量子计算机需要芯片吗_量子计算机 难成“速效救芯丸”

随着《流浪地球2》热映，片中堪称“全知全能”的通用量子计算机MOSS红极一时，成为不少粉丝二次创作的主角，也折射出外界对量子计算这一新兴技术的热情。

在近期纷传的美国政府对华科技战新计划中，白宫拟议多时的一份总统行政令据称将全面审查海外风险资本对中国量子计算、先进半导体、人工智能领域投资，美国财政部正与包括欧盟在内的其他国家政府接触，以确保行政令出台后各方步调协调一致。

跻身美国“优先打击”技术领域，反映出量子计算的特殊应用潜力和战略价值也已得到官方重视。不过与先进半导体、人工智能领域不同，外界对量子计算的发展仍存在诸多误读、曲解，近期不乏自媒体乃至专家鼓吹量子计算可以跳出美国“包围网”，实现所谓“换道超车”。

引而待发的外部遏制，将对我国量子计算产业发展带来怎样的挑战？量子计算，又能否成为某些人期待的高性能计算“特效药”？

“对华人面孔都非常警惕”

仿佛为了迎合各自受众的趣味，中美两国分析机构往往都津津乐道于量子技术竞赛中国“领跑”的故事，并有论文、专利、政府拨款等数量指标为证，一些自媒体甚至基于这样的认知欢呼雀跃，声称围堵遏制将加速中国量子计算“黑科技”跃进，让美国搬起石头砸自己的脚。

（看似“全面领先”的中国量子科技）

然而数量指标并不能直接等同于科研与产业化的真实质量，必须正视的是，美国在量子计算领域仍然占据着产学研用的明显领先地位，其细密狠辣的围堵，对我国相关机构影响不容小觑。

在资本流动上，除了试图切断海外资本对中国量子计算领域的投资，早在去年9月，美国总统拜登就已经签署了14083号行政令，史无前例地向外国投资委员会（CFIUS）下达指令，强调该委员会需持续定期审查其程序、做法和法规，以确保它们对不断变化的国家安全威胁保持反应，在“事关美国国家安全的技术领域”收紧对中国资本赴美投资的审核尺度，CFIUS需考虑交易是否涉及这些领域的制造能力、服务、关键矿产资源或技术，量子计算也赫然在列。

除了双向资本流动的收紧，去年以来美国对中美间量子计算学术、人员和商业往来也已经开始施加各种或明或暗的限制，有美国学者就谈到，量子计算（QC）方向的中国留学生越来越难获得签证。

长期跟踪量子技术发展的光子盒创始人顾成建，向集微网细述了去年以来骤然袭来的“寒气”：“我们不少前沿科技领军人才，都是从国外学习回来，美国现在对人才也是封锁的，包括现在已经在那边的人，他不让你回来。交流方面更加如此，美国现在本土所举行的量子领域学术会议、产业界会议，都不允许中国的公司来参加，甚至对于华人面孔都非常的警惕。”

联合研究和学术交流受限，我国机构独立开展量子计算技术研究与产品转化，也同样面临关键核心设备、器件“卡脖子”问题，对美国等西方国家仍有相当依存度。

2021年11月，科创板上市企业国盾量子被美国商务部工业与安全局（BIS）列入实体清单，该公司对外回应中坦言：“国内部分高端仪器设备研发周期较长、技术壁垒高，现阶段公司部分高端仪器仍有对外进口依赖，有可能对公司后续经营造成不利影响”，经历该事件后，公司主要募投项目也出现了大幅调减投资金额，推迟建成时间的现象。

顾成建分析，以目前技术上最为成熟的超导量子计算机为例，在稀释制冷机、高性能示波器等量测设备、特种线缆、极低温电子元器件上均存在较为明显的短板，贸易禁运和技术封锁会带来较大影响，如稀释制冷机“这个设备目前全球只有两家公司真正能提供商用产品，两家加起来占了99%的市场份额，一家就是芬兰的BlueForce，一家是英国的牛津仪器，但从去年下半年开始，这两家已经在美国要求之下，也对中国进行了禁运禁售”。

顾成建还谈到，目前，国内也有多家科研院所和初创企业在量子计算领域关键核心设备、器件上展开攻关，但正如在国内半导体产业所看到的，全部补上基础能力短板尚待时日。

如果说基础创新上短板明显，那么在量子计算机系统和应用层面，中国机构的创新能力目前又处在怎样的水平？能否成为大算力芯片遭限后的“速效救芯丸”？

“这个形势非常的严峻”

“量子计算机目前的发展程度相当于什么阶段的经典计算机？”

对于这个问题，顾成建给出的判断是“相当于仙童公司成立前”（上世纪五十年代）。他指出，目前尽管国内外多家机构研制的系统已经相继宣布实现了“量子优越性”，但基本不具备实用意义，接下来至少5到10年时间，学术与工业界仍然需要向NISQ（含噪声中等规模量子）的目标攀登。至少要进入2030年代，才能看到可编程的通用量子计算机前景。

也正是由于量子计算机距离实用尚远，此前通过SPAC实现公开上市的Rigetti、IonQ、D-Wave等“网红”量子计算企业，均出现了市值大幅萎缩，Rigetti甚至近期曝出濒临退市。顾成建指出，量子计算这个赛道确实出现了严重的一二级市场估值倒挂，甚至有二级市场估值缩水十倍的案例，在他看来，没有可供商业化的成果，没有切实的收入支撑，是导致这一现象的主因。

不过即便如此，In-Q-Tel等美国政府资金加持的基金，仍然在这一领域坚持“投早、投小”，美国量子计算企业吸收风险投资的比例也高踞全球第一，相比之下，我国该领域初创企业吸收投资甚至不及加拿大、英国。顾成建也感言，目前国内民间资本对量子赛道的关注和支持还非常不足。

在量子计算机开发的“马拉松”竞赛中，蓝色巨人IBM目前占据明显领先地位，去年11月，该公司公布了可操作433量子比特位的新一代量子计算机Osprey，也强烈震撼了国内同行。

（IBM路线图）

顾成建表示，尽管一直以来外界都是把中美并列为量子计算机研发的第一梯队，认为两国并驾齐驱，但在IBM去年公开Osprey后，“我们突然发现中国跟美国的差距至少落后了有一年半到两年的时间，这个代差非常之大，我们还在实验室阶段就已经落后了两代，这个形势非常的严峻”。

（阿里达摩院自研量子计算机，集微网摄）

在同样不存在清晰的商业回报，相当程度上依赖政府扶持的情况下，中美两国量子计算机整机研发差距不减反增。在顾成建看来，这既与IBM等巨头的深厚技术积累和工程经验有关，也反映出国内当下一些发人深思的生态弊端。

作为目前国内承担科研课题、专项的主体，各大科研院所在量子计算机研发上仍然相当割裂，尚未实现成果与知识的充分交流共享，各自闭门重造轮子，“没有一个合作的氛围在，没有真正把举国体制用起来，围绕一个目标去做一件事情”。

顾成建还谈到，国内企业相较IBM、英特尔等海外厂商，也显得较为缺乏长期投入的战略定力，在股权投资或地方政府出于各自短期利益的推动下，企业往往也存在夸大宣传的情况。

在量子计算业已被各主要国家视为未来战略制高点的情况下，“起了个大早”的中国，如何能够避免“赶了个晚集”，再次被欧美甩开？

顾成建认为，在需要长期坚持、持续迭代的量子计算机整机研发上，可以通过组建专门的国家实验室，整合全国学术界、工业界资源，破解当前种种弊病，充分释放我国举国体制的特殊优势。量子计算机上游设备、器件，则可以通过市场化手段，吸引设备和器件厂商充分的参与进来，加速产业化进程。

结语

国内尚显稚嫩的量子计算机，虽然难以成为破解美国科技遏制的“速效救芯丸”，但却已日渐显现广阔的未来应用前景，这恐怕也是美国方面将之列为管制重点的原因所在。从先进半导体到量子计算、人工智能，美国正试图牢牢“封死”其竞争对手挖掘利用数据价值的能力。

在复杂严峻的战略技术博弈中，量子计算这一中美间力量对比相对接近的领域，或许可以扮演“破局”的关键，而实现这样的突破，则尚需产业政策更精准、更高效的推动。