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產業丨量子應用,何時爆發?

作者:沈文程 来源:翁宇君 浏览: 【】 发布时间:2025-07-04 16:22:33 评论数:

量子應用落地時間,各方觀點兩極分化

1月9日,NVIDIA的黃仁勳]在CES技術大會的分析師日問答環節中表示:[如果有人預測15年後會出現‘非常有用’的量子計算機,可能還為時過早。如果說是30年後,那可能有些遲。如果說是20年,我想我們很多人都會相信。]

1月10日,紮克伯格]在Rogan播客上發表意見:[我並非真正的量子計算專家,但據我理解,它距離成為一個真正實用的範式還有相當長的路要走。]

幾天後,英偉達在其博客中宣布,將於3月20日在GTC 2025上舉辦首屆[量子日](Quantum Day)專項活動。

博客中提到:[此次新增的專題將匯集全球頂尖專家,全麵且深入地探討量子計算在未來數十年內可能為產業帶來的變革,並描繪出通往可實用化量子計算應用的清晰路徑。]

比爾ⷨ“‹茨對穀歌的這一預測表示支持,他在播客中表示:[他(英偉達的創始人兼首席執行官黃仁勳)可能錯了。在未來三到五年內,這些技術之一可能會獲得足夠多的真正邏輯量子比特來解決一些非常棘手的問題。而微軟是該領域的競爭對手。]

D-Wave公司的首席執行官艾倫ⷥ𗴦‹‰茲則對黃仁勳關於量子計算的觀點提出了異議,認為其觀點存在重大偏差。

巴拉茲指出,包括萬事達卡和日本移動運營商NTT Docomo在內的多家公司已經在生產中應用D-Wave的量子計算機。

[這並非是三十年後、二十年後、亦非十五年後的未來,而是當下正在發生的事情。]

近日,穀歌量子人工智能部門(Google Quantum AI)的創始人兼負責人Hartmut Neven]表示:[我們抱持樂觀態度,相信在五年內,我們將目睹量子計算機獨有的實際應用的實現。]

此番言論對英偉達所提出的[預計需等待20年]的觀點提出了挑戰。這些應用可能包括能源、材料科學以及新藥研發等多個領域。

例如,量子計算有望用於探索可替代新能源、為電動汽車開發更先進的電池技術以及發現創新藥物靶點。

這些應用的實現將促進相關產業的發展,並為穀歌帶來巨大的商業利益。

穀歌所做出的[五年預測]是在人們對這一技術突破發生時間存在較大不確定性的情況下提出的。

同時,以穀歌為第一作者的研究團隊在《自然》雜誌上發表論文,題為[Thermalization and criticality on an analogue–digital quantum simulator](模擬數字量子模擬器上的熱化和臨界現象)。

穀歌所指的現實世界應用涵蓋了能源、材料科學以及新藥研發等多個領域,例如探索新能源替代品、為電動汽車研發更先進的電池技術,以及發現創新的藥物靶點等。

量子技術的全麵普及可能尚需時日

初始階段為實驗室階段,旨在實現量子計算的優越性。

隨後是第二階段,該階段致力於在特定領域內發掘量子計算機的實用價值。

最終階段則為開發可編程的通用量子計算機。

在多場景下應用的可編程量子計算機,其量子比特的操控精度、集成規模以及容錯能力預計將顯著提升。

目前,發展最為迅速的超導量子計算機正處於第二階段,並已在金融、材料科學、藥物設計等多個領域展現出廣泛的應用潛力。

超導量子計算機[本源悟空]已在特定領域推出多款量子計算應用,包括金融領域的投資組合優化應用、生物醫藥領域的分子對接應用等。

關於量子技術應用的爆發時機,存在兩個主要影響因素。首先,技術的成熟度是量子技術應用爆發的前提條件。

盡管量子計算和量子通信等領域已取得顯著進步,但要實現大規模商業應用,仍需在量子比特穩定性、量子糾錯、量子算法優化等方麵取得進一步突破。

隻有當這些技術難題得到妥善解決,量子技術應用才能真正成熟,並發揮其巨大潛力。

其次,市場需求是推動量子技術應用爆發的關鍵因素。

隨著科技的不斷進步,越來越多的領域開始關注並嚐試應用量子技術,例如金融、醫療、物流等行業,它們期望通過量子技術提高數據處理效率、降低運營成本、提升服務質量。

然而,目前量子技術應用的市場需求尚未完全釋放,需要進一步的市場教育和引導。

隻有當越來越多的企業和個人認識到量子技術的價值,並願意為之付費時,量子技術應用才能真正迎來爆發式增長。

然而,在組合優化、量子化學、機器學習等特定領域,利用量子技術指導材料設計、藥物開發等工作已開始並取得進展。

至於構建可編程的通用量子計算機這一目標,黃仁勳與紮克伯格的預測或許更為接近現實。

量子技術發展呈現多元化,差異性顯著

量子技術發展的下一個關鍵裏程碑在於構建專用量子模擬器,並最終達成通用量子計算機的實現。

當前,量子計算正處於一個至關重要的轉折點。從宏觀層麵觀察,量子計算產業的投資正在急劇增加;

量子計算技術的應用趨勢日益強勁;量子計算生態係統的構建也在加速推進。

從微觀角度審視,量子計算技術正沿著多條路徑並行發展,但這些路徑的匯聚點尚不明確;

量子糾錯技術在應用層麵的推進力度不足,需要持續的研究與突破;量子計算軟件的發展呈現多元化,差異性顯著。

盡管量子技術在全球範圍內呈現出蓬勃發展的態勢,但多數學者仍認為,我們正處於量子計算發展的初期階段,眾多物理障礙尚待克服。

中國科學院院士郭光燦在去年的一次采訪中指出,量子計算時代將使諸多領域的難題由[無法解決]轉變為[可解決]。

量子計算機的核心優勢並非在於取代傳統電子計算機,而在於與之兼容,使得原本難以攻克的技術難題和效率問題得以迎刃而解。

中國科學技術大學的一位量子計算專家在接受第一財經記者采訪時提出,量子計算機在未來五年內實現某些特定應用是有可能的,但要在五年內實現大規模應用則幾乎不可能。

他所指的[特定應用]包括量子計算機在多粒子模擬等科學模型模擬方麵的應用。

據他介紹,目前的量子計算機尚無法實現新藥靶點的發現等功能。

目前,量子計算機僅在隨機線路采樣和玻色子采樣問題上超越了傳統計算機,即實現了所謂的量子優勢(或稱量子霸權),而在其他實際問題上,尚未顯示出比傳統計算機更明顯的優勢。

該專家認為,量子計算在應用領域取得突破,關鍵在於兩個方麵:

一是硬件能力的提升,二是算法的創新,即在硬件能力尚未達到理想狀態時,提出高效的算法以解決實際問題。

結尾:

構建少量量子比特進行經典量子模擬相對容易,但關鍵挑戰在於獲取高質量的量子比特信息。全球量子計算領域已見證若幹關鍵性技術突破。

鑒於量子計算的巨大潛力,全球眾多量子計算公司紛紛投入量子計算機的研發工作。

同時,各國亦在該領域展開激烈的競爭,其激烈程度堪比太空競賽。

盡管目前量子應用還麵臨著技術瓶頸、成本高昂和人才短缺等諸多挑戰,樂觀派和保守派對於量子應用爆發的時間也持有不同的觀點,但這都無法阻擋量子技術前進的步伐。

在這個充滿變革的時代,讓我們保持對量子技術的關注和期待,積極參與到量子時代的發展浪潮中。

部分資料參考:光子盒:《穀歌量子負責人:商業量子計算應用將在五年內實現》,半導體產業縱橫:《量子芯片,暴漲還是坍塌?》,光子盒:《QuEra預測2025年全球量子應用預算預計增長近20%,持續看好量子計算應用前景》,第一財經:《[還要等20年]!黃仁勳潑冷水》

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