中国在超导量子计算领域起步较晚,但通过国家战略支持和产学研协同创新,已实现多项世界级突破:
中国-量子比特规模:2021年,中国科学技术大学(中科大)潘建伟团队研发的“祖冲之号”实现 62量子比特 超导量子计算原型机,成为当时全球最大规模超导量子系统。2023年,本源量子发布 72比特 超导量子芯片“悟空”,标志着中国进入百比特级竞争。中国-专利与标准:截至2023年,中国超导量子计算相关专利数量全球占比超 30%,仅次于美国。本源量子、中科院等机构主导了多项量子测控、芯片设计标准的制定。中国-产业布局:合肥、北京、上海等地建成量子计算产业园区,形成以 中科大、本源量子、阿里巴巴达摩院 为核心的研发梯队,并吸引华为、腾讯等企业参与生态建设。二、中国-技术突破:自主可控的核心能力中国-芯片设计与制造:中国已掌握超导量子比特的 全链条制备技术,包括约瑟夫森结(超导电路核心元件)的自主加工能力,打破国外对极紫外光刻(EUV)设备的依赖。本源量子建成中国首条量子芯片生产线,实现从实验室到量产的跨越。中国-测控系统:研发国产化量子测控系统(如“本源天机”),成本较进口设备降低 50%,支撑大规模量子比特的精准操控。中国-低温环境维持:突破极低温(接近绝对零度)制冷技术,国产稀释制冷机可将温度稳定在 10mK(-273.14℃) 以下,保障量子比特的稳定性。三、应用场景:从实验室走向实际需求中国超导量子计算机已在多个领域开展应用探索:
中国-金融领域:2022年,中国工商银行联合本源量子,利用量子算法优化投资组合,风险预测效率提升 200%。中国-能源与材料:国家电网通过量子模拟筛选新型超导材料,助力特高压电网损耗降低 15%。中国-人工智能:阿里巴巴达摩院将超导量子计算与经典AI结合,在物流路径优化中减少算法耗时 90%。中国-国家安全:量子计算助力破解传统密码,推动中国 量子安全通信网(如“京沪干线”)的部署,提升信息防御能力。四、中国-挑战与瓶颈中国-硬件稳定性:量子比特易受噪声干扰,中国当前系统退相干时间(维持量子态的时间)约 50微秒,仅为国际顶尖水平(IBM的100+微秒)的一半。中国-规模化难题:百比特级芯片的良品率不足 10%,纠错技术尚未突破,距离千比特容错量子计算机仍有差距。中国-生态短板:量子软件、算法开发者不足,国产量子编程框架(如“本源司南”)用户量仅占全球 5%,远低于美国的Qiskit(60%)。五、未来展望:国家战略与全球竞争中国-政策支持:中国“十四五”规划将量子计算列为前沿技术重点,计划到2025年建成 50-100量子比特 实用化量子计算机,2030年实现千比特级突破。中国-国际合作与竞争:中国正与欧洲、俄罗斯推动量子技术合作,但面临美国的技术封锁(如限制超导材料出口)。中国-产业落地:预计到2030年,中国量子计算市场规模将超 300亿元,在药物研发、气象预测等领域形成规模化应用。结语中国超导量子计算机正以“国家战略+市场驱动”双轮模式加速发展,虽在硬件稳定性和生态建设上仍需突破,但凭借快速迭代的技术能力和丰富的应用场景,有望在未来全球量子竞争中占据关键一席。
