基于“量子优越性”的能力，运行量子算法验证自己的科研场景，这将极大拓展量子计算的应用边界。

自主创新不是封闭创新，我们希望让全世界看到：中国不仅能造出最好的量子计算机，更能构建最开放的量子生态。

如今，天衍量子云平台不仅拥有最好的量子硬件，更配套完善的软件工具链——包括编译器、编程框架、算法库等等，“硬件——软件——云平台——生态”的量子计算全栈能力体系已基本实现国产化。

中国人真正用上了中国的量子计算机和量子计算云。

排版／ 季嘉颖

图片／ 苹果 中国科大 豆包AI