在量子計(jì)算這一被視為未來科技制高點(diǎn)的前沿領(lǐng)域,公眾常常想象的是能夠解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法企及復(fù)雜問題的通用量子計(jì)算機(jī)。中國(guó)量子信息科學(xué)的開拓者之一、中國(guó)科學(xué)院院士郭光燦近期提出了一個(gè)更為務(wù)實(shí)且可能更早落地的愿景:在通向全功能通用量子計(jì)算機(jī)的漫長(zhǎng)道路上,一種專用的、解決特定問題的'量子計(jì)算器'或'量子加速器'可能率先出現(xiàn),并開始提供切實(shí)的技術(shù)服務(wù)。
郭光燦院士指出,建造一臺(tái)擁有大量高保真度量子比特、并能長(zhǎng)時(shí)間維持量子相干性、還能進(jìn)行復(fù)雜糾錯(cuò)的通用量子計(jì)算機(jī),是科學(xué)界長(zhǎng)期追求但挑戰(zhàn)巨大的目標(biāo)。這涉及到材料科學(xué)、精密制造、控制工程等多方面的根本性突破,其實(shí)現(xiàn)可能需要數(shù)十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。
相比之下,研發(fā)'量子計(jì)算器'——即針對(duì)特定類型問題(如優(yōu)化、模擬、機(jī)器學(xué)習(xí)中的特定任務(wù))進(jìn)行加速的專用量子信息處理系統(tǒng)——是一條更為可行的漸進(jìn)式路徑。這類設(shè)備不追求解決所有問題的普適性,而是聚焦于在某些特定算法或應(yīng)用場(chǎng)景上,利用量子力學(xué)的疊加、糾纏等特性,展現(xiàn)出超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性。
這類先行者的形態(tài)可能是多樣的:
郭院士認(rèn)為,這些'量子計(jì)算器'可以更早地集成到現(xiàn)有的經(jīng)典計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施中,形成'量子-經(jīng)典混合'的計(jì)算模式。用戶無需理解底層的量子物理原理,而是通過云服務(wù)API等方式,調(diào)用這些專用設(shè)備來解決其專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的特定瓶頸問題,從而最早體驗(yàn)到量子計(jì)算帶來的實(shí)際價(jià)值。
'量子計(jì)算器'的先出現(xiàn),意味著量子計(jì)算技術(shù)服務(wù)將早于通用量子計(jì)算機(jī)走向市場(chǎng)。其發(fā)展路徑可能類似于早期計(jì)算機(jī)的發(fā)展史,從解決特定科學(xué)計(jì)算問題開始,逐步拓展應(yīng)用范圍。
這種模式將驅(qū)動(dòng)一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)生態(tài):
即便是專用'量子計(jì)算器'的實(shí)用化,也依然面臨量子比特質(zhì)量、可擴(kuò)展性、控制精度、與經(jīng)典系統(tǒng)高效集成等挑戰(zhàn)。但這條路徑目標(biāo)更聚焦,更容易在中期取得階段性成果并產(chǎn)生實(shí)際效益。
郭光燦院士的觀點(diǎn)為產(chǎn)業(yè)界和投資界提供了一個(gè)清晰的路線圖參考:不必一味等待'量子霸權(quán)'或通用量子計(jì)算機(jī)的終極突破,而應(yīng)關(guān)注并布局那些在特定問題上具有明確量子優(yōu)勢(shì)的專用技術(shù)。它們的率先成熟與商業(yè)化,不僅能為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的動(dòng)能,也將為最終實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算機(jī)積累寶貴的技術(shù)、人才和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
可以預(yù)見,未來十年,我們或許將首先見證一系列'量子計(jì)算器'在各自的賽道上嶄露頭角,以'量子計(jì)算即服務(wù)'的形式,悄然改變我們解決某些特定高難度問題的方式,從而拉開量子計(jì)算技術(shù)普惠應(yīng)用的序幕。
更新時(shí)間:2026-02-12 17:22:44
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