中國著名物理學家、中國科學院院士薛其坤在一次前沿科技論壇上發表了關于量子計算未來發展的重要觀點。他指出,未來10年內,專用中等規模量子計算機有望實現突破性進展,并逐步轉化為可實際應用的技術服務,這將對信息技術、材料科學、生物醫藥等多個領域產生深遠影響。
量子計算作為一項顛覆性技術,長期以來被視為解決經典計算機難以應對復雜問題的關鍵。與傳統計算機基于二進制比特(0或1)進行運算不同,量子計算機利用量子比特(qubit)的疊加和糾纏特性,能在特定任務上實現指數級加速。由于量子系統極易受到環境干擾,實現大規模、高保真度的通用量子計算機仍面臨巨大挑戰。薛其坤院士認為,在通用量子計算機成熟之前,專用中等規模量子計算機將成為重要的過渡階段。
所謂“專用中等規模量子計算機”,通常指包含幾十到幾百個量子比特、針對特定類型問題(如優化、模擬或機器學習)進行優化的量子設備。這些計算機雖不具備通用性,但能在其專長領域發揮顯著優勢。薛其坤院士強調,隨著量子比特數量增加、錯誤率降低以及控制技術的進步,未來十年內,這類系統有望在實驗室環境下實現穩定運行,并逐步走向商業化應用。
在技術層面,薛其坤院士提到,超導、離子阱、光量子等多種物理體系正在并行發展,中國在相關領域已取得一系列重要成果。例如,中國科學家團隊成功研制了“九章”光量子計算原型機,在特定問題上展現了量子優越性。通過跨學科合作與工程化創新,中等規模量子計算機的可靠性和實用性將大幅提升。
量子計算技術服務的興起,意味著量子計算將從實驗研究走向實際賦能。薛其坤院士預測,未來企業或研究機構可能通過云平臺訪問專用量子計算機,以解決藥物分子模擬、新材料設計、金融風險優化等實際問題。這種“量子計算即服務”(QCaaS)模式,將降低技術使用門檻,加速產業融合。
薛其坤院士也指出,實現這一愿景仍需克服諸多挑戰:包括提升量子比特的相干時間、開發高效糾錯編碼、構建兼容經典系統的混合算法等。人才培養和產業鏈建設同樣關鍵,需要政府、高校與企業形成合力,推動量子生態的健康發展。
薛其坤院士呼吁全球科研界加強開放協作,共同攻克量子計算的核心難題。他認為,專用中等規模量子計算機的突破,不僅是技術演進的必然階段,更是人類探索微觀世界、解鎖計算新范式的重要里程碑。隨著量子計算技術服務逐步落地,一個更加智能、高效的數字時代或將加速到來。