量子就绪：计算路线百花齐放通信迎来商业化拐点

作者／   IT 时报记者   郝俊慧

编辑／  郝俊慧   孙妍

科技革命的浪潮正以前所未有的姿态席卷而来。

回首 2024 年，人工智能、量子计算、卫星星座、生物医药……诸多科技的螺旋上升，让人类对未知世界的好奇心被逐渐满足，与这个世界的关系也正在被重塑。

如今，2025 年科技发展的脉络初现端倪，一系列令人期待的成果有望为人类生活带来更多变革。

《IT 时报》邀请九位学界和产业界大咖，以专业的视角和前瞻性的眼光，共话 2025 科技新趋势。

九九归一，所有科技曙光都指向同一个未来：碳基和硅基共存的世界。

对话者

上海交通大学教授量子感知与信息处理研究所所长曾贵华

岁末年初，量子号角吹起。

2025 年 1 月 5 日，科技巨头微软宣布，正式启动 " 量子就绪 "（Quantum Ready）计划，并预测量子计算技术将进入可靠且具备商业价值的时代，未来 12 个月将是量子研究与开发加速的关键时期。

几乎同时，英伟达官宣，将于 3 月 17 日至 21 日的 GTC 大会上举办首个 " 量子日 " ( Quantum Day ) ，黄仁勋届时将与行业领袖们同台探讨量子计算最新技术进展。

视角再转回中国。2024 年底，工业和信息化部印发通知，组织开展 "2025 年未来产业创新任务 " 揭榜挂帅工作，其中针对量子科技，确定了多个方向的发展时间表。

东风将起。

2025 年，已被联合国定为 " 量子科学与技术国际年 "，将有哪些量子科技奇点即将引爆？《IT 时报》记者对话上海交通大学量子感知与信息处理研究所所长、教授、合肥国家实验室高级研究员、上海量子科学研究中心量子通信部部长曾贵华。

《IT 时报》：

2025 年，量子计算可能出现哪些重大突破？

曾贵华：2024 年，量子计算已经呈现出百花齐放的景象，超导、中性原子、离子阱、硅基、光量子五种技术路线都在快速推进，城市级的分布式量子计算演示也实现了重要突破。可以预见，2025 年，在量子计算领域的基础研究、技术攻关和工程实现等方面，都将在既定路线上持续演进，取得进一步重要突破。

尤其在错误纠正与控制方面，盈亏平衡点的实现意味着将逐步扭转之前 " 越纠越错 " 现象；模块集成化方面，预计会有更大量子比特规模的量子芯片出现，甚至不排除数量可能达到甚至超越 1000 个物理量子比特；网络化方面，在量子网络物理实现以及网络信息属性方面的研究进展将有助于实现更多节点的链接与协同，为分布式量子网络应用提供支撑。

目前，成果主要集中在科学研究层面，离实用化通用量子计算机整机的研制以及在实际场景中应用还有较远的距离。从基础研究到研制出量子计算机整机，不但有很多科学技术问题待突破，工程实现方面也还有大量问题需解决，比如测控技术、低温控制、能耗控制、模块集成等。

从研制计算机角度看，目前我们仍处于初级阶段，类似电子计算机 20 世纪 60 年代时期的水平。

您认为现阶段量子将如何与现实世界融合？

曾贵华：第二次量子革命即将引爆。现阶段来看，量子通信技术在数据安全传输与存储领域得到广泛应用，为数字经济时代的网络信息安全提供量子解决方案。例如，中电信的量子密话、上海电信建设的异构量子城域网，电力系统的量子安全传输网等等。

量子感知技术具有更广泛的应用场景，比如，量子传感器已经在医疗、气象、电力、采矿、科研等行业发挥了积极作用，产生了积极的市场效果，多家企业已经取得重要发展。

量子计算技术方面，虽然通用量子计算机为时尚早，但是专用量子计算机已在实际应用中小试牛刀。比如 D-Wave 公司的专用量子计算机已经用于气象预报、模式识别；基于伊辛模型的光量子计算机可用于求解组合优化问题，已经在银行、金融等领域发挥初步作用。

预计到 2025 年，相关量子技术和产品将加速落地，并在实际应用系统中发挥更大作用，造福人类。

2025 年量智融合还将有哪些突破？

曾贵华：量子和 AI 结合到一起，会产生 "1+1>2" 的效果。目前主要包括两个方面：一方面，利用经典机器学习算法解决量子系统中的问题，比如谷歌在设计 Willow 纠错码时便借助 AI 优化算法和参数，又如上海交通大学利用经典机器学习算法，显著提升了量子安全通信系统的性能；另一方面，利用量子机理设计的量子人工智能算法，不但可以大幅度减少样本数，降低成本，而且可以显著提升系统性能。例如，上海交通大学在量子成像系统中使用量子人工智能技术，可以将原本不可能成像的目标清晰展示出来。

从算力技术发展角度来看，量子计算与人工智能的结合形成了一种新技术——量子智算技术。发展量子智算技术，不但有助于与现有智算技术和超算技术形成有效补充，而且，随着量子计算技术的快速发展与成熟，可有效提升现有智算技术和超算技术的能力。因此，超算、量子计算和智算三种技术协同发展可能是今后算力进一步发展的大趋势。

当前，量子计算与人工智能交叉研究面临的最大问题是人才缺失，尤其是具备战略思维的牵头人。庆幸的是，一些高校已经意识到这个问题，并正在积极有意识地培养更多复合型人才。

量子计算对现有的信息安全体系带来了巨大的挑战，您认为业界应该如何应对这些安全挑战？

曾贵华：量子安全通信在技术层面已经成熟，也是我国布局较早的 " 安全之盾 "，为抗量子攻击做好了部署。例如，近几年中国电信正在建设的量子安全城域网，可为千行百业提供商业级量子安全服务。其他相关企业，如中国移动、中国联通、中国电科等，也都在积极部署中。

2025 年，我们认为，量子安全通信设备的成本和尺寸将进一步下降。以我们研究所和上海循态量子科技有限公司形成的联合攻关团队正在开展的课题为例，预计不久将有像手机大小的量子密钥设备面世，用户只需要将其直接插入相关通信或者密码设备即可使用。随着技术攻关的深入，预期成本也将大幅下降，量子密码技术进入千家万户指日可待。

2025 年，量子通信产业发展方面会有哪些突破？

曾贵华：我个人认为，2025 年可能是量子安全通信技术市场突破的拐点，其市场应用规模比 2024 年预计可能要翻几倍。

由于量子通信技术本身的价值，以及与其可能联动带来的上下游产业发展，很多地方政府都已经做了积极应对，并制定相应发展规划，比如北京、广州、武汉、济南、雄安等地的量子安全网络建设，预计 2025 年将陆续进入建设期，在实际应用中发挥经济效应。2024 年上海已经完成了初级版本的量子异构城域网建设，预计 2025 年网络规模应该还会进一步扩大，推动量子安全技术的更多应用。

排版／  季嘉颖

图片／  采访对象   豆包 AI

来源／《IT 时报》公众号 vittimes

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