从两弹一星到量子霸权:中国量子计算 26 年攻关之路

2025.05.15 · 行业资讯

在安徽合肥的量子信息实验室里,科研人员正调试着一台闪耀着科技光芒的超导量子计算机。这台设备的诞生,标志着中国在量子计算领域的自主创新迈上了新台阶。从 1998 年郭光灿院士致信钱学森倡导发展量子信息算起,中国量子计算事业已走过 26 年波澜壮阔的攻关历程,其战略意义堪比当年的 "两弹一星" 工程。

 

一、战略奠基:科技报国的初心传承

 

1998 年的中国科技界,量子信息还是鲜为人知的领域。郭光灿院士敏锐意识到这一颠覆性技术的战略价值,在致钱学森的信中提出:"应集全国力量攻克量子信息系统的技术问题"。这位 "两弹一星" 元勋的回信如明灯指引方向:"此事关系国家大事"。正是这种战略眼光,开启了中国量子计算的征程。

 

早期探索充满艰辛。郭光灿团队连续三年申请国家重点基础研究计划未果,但他们凭借 "十年磨一剑" 的毅力,在 2001 年终于获批中国首个量子信息领域的 973 计划项目,获得 2500 万元科研经费。这笔资金成为火种,点燃了中国量子计算的研发热情。

 

2010 年,郭光灿的学生郭国平接过接力棒,担任 "固态量子芯片研究" 重大专项首席科学家。他带领团队在 "一个电子" 上实现 10 皮秒级量子逻辑门运算,将原世界纪录提高近百倍。这项突破为半导体量子芯片研发奠定基础,也让中国在量子计算硬件领域崭露头角。

 

二、技术攻坚:全产业链自主可控

 

量子计算机研发是系统工程,涉及芯片、测控、制冷、软件等多个环节。中国科研团队以 "全栈式创新" 构建自主技术体系:

 

量子芯片制造:在接近绝对零度(-273.15℃)的极低温环境下,科研人员攻克高密度微波互连模组国产化难题,解决了量子芯片与外部设备的信号传输瓶颈。目前国产模组可为超 100 位量子芯片提供稳定通道,性能达到国际先进水平。

从两弹一星到量子霸权:中国量子计算 26 年攻关之路

测控系统突破:2018 年首台完全自主知识产权的量子测控一体机问世,填补国内空白。第三代 "本源天机" 系统实现量子芯片批量自动化测试,整机运行效率提升数十倍。

 

操作系统创新:中国首个量子计算机操作系统 "本源司南" 不断升级,3.0 版本支持量子任务批处理和量超协同计算,资源调度效率领先国际同类产品。

 

抗量子攻击护盾:2024 年 4 月,国产 PQC(后量子密码)技术成功集成,使量子计算机具备抵御未来量子攻击的能力,标志着制造链从 "算力提升" 向 "攻守兼备" 升级。

 

三、应用落地:从实验室到产业前沿

 

量子计算的价值最终体现在实际应用中。中国科研团队积极推动技术与产业深度融合:

 

生物医药领域:与蚌埠医科大学合作开发的量子分子对接应用,将药物研发周期从 3 个月压缩至 72 小时。基于 "本源悟空" 的量子混合神经网络算法,在乳腺癌诊断标志物发现中准确率提升 30%。

 

金融风控领域:全球首个分布式量子投资组合优化应用上线,处理相同规模问题时资源消耗降低 60%。某金融机构通过量子计算优化信贷风险模型,不良贷款识别率提高 25%。

 

工业设计领域:量子 - 经典双引擎平台 "天衍" 接入神威超算,在材料模拟中效率提升 150 倍。某车企利用该平台优化新能源电池材料,续航里程提升 18%。

 

全球服务网络:"本源悟空" 上线一年来,为 139 个国家的 1800 万用户完成 32 万次计算任务,在金融、通信、航空航天等领域建立示范应用。这种 "算力出海" 模式,使中国量子技术获得国际市场高度认可。

 

四、未来展望:开辟量子技术新赛道

 

2025 年政府工作报告明确提出 "开辟量子技术新赛道",为产业发展指明方向。中国量子计算正从 "跟跑" 向 "并跑" 乃至 "领跑" 转变:

 

技术路线多元化:在超导、光量子、半导体等多技术路线同步推进。中科大团队构建的 255 光子 "九章三号",处理特定问题速度比超级计算机快 200 亿年,巩固了光量子计算领先地位。

 

国际合作深化:与南非实现 1.29 万公里星地量子密钥分发,为构建全球量子通信网络奠定基础。参与制定量子计算国际标准,推动技术规则话语权提升。

 

人才梯队建设:全国 13 所高校开设量子信息科学专业,本源量子与高校合作建立教研平台,培养复合型人才超千人。这种 "产学研用" 协同模式,为产业发展提供持续动力。

 

站在新的历史起点,中国量子计算正沿着 "两弹一星" 精神指引的道路阔步前行。从实验室的理论突破到全球服务的算力网络,从核心部件的自主可控到产业应用的全面开花,26 年攻关历程见证了科技报国的初心与使命。正如郭光灿院士所言:"我们这代人的历史使命,就是让量子计算在国民经济中发挥不可替代的作用"。未来,随着量子纠错技术的突破和通用量子计算机的实现,中国必将在第二次量子革命中书写新的辉煌篇章。