▷你以为量子计算还很远？26家央企已经开始集体“补课”了。

2026年6月22日，安徽合肥，国务院国资委主办的中央企业量子科技人才特训班开班，26家央企的96名技术骨干齐聚一堂，成为国内首个未来产业专项特训的首批学员。

这不是一场普通的政策宣讲。国务院国资委党委委员、副主任谭作钧在开班式上明确提出，要“重构认知方式和底层逻辑，因企制宜找准量子发展路径”。放在更大的背景下看，这是2026年国资委战略性新兴产业紧缺人才特训的第5场，也是第一次把“未来产业”作为独立主题开班。在此之前，特训班的主题分别是AI+工业制造、新材料、工业母机、新能源汽车，全都是已经进入规模化落地的赛道。

把量子科技从“前沿科研”划入“紧缺人才培养”序列，释放的信号很明确：量子计算不再只是实验室里的物理实验，不再是论文里的抽象公式，它已经走到了产业落地的门槛前。央企集体下场补课，意味着这场算力革命即将从基础研究阶段，进入行业应用的深水区。

很多人对量子计算的印象，还停留在“听不懂、很厉害、离我远”的阶段，但真实的量子计算，正处在一个关键的转折点，它既没有传说中那么神乎其神，也远没有大众以为的那么遥远。

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算力革命的底层逻辑

要理解量子计算，得先搞懂经典计算的瓶颈在哪里。

我们现在用的电脑、手机、超级计算机，底层逻辑都是一样的：用比特（bit）作为最小信息单位，一个比特只能是0或者1，就像一盏灯，要么开要么关。所有复杂的计算，就像是无数个开关按照程序规则依次开合。

过去几十年，我们都是靠把开关做小来提升算力。从电子管到晶体管，再到几纳米的芯片，单位面积里能塞下的比特越来越多。但这条路快走到尽头了，当晶体管尺寸接近原子级别，量子效应会开始干扰电路工作，摩尔定律的增长曲线正在逐渐平缓。

更本质的问题是：经典计算是“串行”的。面对需要穷举所有可能性的问题，它只能一个一个试。比如破解一个256位的密码，理论上要尝试2的256次方种组合，这个数量级大到目前的人类算力几乎无法暴力破解。

量子计算的突破，恰恰就在这里。

量子计算的基本单位叫量子比特（qubit），它遵循微观世界的量子力学规则，最核心的特性有两个：叠加态和纠缠。

（1）先说叠加态

你可以把经典比特想象成一枚平放在桌上的硬币，要么正面朝上（1），要么反面朝上（0），状态是确定的。而量子比特更像一枚正在空中旋转的硬币，在它落地之前，你可以认为它同时处于正面和反面的叠加状态，不是“不知道是哪一面”，而是物理上真的同时存在两种状态。

一个量子比特可以同时代表0和1，两个量子比特就能同时代表00、01、10、11四种状态，N个量子比特就能同时表示2的N次方种状态。这意味着什么？经典计算机算一次只能试一种可能，量子计算机算一次，相当于同时试了所有可能。这就是量子并行性的来源，也是它能实现指数级加速的根本原因。

▲硬币示意经典比特和量子比特（图源：斤风设计）

（2）再说纠缠

两个量子比特一旦发生纠缠，它们的状态就会产生强关联，无论相隔多远，只要测量其中一个的状态，另一个的状态会瞬间确定。这种“幽灵般的超距作用”曾经让爱因斯坦都感到困惑，但它却是量子计算能实现复杂协同运算的基础。多个量子比特纠缠在一起，才能构成一个能协同工作的计算系统。

（3）还有干涉

当然，光有叠加和纠缠还不够，计算还需要“干涉”。就像水波相遇会产生强弱相间的条纹一样，量子态之间也会发生干涉：正确答案对应的概率会被加强，错误答案的概率会被抵消。最后测量的时候，我们就能以极高的概率得到正确结果。

打个通俗的比方，经典计算机解迷宫，是沿着一条路走，走不通就退回来试下一条；量子计算机解迷宫，是同时派出无数个分身，走遍所有岔路，最后通过干涉把正确的那条路“亮”出来。

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从物理猜想到算力竞赛

量子计算的概念，距今不过四十多年。

1981年，物理学家理查德・费曼在一次演讲中提出了一个朴素的问题：既然经典计算机很难高效模拟量子系统，那我们能不能直接用量子系统来做计算？这个想法被视为量子计算的理论起点。

1985年，牛津大学的大卫・多伊奇提出了量子图灵机模型，第一次从数学上证明了量子计算的可行性，量子计算正式从物理猜想变成了严谨的计算机科学分支。

但真正让全世界意识到量子计算价值的，是1994年的肖尔算法。

数学家彼得・肖尔证明，量子计算机可以在多项式时间内分解大整数，而这正是当前主流RSA加密体系的数学根基。换句话说，足够强大的量子计算机，可以破解现在绝大多数的网络加密系统。从那以后，量子计算不再只是物理学家的玩具，它成了涉及国家信息安全的战略技术。

之后的二十多年，是理论不断完善、硬件缓慢爬坡的阶段。

直到2019年，谷歌用53个量子比特的“悬铃木”芯片，首次实现了“量子计算优越性”。在随机线路采样这个特定问题上，量子计算机用200秒完成了当时世界最快超算需要一万年才能做完的计算。这是一个标志性事件，它第一次用实验证明量子计算确实能做到经典计算机做不到的事。

2020年之后，全球量子计算进入了加速期。比特数从几十个涨到几百个，再到上千个；技术路线从单一的超导，发展到超导、离子阱、光量子、中性原子多条路线并行；参与者从高校实验室，变成了科技巨头、初创公司和国家力量共同入场的全球竞赛。

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四条主流技术路线

聊到这里，很多人可能会问：既然量子计算这么厉害，为什么我们还没用上？

答案很简单，造一个稳定、可控、可扩展的量子比特，太难了。

量子态非常脆弱，一点点温度波动、电磁干扰、材料缺陷，都会让量子比特失去叠加态。为了克服这个问题，科学家们尝试了各种物理体系来实现量子比特，目前形成了四条主流技术路线。没有哪条路线是完美的，各有优劣，也各有拥趸。

（1）超导量子：最主流的“极寒赛道”

超导是目前发展最快、投入最大、最被看好的通用量子计算路线，IBM、谷歌，以及中国科学技术大学的祖冲之系列，走的都是这条路。

简单来说，超导量子比特就是用超导材料做的微型电路。当温度降到接近绝对零度（零下273摄氏度左右）时，电路会进入超导状态，电子可以无阻力流动，形成两个离散的能级，分别对应0和1。通过微波脉冲操控，就能改变量子比特的状态，实现计算操作。

它的优势很明显：操控速度快，技术工艺和现有的半导体芯片产业兼容，容易集成更多量子比特，扩展性好；但代价也很直观：需要极低温环境。整套设备要放在稀释制冷机里，一层层降温，最后芯片所在的位置只有十几毫开尔文，比宇宙背景辐射的温度还低。制冷设备体积庞大、价格昂贵，这也是为什么现在的量子计算机都是机房里的大家伙，不可能放进个人电脑里。

另外，超导量子比特的相干时间相对较短，门操作保真度还有提升空间（衡量量子计算机“运算质量”的核心指标）。简单说就是：算得快，但也容易出错。

（2）离子阱：精度最高的“精密算盘”

如果说超导路线胜在“快”和“多”，那离子阱路线的王牌就是“准”。

离子阱的原理，是用电场把带电的原子（离子）悬浮在真空中，用激光精确操控离子的能级来实现量子比特。因为离子是天然的量子系统，在超高真空里几乎不受外界干扰，所以它的门操作保真度极高。2025年Quantinuum发布的Helios系统，单比特门操作保真度达到了99.99%，双比特也有99.9%，是目前全球精度最高的商用量子计算机。

▲Helios系统量子电脑的核心硬件（图源：联合早报）

离子阱的短板也很突出：扩展困难。要在一个阱里控制更多离子，难度会指数级上升。现在主流的离子阱系统还只有几十个量子比特，和超导的上千比特差距明显。另外它的操控速度也比超导慢，适合对精度要求高、不需要超大规模的场景。

（3）光量子：室温运行的“光子赛道”

光量子路线，是用光子的各种属性（比如路径、偏振）来编码量子比特，通过光学干涉网络来完成计算。中国科学技术大学的“九章”系列，走的就是这条路线。

这条路线最大的优势有两个：第一，光子不容易受环境干扰，相干时间长，而且可以在室温下运行，不需要庞大的制冷设备；第二，光子天然适合传输，未来可以直接和量子通信网络对接，构建分布式量子计算系统。

但它的难点也很突出：光子操控难度大，损耗问题严重，实现通用量子门非常困难。所以目前光量子计算更多在特定问题（比如玻色采样）上展现优势，距离通用计算还有更长的路要走。

（4）中性原子：快速崛起的“第四极”

最近几年，中性原子路线发展非常快，被很多人视为第四大主流路线。它的原理是用激光把中性原子冷却到极低温度，用光镊阵列把原子一个个“抓”住，通过激发原子能级来实现量子比特。

中性原子的优势很均衡：比特之间连接度高，相干时间比超导长，扩展性也不错，可以比较容易地做到几百个量子比特。而且它的系统体积比超导小很多，不需要那么庞大的制冷系统。

当然它也有自己的问题：门操作保真度目前还不如离子阱，操控精度还有待提升。但因为均衡的综合表现，这条路线吸引了大量创业公司和资本，进步速度非常快。

总的来说，现在的量子计算还处在“多条路线赛跑”的阶段，没有哪条路线已经宣布胜出。未来很可能不是一条路线通吃，而是不同路线适配不同场景：超导和离子阱向通用计算攻坚，光量子和中性原子在专用领域和分布式场景发力，共同构成异构的量子计算生态。

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全球算力军备竞赛

四条技术路线并行赛跑的背后，是全球数十家科技公司与科研机构的算力军备竞赛。每一代量子计算设备的发布，都在刷新着物理比特数、保真度、纠错能力的纪录，也在一点点把量子计算从纸面理论推向真实可用。

▲量子计算机结构示意图（图源：斤风设计）

（1）超导量子：规模与纠错的两条技术分野

超导是当前竞争最激烈、迭代最快的赛道，也最先出现了清晰的技术路线分化。

IBM是超导路线的标杆，走的是“规模化+模块化”的长期路线。

2023年发布的Condor处理器，是全球首个突破千比特大关的通用量子处理器，物理比特数达到1121个。并且采用了可互连的模块化架构，芯片之间可以通过量子接口拼接，像搭积木一样扩展算力；同年发布的Heronr1处理器则只有133个物理比特，但门操作错误率明显降低，主打稳定可靠的商用算力服务。

IBM很清楚，现阶段光有比特数没有意义，能稳定跑出有用结果的机器，才有商业价值。目前IBM的量子云平台已接入全球数十万用户，从高校实验室到头部企业，都在其设备上验证算法。

谷歌选择了“纠错优先”的技术路径。

2024年发布的Willow芯片，物理比特规模并不突出，但实现了量子纠错领域的关键突破：首次证明逻辑量子比特的错误率可以低于物理量子比特。通俗点说，就是用多个物理比特“组队”拼成一个更稳定的逻辑比特，并且真的实现了“1+1>2”的纠错效果，而不是越帮越忙。

这相当于从“砌砖头”进步到了“筑墙体”，是容错量子计算的核心里程碑。谷歌的思路很明确：与其堆一堆容易出错的比特，不如先把纠错的底层问题解决，一步到位走向通用计算。

日本富士通则走出了差异化的工程路线。

2025年它联合理化学研究所推出的256比特超导量子计算机，采用三维堆叠封装技术，芯片布线更短、信号干扰更少，在连接密度上具备独特优势。日本的特点是产业绑定极深，富士通与老牌车企丰田在这一前沿领域有深度技术共享，落地导向非常明确。

中国在超导赛道同样处于第一梯队。

中科院量子信息与量子科技创新研究院2025年发布的“祖冲之三号”，拥有105个可完全操控的超导量子比特，在随机线路采样任务上的计算速度比全球最快的超级计算机快15个数量级，单比特门操作保真度达到99.90%，刷新了超导体系量子计算优越性的世界纪录。

▲第三代自主超导量子计算机“本源悟空”（图源：安徽日报）

本源量子2024年上线的第三代“悟空”量子计算机，搭载自研72比特超导量子芯片，从芯片、测控系统到操作系统、应用软件国产化率超过80%。和实验室原型机不同，“悟空”是面向商用的工程化产品，已通过云平台向全球开放算力，服务了金融、生物医药、先进制造等领域的多家客户。

量旋科技（SpinQ）是国内少数构建了芯片、整机、软件全链条自主研发能力的量子计算企业，目前，量旋科技已完成新一代架构下25量子比特与103量子比特超导量子芯片的自主流片与封装测试。

今日（6月30日）斤风获悉，量旋科技宣布完成10亿元D轮融资，成为量子计算产业领域的又一重要注脚。本轮新增投资机构包括中金资本、上海半导体产投、中航弘华、上海电科、国中资本、四川兴川、金浦投资、恒旭资本、尚颀资本、洪泰基金、鲁花投资、兴证投资、深圳报业、清科控股、博佳资本等；投控东海、晶凯资本、青岛瀚瑞、海南风凯翔等老股东持续加码。至此，量旋科技半年时间累计融资额达20亿元。

▲量旋科技“大熊座”超导量子计算机（图源：量旋科技）

梳理下来发现，超导赛道已经告别了单纯较量比特数的阶段，进入了“规模派”和“纠错派”分头攻坚的时期。没有绝对的对错，只是不同的技术押注。

（2）离子阱与中性原子：精度黑马与扩展新秀

超导靠堆量子比特数撑场面，离子阱靠保真度打天下，中性原子呢，是最近风头最劲的那个后起之秀。

离子阱赛道的全球领头羊是我们前文提到的Quantinuum，Helios量子计算机保持着当前商用量子计算机的精度天花板。因为精度高，它特别适合对计算准确性要求严苛的场景，比如药物分子模拟、密码学研究。

另一家离子阱巨头IonQ，2025年推出的ForteEnterprise系统在比特规模与保真度上均衡发展，也是最早实现商业化云服务的量子公司之一。它的客户集中在金融与物流领域，用于优化投资组合、调度航空货运路线，在几十比特的规模下，已经能跑出优于经典算法的结果。

中性原子路线则是近两年的最大黑马。

美国QuEra已经实现了数百个量子比特的可控操控，在组合优化问题上展现出极强的适配性。

▲QuEra256量子比特量子计算机Aquila（图源：QuEra）

另一家公司Atom Computing，更是用中性原子体系做出了1180个量子比特的系统，扩展性惊人。

▲AC1000量子计算机（图源：Atom Computing）

总的来说，离子阱胜在“稳”，是当前最适合高精度科学计算和早期商用的路线；中性原子胜在“活”，扩展快、成本相对低，很可能在专用计算领域率先跑出大规模应用。

（3）光量子：专用算力的差异化突围

光量子路线的全球玩家不多，但两极特色鲜明。中国的“九章”系列走大算力专用突破，加拿大Xanadu走集成化商用落地。

今年5月发布的“九章四号”，首次实现了对3050个光子的操纵与探测，求解高斯玻色采样的速度比当前全球最快超算El Capitan快10的54次方倍，是目前所有量子计算优越性实验中优势最悬殊的成果。

▲“九章四号”量子计算机原型机局部（图源：新华社）

很多人会质疑“只能算玻色采样有什么用”，不就是量子计算的“跑分软件”吗？

实际上玻色采样本身就对应着大量真实问题，量子化学模拟、分子光谱分析、交通流建模、量子密码分析都能以此为基础。更重要的是，九章系列的持续突破，证明了光量子路线的可扩展性，而光子天然是信息传输的最佳载体，这为未来的量子互联网、分布式量子计算打下了核心技术基础。

加拿大Xanadu走的是集成光量子路线，把复杂光路做在光子芯片上，体积更小、稳定性更强，并且已经推出了可商用的光量子云服务。他们更侧重量子与AI的结合，用量子计算优化机器学习模型，在图像识别、自然语言处理的特定任务上做探索。

不难看出，光量子路线不走通用计算的独木桥，而是走专用算力的差异化路线。拿通用计算的标准评判光量子，本质是拿错了标尺，专用算力本身就是一个万亿级的赛道。

看完四条路线的设备进展，再看全球竞争格局，结论会非常清晰：第一梯队只有中美两家，美国整体领先，中国局部领先，并且追赶速度很快。这也是为什么国资委要组织央企集体进场，产业落地的窗口已经打开，早一步布局，就能早一步拿到下一代算力的入场券。

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我们能用量子计算做什么

讲了这么多技术和竞赛，最后回到每个人最关心的问题：量子计算到底能给普通人的生活带来什么改变？

我们当前所处的阶段，行业内叫NISQ时代——含噪声中等规模量子计算。

直白点说：量子比特有几百上千个，但还没实现完全容错，计算过程会有误差，还跑不了特别复杂的通用算法。但这不代表它没用，恰恰相反，NISQ阶段是量子计算从实验室走向产业的关键窗口期，很多领域已经开始了早期落地验证。

首先要澄清一个误区：量子计算机不会取代我们的个人电脑和手机。它不是更快的普通电脑，而是一种专门解决特定难题的算力工具。就像起重机不会取代螺丝刀一样，它们各有分工。我们日常刷视频、写文档、玩游戏，经典计算机足够用了；但那些经典计算机算不动、算不完的难题，才是量子计算的舞台。

而这些难题，恰恰和我们的生活息息相关。

第一个落地最快的领域是金融科技。金融里的期权定价、风险度量、投资组合优化，本质都是多变量的概率计算和组合优化问题，非常适配NISQ阶段的量子算力。比如摩根大通、高盛都在用量子算法计算衍生品定价上有理论进展。国内也有券商和基金公司在国产量子计算平台上测试资产配置和风控模型。

▲天工经世量子计算量化策略平台（图源：光大科技）

第二个最具长期价值的领域是生物医药与材料科学。这也是量子计算最能发挥原生优势的领域。

开发一款新药平均需要十年时间和数十亿美元投入，其中很大一部分成本花在分子模拟上。药物分子和靶点蛋白的相互作用，本质是量子层面的化学反应，经典计算机很难精确模拟，只能靠大量实验反复试错。量子计算机以直接在分子级别模拟药物和靶点的结合过程，快速筛选出有潜力的候选分子，大幅缩短研发周期、降低成本。未来我们可能用几年甚至几个月就能开发出一款新药，针对癌症、罕见病、新型病毒的特效药会更快问世。

新材料研发和新药研发很像：经典计算很难精确预测材料的微观特性，只能靠实验一点点摸索。而量子计算可以模拟各种材料的原子结构和电子行为，帮助我们设计出能量密度更高的电池材料、更高温的超导材料、更高效的光伏材料、强度更高的轻质合金……

第三个落地场景是物流与工业调度。物流配送怎么规划路线最省油？航班怎么调度最不容易延误？电网怎么调配负载最稳定？

这些问题看似普通，但变量一多，组合数量就会指数级增长，经典计算机很难找到全局最优解，只能给出近似方案。量子计算的并行特性，天生适合处理这类组合优化问题。

未来，物流配送可实现真正的全局最优，快递更快、成本更低；航班调度能更加精准，延误大幅减少；电网负载调配更稳定，停电风险显著降低。这些优化不会写在明面上，但会悄然提升整个社会的运行效率，最终惠及每个人。

最重要的核心问题是网络安全。相信很多人都听过“量子计算能破解所有密码”，这句话半对半错。对的是，成熟的通用量子计算机，确实可以破解现在广泛使用的RSA、ECC等公钥密码体系。这意味着现有的网银、加密通信、区块链安全都会受到挑战。

这不是世界末日。一方面，容错通用量子计算机还需要很长时间才能实现，我们有足够的时间做准备；另一方面，抗量子密码算法的研究也在同步推进，全球各国都在制定密码迁移路线。未来我们会逐步换上量子时代的新密码体系，网络安全会进入新的阶段。

与此同时，量子计算和量子通信结合，会构建出原理上绝对安全的量子互联网。信息传输不会被窃听，数据安全会提升到一个全新的高度。

当然，必须客观地说，现在的量子计算应用，还都是“小范围试点、特定场景验证”，还没有哪个场景实现了大规模商业化替代。它就像刚学会走路的孩子，还跑不起来，但已经能迈出坚实的步子。而所有这些早期落地的经验，都会成为未来容错量子时代爆发的基础。

量子计算不会像互联网、智能手机那样一夜之间改变世界，它会像电力一样，悄悄渗透进各个行业的底层，在我们看不见的地方支撑着新药研发、材料设计、能源优化、物流调度。我们可能不会直接“用”到量子计算机，但我们会享受到它带来的更便宜的药品、更好用的电池、更高效的服务。

算力是文明的底层工具。每一次算力革命，都会把人类文明推到新的高度。经典计算让我们走进了信息时代，而量子计算，可能会打开下一个时代的大门。