中国量子计算机：科技前沿的璀璨之星

2025.09.03 · 行业资讯中国量子计算机量子计算机量子比特

在科技飞速发展的当下，量子计算机已成为全球瞩目的焦点，被视为引领未来计算革命的关键力量。中国，作为科技领域的重要参与者，在量子计算机的研发与应用方面取得了令人瞩目的成就，正逐步在这一前沿领域崭露头角。

中国量子计算机的发展历程

中国量子计算机的发展之路，是一部充满创新与突破的奋斗史。早期，科研人员在基础理论研究方面默默耕耘，为后续的技术突破奠定了坚实基础。近年来，随着国家对量子科技的高度重视和大量投入，中国量子计算机领域迎来了爆发式增长。

2020 年，中国科学技术大学潘建伟团队构建的光量子计算原型机 “九章” 横空出世，在求解高斯玻色采样问题上，其速度超越经典超级计算机，首次实现基于光学体系的量子计算优越性，让中国成为全球第二个实现这一里程碑的国家。此后，“九章” 不断升级，“九章三号” 能操纵 255 个光子，计算能力进一步飞跃。

同年，潘建伟团队的超导量子计算原型机 “祖冲之二号” 也成功问世，执行量子随机线路采样任务的速度比当时全球最快的超级计算机快 1000 万倍以上，计算复杂度大幅提升。2024 年 12 月 17 日，105 个量子比特的 “祖冲之三号” 震撼登场，其在各种性能指标上与谷歌公司的量子芯片 “威洛” 旗鼓相当，再次彰显了中国在超导量子计算领域的强大实力。

中国量子计算机的技术突破

量子芯片技术

量子芯片堪称量子计算机的核心处理器，中国在这方面取得了诸多关键进展。超导量子芯片技术发展迅速，与现有半导体工业技术高度兼容，可设计性高，易于耦合，量子门操作速度快。例如，本源量子自主研发的第三代超导量子芯片 “悟空芯”，搭载于 “本源悟空” 超导量子计算机，展现出强大的计算能力。

量子比特技术

量子比特是量子计算机的基本信息单元，中国科学家在量子比特制备和操控方面不断创新。通过持续优化技术手段，提高量子比特的质量和数量，为实现大规模量子计算奠定基础。在中性原子阵列方面，研究团队利用 AI 技术成功实现高达 2024 个原子的无缺陷阵列，各项保真度指标追平国际最高水平，为构建容错通用量子计算机创造了有利条件。

中国量子计算机的应用领域

科学研究

在计算流体动力学领域，量子计算为其提供了全新的算力选择。相较于传统方法，量子计算能够显著加速流体动力学仿真过程，大幅缩短航空航天、汽车工程等领域的研发周期并节省经费。2024 年 10 月 25 日，中国科学家在 “本源悟空” 上成功完成全球最大规模的量子计算流体动力学仿真，为复杂科学问题的探索提供了有力工具。

金融领域

量子计算在金融领域大显身手，可用于风险管理、投资组合优化、期权定价和金融市场预测等方面。通过量子算法，金融机构能够更快速准确地分析海量数据，为投资者提供更精准的投资建议。“本源悟空” 上线的全球首个采用分布式量子计算思路设计、规模最大的投资组合优化真机应用，在处理相同规模问题时，资源消耗远低于经典计算机，为金融投资决策开辟了高效路径。

生物医药行业

量子计算助力药物设计、蛋白质结构预测、医疗数据的分析与处理等关键领域。“本源悟空” 已上线多款基于真实量子计算芯片的生物医药应用，如药物相互作用预测应用，采用量子混合神经网络算法，提高了预测准确性，大幅缩短研发时间。此外，本源量子与蚌埠医科大学合作，将量子计算与深度学习方法结合，用于辅助医学图像识别、疾病诊断等，为医疗领域带来新的突破。

中国量子计算机面临的挑战

技术瓶颈

尽管中国在量子计算机领域取得了显著进展，但仍面临一些技术瓶颈。例如，在量子比特质量与数量方面，要实现大规模、实用化的量子计算机，还需进一步提高量子比特的稳定性和相干时间，突破多量子比特集成的技术难题。同时，量子纠错技术虽有突破，但仍需不断完善，以确保量子计算的准确性和可靠性。

人才与产业生态

高端量子计算人才相对短缺，是中国量子计算机发展面临的一大挑战。加强量子计算相关专业的人才培养体系建设迫在眉睫，鼓励高校开设量子计算课程，吸引更多优秀学生投身该领域。此外，中国量子计算产业生态尚不完善，从上游的量子芯片制造到下游的量子应用开发，各个环节之间的协同合作不够紧密，与国际先进水平相比，企业的规模和影响力有待进一步提升。