⚛️ 量子计算 · 工程化落地

量子计算工程化迎来拐点:相干科技破局“测控瓶颈”,AI算力底座蓄势待发

大模型对算力的渴望永无止境。当摩尔定律放缓,量子计算被寄予厚望。但理想与现实之间,横亘着一条工程化的鸿沟。“不要相信任何‘千比特、万比特’的炒作,”“祖冲之号”总师朱晓波警告。精度不足,规模再大也毫无意义。

综合公开信息整理 2026-07-25 全文约 4 分钟读完
#量子计算 #AI算力 #相干科技 #测控系统 #工程化
100+ μs 百比特芯片平均寿命·钽基材料
99.99% 测控系统单比特门保真度
60%+ 百比特规模测控成本占比

⚡ 30 秒速览

  • 工程化鸿沟:AI开发者用模拟器调试好的量子电路,在真实硬件上因噪声、漂移而失效。精度比规模更重要。
  • 成本真相:百比特量子计算机,测控系统成本占整机60%以上,且随比特数线性增长,是降本的关键瓶颈。
  • 材料突破:相干科技采用钽基材料,芯片寿命超100微秒,两比特门保真度突破99.5%,为复杂算法提供窗口。
  • AI路线图:量子化学 > 金融优化 > 量子AI。IBM已用混合系统模拟12000+原子,与经典计算拉开差距。
  • 平台之争:未来竞争力不在于比特数,而在于能让多少AI开发者用好每一颗比特。硬件+工程化+平台,三位一体。

01模拟器里的完美世界,与真实量子硬件的残酷差距

开发者大概率都遇到过同样的困惑:在模拟器上调试好的量子电路,逻辑清晰、结果完美,一旦提交到真实量子处理器上运行,结果会出现明显偏差,甚至不可用。

根源在于,模拟器运行在经典计算机上,它假设量子比特是完美的、门操作是精确的、环境是绝对无噪声的。但真实世界不是这样。

一台量子计算机运行时,量子比特的频率会随偏置信号漂移,门保真度会受到电磁干扰的波动影响,退相干时间会因环境变化而变化。更麻烦的是,这些参数会随时间变化、随环境变化、随上一轮实验的历史遗留变化。

一个诚实的注脚:

模拟器中的世界

完美、确定性、无噪声。开发者可以随时暂停、任意回退、反复调整参数,得到完全确定性的结果。

真实量子硬件

噪声、漂移、退相干。如果不重新校准,误差会被迅速放大,导致结果不可用。

在WAIC 2026上,“祖冲之号”量子计算原型机总师朱晓波说了一段让很多人印象深刻的话:“不要相信任何‘千比特、万比特’的炒作。精度不足、错误率没降下来,规模再大都是没有意义的。过度宣传,只会让整个领域遭受毁灭性的打击。”

注:行业正在从单点指标(比特数、保真度、单次实验成绩)转向系统工程能力,这段话正是转向的一个注脚。

0260%的成本在“看不见”的地方:测控才是灵魂

一颗性能优异的量子芯片,如果测控系统无法稳定产生、读取信号、无法快速完成校准、无法在出现异常时判断问题出在哪个环节,这颗芯片的实际性能就无法发挥。

相干科技创始人兼CEO金贻荣曾表示:“测控是量子计算的灵魂。”

从芯片到可用算力,中间隔着一条工程化链路。真机构成包括极低温低噪声环境、测控电子学、测控软件、承接任务的平台,以及装配接线调试维护的系统工程能力。

60%+百比特测控成本占比
99.99%测控单比特门保真度
99.8%测控两比特门保真度
99%测控读取保真度

注:测控系统对量子比特的操控精度已非常高,但成本随比特数近乎线性增长,是规模化的主要瓶颈。

比成本更难解决的是工程化的标准化问题。科研人员做研究时,可以靠个人经验反复试错,得到的结果不需要保证能被他人复现。但要做成产品交付,就必须把每一个环节标准化。

一个真实发生过的例子能说明这种难度:

磁性零件的故事:相干科技团队曾发现量子比特的信号读取出现异常,一路排查下去,最后发现是某些零件带有微弱磁性,干扰了信号。找到原因后,团队专门为此建立了一套磁性检测标准,不合格的零件直接不用,还在装配前增加了一道检测环节。这种“发现问题—找到根源—建立标准—提前预防”的闭环能力,才是工程化真正的核心。

03AI应用落地三级跳:从理论到产业

硬件和工程体系逐步稳定之后,应用场景在哪,成为下一个要回答的问题。量子计算从实验室走向真实应用,通常要爬过三级台阶。

金贻荣判断,目前行业整体仍处于从第二级(真机运行)向第三级(概念验证)过渡的早期。

落到应用层面,金贻荣给量子计算的应用排了一个序:

🧬 第一层:量子化学计算 最具潜力

  • 分子结构计算、药物设计。全球超级计算机约30%的算力都堆在材料模拟、药物设计这些化学计算上。
  • 仅哈伯合成氨这一个工业过程,每年就消耗全球2%的能源。
  • IBM最近做的一件事验证了这个方向:他们用两块Heron芯片(各156量子比特)配合日本的“富岳”经典超算,成功模拟了超过12000个原子的蛋白质结构。“我们至少能算到一万个原子这个量级了,”金贻荣说,“这个规模跟经典计算已经开始拉开距离。”
意义:量子计算与经典计算形成互补,解决AI无法单独处理的分子模拟问题。

📊 第二层:金融分析与供应链优化

  • 组合优化问题。金融投资组合、物流路径规划、供应链调度,这些场景规模极大,商业驱动力也足够强。
  • 量子计算能在短时间内处理大量可能性,找到最优解,直接降低企业运营成本。
意义:直接面向商业场景,投入产出比清晰,是产业落地的重要突破口。

🤖 第三层:量子人工智能

  • AI是工具,算力才是底座。金贻荣认为,量子计算与GPU、CPU融合形成的混合算力方案,才是解决复杂难题的合理路径。
  • 量子AI并非取代经典AI,而是在特定子模块(如梯度计算、采样)中提供加速。
意义:长期方向,但需要等到量子硬件成熟到能支持大规模量子机器学习算法。

04算力底座的竞争:平台比芯片更重要

比起用户规模或任务数字,更值得关注的是供需连接的逻辑本身。量子计算当前面临的核心困境之一,是做技术的人不清楚量子计算还能解决什么问题,做应用的人不清楚量子计算到底怎么用,双方都对彼此缺乏感知力。

金贻荣给出的解法是:“把硬件接上来,把算法放上去,让用户在自己的领域里直接试用。一旦跑出效果,飞轮就转起来了。”

这个思路与英伟达的路径有相似之处:英伟达不仅有硬件,还有CUDA,做了整个生态的底座。量子计算也需要搭建类似的底座。

既要靠芯片端的量产和良率提升,也要靠测控端持续压低这条不容易摊薄的成本曲线,更要扩大能够使用这些硬件资源的开发者群体。只有更多人真正用起来,硬件降本才有意义,降本和拓需求互为前提。

编辑核心判断

未来的竞争力,不在于拥有最多比特的公司,而在于能让最多开发者用好每一颗比特的平台。

现在就能用

相干科技正在建立自有的量子云服务基础设施,并构建基于智能体的算力服务软件平台。核心技术已与北京量子院Quafu量子云平台形成战略协同。

关注相干科技 → 获取量子云服务最新动态