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中国首次!量子计算产业化迈出关键一步

  

  在全球量子计算竞赛的浪潮中,中国科技力量再次交出亮眼答卷。合肥量子信息实验室近日宣布完成量子芯片生产线的产能升级,这是全球范围内首次实现超导量子芯片规模化生产的重大突破。这一里程碑事件不仅标志着我国量子计算产业化迈出关键一步,更意味着量子计算机从实验室走向商业应用的进程正在加速。

  量子芯片:量子计算机的"心脏"升级

  量子芯片被誉为量子计算机的"心脏",其性能直接决定整机的算力水平。与传统计算机芯片处理0和1的二进制信号不同,量子芯片的核心——量子比特(qubit)能够同时处于0和1的叠加态,这种量子特性使其在处理复杂问题时具备指数级优势。合肥实验室最新量产的"悟空芯"量子芯片包含72个量子比特,相当于同时操纵72个量子"骰子"进行多维运算,其算力足以在几分钟内完成传统超级计算机数年的计算任务。更值得注意的是,该芯片在"本源悟空"量子计算机上已稳定运行超过9个月,这个时长在量子相干性极易受干扰的领域堪称重大突破,好比在狂风暴雨中保持蜡烛持续燃烧的难度。

  生产线扩容背后的技术攻坚

  产能提升绝非简单的数量叠加,而是涉及全链条技术突破。实验室通过三大创新实现质变:首先建成我国首条量子芯片自主生产线,突破超导材料制备、纳米级电路刻蚀等20余项"卡脖子"技术,使芯片良品率提升至国际第一梯队水平。其次,整机组装间从同时容纳5台扩展到8台量子计算机的组装能力,相当于为量子计算机打造"定制化产房",其中精密环境控制系统能将温度波动控制在±0.01℃范围内,比人体对恒温浴缸的要求还要精确百倍。此外,研发团队采用模块化设计思路,使得新一代芯片像"乐高积木"般可灵活扩展比特数量,为未来研制100比特以上芯片预留技术接口。

  产业化落地的"中国速度"

  这条生产线的突破性意义在于打通了从实验室样品到工业产品的转化通道。自今年1月"本源悟空"量子计算机上线以来,已累计完成全球133个国家提交的27万个计算任务,相当于每天处理1500多个现实问题,覆盖金融建模、药物研发等领域。这种规模化应用验证了生产线的可靠性,其运行数据反过来又优化了制造工艺——这种"研发-制造-应用"的正向循环,类似于新能源汽车产业初期的爆发式成长路径。安徽省量子计算工程研究中心副主任孔伟成博士透露,扩建后的生产线年产能可满足10-15台量子计算机制造需求,这个数字已接近国际领先企业的中试规模。

  量子计算产业的生态构建

  产能突破正在引发连锁反应。在硬件层面,实验室同步开发了配套的量子测控系统,相当于为量子芯片打造专属的"神经系统",能同时监控数千个量子态参数。软件生态方面,开源量子编程框架"本源司南"下载量已突破50万次,吸引全球开发者共同丰富应用场景,这种"硬件+软件+服务"的布局,类似智能手机产业初期的安卓生态培育模式。产业分析师指出,当量子计算机形成规模效应后,单台成本有望从现在的千万元级降至百万元级,这将显著降低科研机构和企业使用门槛。

  全球竞争格局中的中国坐标

  在国际量子计算竞赛中,中国正从跟跑者转变为并跑者。对比IBM近期公布的量子专利,合肥实验室的突破更侧重产业化落地能力,两者差异类似"实验室发明晶体管"与"建立半导体生产线"的区别。值得注意的是,中国量子技术的发展路径具有鲜明特色:一方面通过"悟空芯"等自主技术规避出口管制风险,另一方面采取"应用导向"策略,优先解决金融、化工等领域的实际计算需求,而非单纯追求量子比特数量。这种务实创新模式,或许能为全球量子产业发展提供新范式。

  站在2025年的技术前沿回望,合肥量子信息实验室的产能突破不仅是数字的增长,更代表着中国量子科技从点的突破迈向系统能力提升。当量子芯片像传统芯片一样进入规模化生产时代,人类计算能力将迎来新的革命性跃迁。正如量子物理学家尼尔斯·玻尔所言:"预测非常困难,尤其是关于未来。"但可以确定的是,这场由量子计算驱动的未来,正在中国科研人员的实干中加速到来。