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當前，全球量子計算正從實驗室快步走向產(chǎn)業(yè)賽道。近年來，歐美紛紛出臺新一輪量子戰(zhàn)略，預計到2035年，量子計算的全球市場規(guī)模將達720億美元，較當前激增20倍。

作為我國量子科技與產(chǎn)業(yè)高地，上海正加速布局這一未來產(chǎn)業(yè)。8月1日，在上海市科委、市國資委聯(lián)合主辦的量子科技沙龍上，與會專家普遍認為，面對量子計算產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵窗口期，上海應(yīng)盡快建立量子計算應(yīng)用示范中心，以應(yīng)用場景牽引技術(shù)迭代、產(chǎn)品熟化，通過培育生態(tài)蓄力產(chǎn)業(yè)動能，為量子計算“核爆點”的到來做好準備。

為推動量子計算從實驗室走向場景落地，市科委針對量子計算應(yīng)用場景進行了公開征集，共收集到來自34家單位的83條場景供需訴求，包括生物醫(yī)藥、材料科學、化學化工、人工智能、金融、環(huán)境與氣候研究、交通與物流、量子通信與加密等領(lǐng)域。

“量子計算+”需從“點對點”開始

“一個新藥研發(fā)周期長達15年，投入超20億美元，成功率卻僅6.8%?！鄙虾ａt(yī)藥集團中央研究院副院長張晶提到，新藥研發(fā)非常期待量子計算超級算力的加入，“量子模擬能力可精準到模擬分子相互作用、預測蛋白質(zhì)折疊，大幅提升藥物篩選效率，這正是生物醫(yī)藥領(lǐng)域所急切期待的”。

然而，現(xiàn)實相當“骨感”。盡管量子計算在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景早在三四年前就受到關(guān)注，但“跨界溝通”成了實際落地的最大障礙?！爱斍半A段更需要‘點對點’的精準突破。”張晶坦言，生物醫(yī)藥涵蓋小分子研發(fā)、大分子結(jié)構(gòu)解析、智能化制造等多個細分場景，每個場景的計算需求差異顯著，“每一個點都需要與不同的公司、團隊合作，進行深度開發(fā)，才能真正開拓出量子計算的應(yīng)用場景”。她認為，這些小切口的合作，才是“量子計算+”走向規(guī)?；瘧?yīng)用的真實起點。

然而，目前大多數(shù)量子計算團隊往往對相關(guān)應(yīng)用行業(yè)缺乏深度認知，“我們需要懂量子的醫(yī)藥專家，也需要懂醫(yī)藥的量子專家，這座橋梁亟待搭建?！北本┎Ｉ孔涌萍加邢薰靖笨偛脛⑷舫奖硎?，他們在業(yè)務(wù)拓展中也遇到了類似難題，“量子計算賦能產(chǎn)業(yè)，不是一蹴而就的革命，而是循序漸進的對接?！?/p>

為量子計算產(chǎn)業(yè)盡早樹立引領(lǐng)標桿

“現(xiàn)在，量子計算最需要的是應(yīng)用示范平臺?！鄙虾Ｂ?lián)合投資有限公司首席技術(shù)官陳斐利認為，從產(chǎn)業(yè)角度看，量子計算生態(tài)培育的迫切性不遜于核心技術(shù)的突破。

在他看來，量子計算正處于技術(shù)發(fā)展的早期，硬件路線多元、算法工具匱乏、應(yīng)用場景模糊，此時建立應(yīng)用示范中心、概念驗證中心，既為產(chǎn)業(yè)培育準備“孵化器”，又為技術(shù)驗證打造“試煉場”。

量子沙龍上，多位專家提到，當前量子計算面臨的最大挑戰(zhàn)不是單點技術(shù)突破，而是缺乏標準化的測試環(huán)境和驗證體系，而示范中心的核心價值就在于構(gòu)建起“技術(shù)—場景—資本”的閉環(huán)。

陳斐利解釋，目前，谷歌、IBM等國際巨頭雖已推出量子計算原型機，但不同技術(shù)路線的性能指標難以橫向比較；國內(nèi)企業(yè)的算法創(chuàng)新，也因缺乏統(tǒng)一的測試基準，難以向應(yīng)用端證明價值?！熬拖窠?jīng)典計算時代需要‘跑分軟件’，量子計算也需要公共的仿真驗證平臺，讓技術(shù)優(yōu)劣有客觀對照?！?/p>

量子沙龍現(xiàn)場

專家建議，示范中心可分階段推進：初期聚焦仿真驗證，提供標準化的量子計算測試環(huán)境；中期建設(shè)開源平臺，匯聚算法工具、應(yīng)用案例和數(shù)據(jù)資源；長期打造產(chǎn)業(yè)集群，吸引量子硬件、軟件、應(yīng)用企業(yè)落戶，形成具有全球競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

中性原子量子計算崛起

在量子計算的技術(shù)賽道上，中性原子正成為眾望所歸的一顆新星。沙龍上，多位專家不約而同提到，它可能成為上海搶占量子產(chǎn)業(yè)制高點的一張“關(guān)鍵牌”。

中性原子量子計算以原子為量子比特，通過激光陣列實現(xiàn)操控，具有天然的規(guī)?；瘍?yōu)勢。中性原子無需復雜的芯片加工工藝，通過優(yōu)化激光操控精度即可擴展比特數(shù)量，這為其走向大規(guī)模應(yīng)用提供了清晰路徑。

糾錯效率是中性原子技術(shù)路線的另一大優(yōu)勢。量子計算的核心難題之一是如何通過糾錯技術(shù)提升計算可靠性。與超導量子比特固定不動不同，中性原子可通過激光“移動”，在糾錯過程中減少資源消耗。

中國科大上海研究院執(zhí)行院長、上海量子科學研究中心副主任陸朝陽解釋，超導量子比特糾錯像“傳紙條”，而中性原子則能“直接送紙條”，使得效率大幅提升——這使中性原子在實現(xiàn)邏輯比特時，所需物理比特數(shù)量僅為超導路線的十分之一。

目前，上海已有多支中性原子量子計算攻關(guān)團隊，并已取得多項全球領(lǐng)先成果，部分被哈佛團隊在論文中引用。與會專家表示，依托已有的光學工程、精密制造產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，上海有望在中性原子量子計算的硬件制造、系統(tǒng)集成、應(yīng)用開發(fā)等環(huán)節(jié)形成完整產(chǎn)業(yè)鏈。而應(yīng)用示范中心的建立，將加速這一進程——通過對接生物醫(yī)藥、金融、材料等場景需求，中性原子量子計算可在實際應(yīng)用中打磨性能，實現(xiàn)技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)落地的雙向奔赴。