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我國量子計算產業布局與場景化探索

要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性,加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局,把握大趨勢,下好先手棋。

——習近平總書記在主持十九屆中共中央政治局第二十四次集體學習時的重要講話(2020年10月16日)

【摘要】“十五五”規劃建議將量子科技確立為新的經濟增長點,標志著我國量子計算的發展重心,正從實驗室驗證階段加速向產業化落地階段轉移。推動量子計算從“書架”走向“貨架”,真正將技術優勢轉化為產業優勢,關鍵在于以場景化探索為牽引。對此,需通過系統推進核心技術攻堅、場景化探索、加快人才培養和儲備、體制機制創新與生態構建等方式,將量子算力切實轉化為新質生產力的戰略引擎,進而在“十五五”期間構建起協同高效、自主可控的國家新型計算體系,筑牢可靠“算力底座”,牢牢掌握未來發展的戰略主動權。

【關鍵詞】量子計算  未來產業  場景化探索  新質生產力

【中圖分類號】F124.3    【文獻標識碼】A

習近平總書記指出,“當前,新一輪科技革命和產業變革深入發展”“技術創新進入前所未有的密集活躍期,人工智能、量子技術、生物技術等前沿技術集中涌現,引發鏈式變革”。①以量子計算技術為代表的量子科技,是中國在全球科技產業中開辟新領域、制勝新賽道的重要核心技術,具有深遠戰略意義。

量子計算研究從中國科學技術大學“一把椅子”起步,歷經二十余年攻堅。如今,中國已成功躋身全球“第一陣營”,成為世界上第三個具備量子計算機整機交付能力的國家。其標志性成果,如第三代自主超導量子計算機“本源悟空”,已為全球超過163個國家和地區完成75萬個運算任務,初步構建了覆蓋硬件、芯片、操作系統、應用軟件的全鏈條自主技術體系。

《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》指出,“培育壯大新興產業和未來產業”,推動量子科技等技術成為“新的經濟增長點”②,將量子科技排在未來產業布局首位。2025年12月10日至11日召開的中央經濟工作會議,提出“實施新一輪重點產業鏈高質量發展行動”③的重點任務。這要求其發展邏輯實現根本性轉型:從追求單項指標的科研突破,轉向構建具備商業價值和產業競爭力的完整生態。這一進程不能止步于論文與演示,而是需要拿出可落地的解決方案與市場化產品,推動量子計算從實驗室的“書架”,走向國民經濟主戰場的“貨架”,真正將技術優勢轉化為產業優勢,掌握量子算力的戰略主動權。

在這一目標引領下,產業發展需在目標與模式上實現雙重轉變:在目標上,應從服務科研探索,轉向賦能實體經濟;在模式上,從依賴單一技術突破,轉向構建“政府引導、市場驅動、用戶參與”的良性循環,讓真實場景的需求反饋,驅動技術持續快速迭代。

確立產業導向,加速推動量子計算技術從“書架”到“貨架”

我國量子計算正邁入從科研領跑到產業主導的深度轉型期。一方面,全棧自主可控能力已初步形成——從量子芯片、測控系統到操作系統,量子計算核心環節均實現自主研發。另一方面,隨著政策支持力度加大、戰略布局精準聚焦,研發資源傾斜與市場應用引導,有助于高效推動技術從實驗室向產業端快速轉化。

“造出來”只是第一步,“用起來”才是真正的挑戰。我國量子計算產業整體尚處于起步階段,相較于那些在基礎研究積淀、國際合作生態和市場應用探索方面先行一步的國家,我國在部分前沿技術細節打磨與生態系統完善上,仍存在提升空間。

實驗室成果與產業實際需求的銜接有待深化。“本源悟空”量子計算機上線運行,是中國量子算力首次大規模、長時間向全球開放,昭示著我國正式進入量子算力“可用”時代。盡管“本源悟空”已驗證我國量子算力的穩定服務能力,但其與國民經濟主戰場的融合,尚處于探索階段。量子計算在目標預測、風險評估、藥物研發、通信優化等領域,已展現出巨大潛力,而要將這份潛力轉化為各行業普遍認可的標準化解決方案,仍需跨越從概念驗證到規模應用的關鍵鴻溝。當前,產業發展面臨應用場景稀缺、技術門檻高、市場認知不足的共性挑戰。這意味著,現階段產業化的首要矛盾,已從單純追求技術指標,轉向解決技術與市場需求的適配性與可用性問題。因此,當務之急,不是盲目追求更高的量子比特數目,而是應完善以場景需求為導向的創新體系,為技術尋找切實的“用武之地”。

技術鏈條與產業生態的協同聯動亟需加強。我國已建成自主超導量子計算機制造鏈,但在量子芯片性能、測控系統精度、極低溫環境穩定性等核心環節,仍需持續攻堅。一根曾被國外壟斷的極低溫線纜,便是“卡脖子”細節的縮影。更重要的是,健康的產業生態,還需大量專精特新企業的協同。當前,在核心材料、高端儀器及復合型人才方面存在的結構性缺口,表明供應鏈的“點狀突破”尚未轉化為產業生態的“網狀優勢”。為此,需積極推動量子計算核心部件與技術的跨行業復用,引導產業鏈整合,使之擁有能夠賦能多個高端領域的精密制造能力。

聚焦場景化探索,構建產業發展三大支柱

習近平總書記指出:“戰略性新興產業是引領未來發展的新支柱、新賽道。要加快新能源、人工智能、生物制造、綠色低碳、量子計算等前沿技術研發和應用推廣,支持專精特新企業發展。”④推動量子計算產業化,核心在于實現從“技術驅動”到“場景牽引”的根本轉變。產業發展應緊密圍繞并服務于具體應用場景,形成“需求定義問題,技術提供方案”的閉環。為此,需系統構建三大支柱:

支柱一:筑牢自主可控的制造鏈基石,解決“有沒有”和“好不好”的問題。

這是產業立足之本,必須持續培育和壯大我國自主超導量子計算機制造鏈。同時,進一步聚焦量子芯片、測控系統、極低溫環境支撐系統等核心環節,推動量子比特數量與質量的同步提升。其意義不僅在于保障量子計算技術自身的安全可控,更在于通過吸引和培育優質供應商,打造一條高技術、高穩定性的量子計算制造供應鏈。正如攻克極低溫線纜技術難關后,我們不僅實現成果自用,還惠及海外機構,這項成果將為其他高端行業提供強有力支撐和保障。不僅如此,還需持之以恒投入量子糾錯、相干時間延長等底層基礎研究,筑牢產業大廈根基。

在此基礎之上,建議設立國家量子計算核心技術攻關專項,重點加大對國產量子芯片制造設備的研發投入。支持量子計算工程研究中心聚焦量子芯片的原創性、引領性科技攻關,精準定位并突破關鍵核心技術與零部件的薄弱環節。

支柱二:深化場景探索,解答“怎么用”和“如何用好”的現實命題。

釋放量子算力價值的關鍵路徑,是在實際應用中檢驗與迭代。量子計算機并非要替代經典計算,而是與其協同工作,形成“四算融合”,也就是量子計算、超級計算、智能計算與傳統通用計算高效協同。如果說傳統計算如“汽車”,智能計算如“高鐵”,超級計算如“飛機”,那么量子計算機則可被比作“火箭”。計算任務將通過智能調度各類算力,來適配不同場景需求。2024年5月,“本源悟空”接入長三角樞紐蕪湖集群算力公共服務平臺,標志著我國首個“四算合一”平臺的建成⑤,為這一范式的落地提供了雛形。接下來的方向,是構建國家級的融合算力基礎設施網絡,建立以“場景解決效率”為核心的新型評價體系,使量子算力能夠像水電一樣,被靈活、低成本地調用。

對此,可重點推進兩方面工作:其一,擴大“四算融合”跨域應用,鼓勵在人工智能、大數據、智能電網等領域創新,支持用戶根據藥物分子動力學模擬、智慧物流路徑優化等場景需求,靈活調度適配算力,降低量子算力使用門檻。其二,設立量子計算國家級應用示范項目。以“本源悟空”為代表的國產量子算力,現已在多個關鍵領域開展實質性探索。例如,在金融科技領域,“本源悟空”自主量子算力已接入金融量子云實驗平臺,用于探索金融領域更高效的問題解決方案;在生物醫藥領域,由蚌埠醫科大學與本源量子聯合研發的“乳腺癌鉬靶健康檢測真機應用”系統,為早期乳腺癌診斷提供關鍵助力⑥;在航空航天領域,由合肥綜合性國家科學中心人工智能研究院、中國科學技術大學等單位組成的研究團隊,依托“本源悟空”已成功完成全球最大規模的量子計算流體動力學仿真。基于以上實踐,可以在金融、生物醫藥、航空航天等已顯露需求的領域,設立國家級應用示范項目,推動重點企業與科研機構“先用起來”,通過解決行業真問題,反向驅動技術成熟優化。

支柱三:布局多層次量子計算人才教育體系,加快人才培養和儲備。

重大發明創造、顛覆性技術創新關鍵在人才。當前,我國量子計算專業人才存量僅千人左右,難以滿足未來發展需求。加快人才培養和儲備、進行系統化人才布局,已成為緊迫任務。習近平總書記指出:“要加快量子科技領域人才培養力度,加快培養一批量子科技領域的高精尖人才,建立適應量子科技發展的專門培養計劃,打造體系化、高層次量子科技人才培養平臺。”⑦對此,需建立從科普到專業的全鏈條教育體系。例如,可在中小學進行常態化科普,埋下科學種子;在高校“新工科”中增設“四算融合”專業方向,構建跨學科教育體系,培育包括研究型、應用型和技工型在內的多層次量子計算人才,筑牢人才梯隊。同時,應推動量子計算真機的前置部署與教育下沉。通過專項政策,鼓勵國有企業、國家實驗室、重點高校及創新型城市,率先配備并常態化使用國產量子計算機,支持高校與科研機構用真機培養人才。通過上述方式,讓未來的科學家、工程師,在求學階段就能在真實環境中操作、編程與調試量子計算機,親手解決實際問題,從而提高工程實現能力。

此外,要構建以自主核心軟件為基礎的量子計算開發生態。產業發展不僅依賴于復合型人才,更取決于我們能否提供一套高效、易用且自主可控的量子計算“根語言”與基礎平臺。國產自主的量子計算機操作系統、編程語言等,是連接底層硬件與上層應用的樞紐,是定義未來產業生態規則、保障技術主權和安全的關鍵。政府、企業及科研機構需協同發力,通過系統性建設、工具鏈優化與推廣,將這些基礎軟件深度嵌入從教育到研發的全鏈條,從而形成“自主工具支撐—真實需求牽引—應用生態繁榮”的良性循環,確保我國量子計算產業擁有堅實且可持續的內生動力與核心競爭力。

產業的持久創新與生態繁榮,離不開堅實的戰略支撐體系,需筑牢可靠的“算力底座”

著力創新“政產學研用金”深度融合模式。其關鍵,在于建立以市場價值和用戶評價為導向的激勵機制,采取“戰略引導”與“市場驅動”相結合的“兩條腿走路”策略:政府側重規劃布局、基礎研究支持與重大場景開放(如智慧城市、能源電網領域的量子計算仿真平臺);市場則通過風險投資、商業合同和用戶選擇,驅動技術的快速產品化與迭代。同時,可在國家科研項目考核中,試點引入產業用戶評價和商業潛力評估維度,強力引導科研活動面向實際需求。

構建多層次、長周期支持體系,堅持雙向發力。一方面,鼓勵“耐心資本”投向具有清晰應用前景的量子企業,發揮好政府性基金、科技創新債券的引導作用。另一方面,應在國際競爭中堅持“自主攻關”與“開放合作”并行。在“自主攻關”方面,不斷突破核心技術壁壘;在“開放合作”方面,積極推動我國自主技術標準與解決方案通過“數字絲綢之路”等渠道出海,參與乃至主導全球量子計算應用生態的規則構建,拓展技術“朋友圈”,使中國成為全球新技術的“推廣場”“應用場”。

量子算力不僅是一個強大的計算工具,更將成為驅動新質生產力蓬勃發展的核心引擎。“十五五”時期是我國著力打造新興支柱產業的重要時期,量子計算產業必將為中國經濟高質量發展注入全新動能。面對全球競爭,我們要清醒認識到,成功的關鍵在于完成從“書架”到“貨架”的驚險一躍。這要求產業發展以場景化探索為牽引,系統構建并夯實自主制造鏈,以創新“四算融合”為干,以繁榮應用生態為葉,系統布局,久久為功。 

【注釋】

①習近平:《在全國科技大會、國家科學技術獎勵大會、兩院院士大會上的講話》,《人民日報》,2024年6月25日。

②《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》,《人民日報》,2025年10月29日。

③《中央經濟工作會議在北京舉行》,《人民日報》,2025年12月12日。

④《習近平談治國理政》(第五卷),北京:外文出版社,2025年,第163頁。

⑤《中國移動打造全國首個“四算合一”算力公共服務平臺》,新華網,2024年5月13日。

⑥楊俊峰:《“量子計算機+人工智能”讓健康檢測更精準》,《人民日報海外版》,2025年7月29日。

⑦《習近平在中央政治局第二十四次集體學習時強調:深刻認識推進量子科技發展重大意義 加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局》,《人民日報》,2020年10月18日。

責編/王妍卓    美編/李祥峰

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[責任編輯:靳佳]