文｜硅谷101 陳茜

英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛說(shuō)“如果非常有用的量子計(jì)算機(jī)還需要15年時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)，那可能還算早； 如果你說(shuō)30年，那可能算晚了?！?黃仁勛所說(shuō)的量子計(jì)算落地時(shí)間比華爾街預(yù)想時(shí)間要更晚，令相關(guān)量子計(jì)算概念股在2025年1月全線大跌。

而他本想在英偉達(dá)GTC期間與量子界“握手言和”，卻沒(méi)料到，當(dāng)他將十四位最具權(quán)威的量子計(jì)算公司CEO與領(lǐng)袖匯聚一堂時(shí)，暴露出的卻是：量子計(jì)算市場(chǎng)的混戰(zhàn)現(xiàn)狀。而這，也讓量子概念股在英偉達(dá)“量子日”后再次受挫。

我們?cè)?月也發(fā)布了一篇“量子計(jì)算”相關(guān)的文章，當(dāng)時(shí)的內(nèi)容注重在實(shí)地拜訪硅谷的一家量子初創(chuàng)公司實(shí)驗(yàn)室，也聚焦在硅谷幾大科技巨頭的“超導(dǎo)量子”研發(fā)路線。不過(guò)可能當(dāng)時(shí)重心放在“科普”上，在深度上欠缺了一些。

而在文章發(fā)布之后，沒(méi)想到在業(yè)界引發(fā)了很大的水花。我們很驚喜地發(fā)現(xiàn)，業(yè)界很多一線從業(yè)者、投資人和教授主動(dòng)找到我們，分享了更多這個(gè)行業(yè)的全球現(xiàn)狀，包括不同初創(chuàng)公司的技術(shù)路線以及落地應(yīng)用的嘗試。

而正值3月英偉達(dá)GTC的召開(kāi)，黃仁勛史無(wú)前例地召集了數(shù)位量子計(jì)算業(yè)界領(lǐng)軍人物之際，本文我們就來(lái)和前沿科學(xué)家以及一線從業(yè)者們?cè)僖黄鹕疃攘牧牧孔佑?jì)算的現(xiàn)狀、市場(chǎng)與商業(yè)落地的希望。

01、量子日“混戰(zhàn)”

黃仁勛是不想與量子界“交惡”的，這也是為什么英偉達(dá)會(huì)在GTC期間大費(fèi)周章舉辦“量子日”。雖然量子計(jì)算之后可能會(huì)對(duì)GPU帶來(lái)一定威脅，但從英偉達(dá)布局的CUDA-Q，推出的全球首個(gè)GPU加速量子計(jì)算系統(tǒng)NVIDIA DGX Quantum，以及GTC期間宣布將在波士頓新建的專(zhuān)注量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室這些動(dòng)作來(lái)看，黃仁勛的本意是想“牽手”量子界、在開(kāi)場(chǎng)承認(rèn)一下錯(cuò)誤。

但他一開(kāi)口，不知道是有意還是無(wú)意，就給這場(chǎng)論壇奠定了drama的基調(diào)。

Jensen Huang

英偉達(dá)CEO：

我不知道它們已經(jīng)上市了，量子計(jì)算機(jī)公司怎么會(huì)上市呢？

老黃在開(kāi)場(chǎng)的時(shí)候的調(diào)侃，也反映出在此之前，大眾對(duì)量子計(jì)算行業(yè)的關(guān)注度真的非常有限。

Joe Han

量子投資人：

老黃就像在說(shuō)：“我真沒(méi)有侮辱和針對(duì)任何一個(gè)公司，只是在座各位都是渣渣，你們這些種只燒錢(qián)不賺錢(qián)的公司怎么能上市呢？”這句話傷害性不強(qiáng)，但是侮辱性極強(qiáng)。

Joe Han在量子計(jì)算領(lǐng)域有著超過(guò)13年的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，也是D-wave、lonQ、 SEEQC等多家量子計(jì)算公司的早期投資人，同時(shí)也是世界上首家量子計(jì)算軟件公司1QBit的聯(lián)合創(chuàng)始人。

Joe Han認(rèn)為量子日當(dāng)天的三場(chǎng)panel論壇中的14家公司，每一家都在描述自己的宏偉藍(lán)圖、表達(dá)自己的技術(shù)最具有優(yōu)越性。但顯而易見(jiàn)，這14家企業(yè)的量子整機(jī)相互之間幾乎完全不兼容，這個(gè)現(xiàn)象本身就是量子界最大的挑戰(zhàn)。

無(wú)法統(tǒng)一路徑，無(wú)法達(dá)成共識(shí)，無(wú)法協(xié)同，無(wú)法產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，無(wú)法高效利用有限的專(zhuān)業(yè)人才。這也是為什么黃仁勛想通過(guò)“量子日”向外界傳達(dá)這個(gè)前沿領(lǐng)域的最新進(jìn)展，但事實(shí)卻“弄巧成拙”，反而讓外界意識(shí)到如今量子界面臨的眾多挑戰(zhàn)。

接下來(lái)我們梳理一下，黃仁勛邀請(qǐng)的十幾家前沿公司所代表的技術(shù)派別，以及它們各自的發(fā)展現(xiàn)狀與商業(yè)化路徑。

02、五大量子技術(shù)門(mén)派

Chapter 2.1 超導(dǎo)量子比特首先，我們來(lái)聊聊科技大廠們最喜歡和青睞的“超導(dǎo)量子路線”——它常被比喻為“水流般波動(dòng)”的電荷。通俗解釋就是：在超導(dǎo)體中，電路中的電荷不再像粒子一樣隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，而是像波一樣集體運(yùn)動(dòng)，展現(xiàn)出量子的波動(dòng)性。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

超導(dǎo)量子比特利用的是超導(dǎo)體的一種神奇的量子特性：所有電荷以波的形式做集體運(yùn)動(dòng)，展現(xiàn)出量子的波動(dòng)性。如果將超導(dǎo)體制成類(lèi)似電路的結(jié)構(gòu)，它就像一條河道，允許電流像水流一樣在其中波動(dòng)。電荷波的不同波動(dòng)模式，構(gòu)成了不同的量子態(tài)。人們可以用這些量子態(tài)來(lái)編碼0和1，并通過(guò)外部電磁場(chǎng)控制量子比特的狀態(tài)，使它們產(chǎn)生相互作用。

從科技大公司的角度來(lái)說(shuō)，超導(dǎo)量子比特路線無(wú)疑是最受青睞的。我們之前也提到，IBM、谷歌、亞馬遜、 Rigetti等公司都采用了這一技術(shù)路線，因此目前來(lái)看發(fā)展也相對(duì)更為成熟。

其中， IBM注重規(guī)模和整機(jī)迭代，不斷推出更大規(guī)模、穩(wěn)定的芯片，自2016年至今已經(jīng)交付超過(guò)60臺(tái)量子計(jì)算整機(jī)；谷歌則在早期實(shí)現(xiàn)了量子糾錯(cuò)，并著重發(fā)展量子糾錯(cuò)技術(shù)；亞馬遜則是嘗試通過(guò)“貓態(tài)”降低錯(cuò)誤率，力求在硬件層面直接實(shí)現(xiàn)量子容錯(cuò)。

而量子界最近的更新速度實(shí)在太快，就在我們上篇文章截稿后不久，亞馬遜便在2月底推出了首款名為Ocelot的量子計(jì)算芯片，使用名為“貓量子比特”（cat qubits）的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出對(duì)硬件需求更低的量子糾錯(cuò)系統(tǒng)。而這項(xiàng)技術(shù)方向與法國(guó)初創(chuàng)公司Alice&Bob的路線相似。

Théau Peronnin

Alice &Bob CEO兼聯(lián)合創(chuàng)始人：

我們的貓量子比特技術(shù)在量子比特內(nèi)部，已直接構(gòu)建了第一層的糾錯(cuò)。這種機(jī)制非常強(qiáng)大，并且硬件效率極高，能夠?qū)⑺璧牧孔颖忍財(cái)?shù)量減少多達(dá)200倍。這不僅降低了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，還大大縮短了時(shí)間線。如果從摩爾定律的角度來(lái)看，這幾乎相當(dāng)于我們獲得了近十年的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

2025年初，Alice&Bob完成了B輪融資，金額達(dá)1億美元。同時(shí)，還有一家此前我們文章中未提及、同樣走“超導(dǎo)量子”路線的重要公司——Rigetti，其CEO Subodh Kulkarni也受邀出席了黃仁勛在GTC舉辦的“量子日”論壇。

Rigetti的創(chuàng)始人Chad Rigetti曾是IBM員工，2013年離職后創(chuàng)辦了Rigetti Computing。公司采用超導(dǎo)量子路線，專(zhuān)注于模塊化設(shè)計(jì)，通過(guò)多塊小芯片互聯(lián)，構(gòu)建更大規(guī)模的系統(tǒng)。2022年，Rigetti通過(guò)收購(gòu)Supernova，以SPAC方式在納斯達(dá)克上市。

Rigetti的技術(shù)路徑類(lèi)似于用樂(lè)高積木搭建復(fù)雜結(jié)構(gòu)：將多個(gè)小型量子芯片通過(guò)可調(diào)耦合連接在一起，形成一個(gè)更大的系統(tǒng)。通過(guò)這種方式，Rigetti能夠逐步增加量子比特的數(shù)量，同時(shí)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。

Subodh Kulkarni

Rigetti CEO：

我們喜歡超導(dǎo)量子計(jì)算的主要原因在于，它在可擴(kuò)展性和門(mén)速率方面具有優(yōu)勢(shì)。我們基本上是用的是硅芯片，因此，通過(guò)借鑒半導(dǎo)體行業(yè)五十年的經(jīng)驗(yàn)，我們可以知道如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模擴(kuò)展。而且，由于我們處理的是電子，門(mén)速度可以達(dá)到納秒級(jí)別，這使它能夠輕松與CPU-GPU 生態(tài)系統(tǒng)兼容，而我們認(rèn)為，這正是量子計(jì)算未來(lái)的發(fā)展路徑。

總的來(lái)說(shuō)，雖然超導(dǎo)量子的路線是各大科技巨頭們普遍采用的方向，但其難點(diǎn)在于超導(dǎo)系統(tǒng)需要在極低溫下運(yùn)行，制造和維護(hù)成本極高。我們?cè)谏掀恼乱矌Т蠹覅⒂^了實(shí)驗(yàn)室，展示了量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的非常多層的真空罩，像俄羅斯套娃一樣。

此外，雖然各大公司正通過(guò)不同方式來(lái)解決量子計(jì)算中錯(cuò)誤率的問(wèn)題，但仍需要大量的物理比特才能實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)。而這種高成本路線，通常并不適合初創(chuàng)公司。所以，我們?cè)賮?lái)看看其他初創(chuàng)公司們都采取了哪些路線，其中的一派被稱(chēng)為“中性原子量子比特”，我們將其比喻為“空間中下棋的‘原子燈泡’”。Chapter 2.2 中性原子量子比特

“中性原子量子比特”的原理，是用激光“鉗住”一顆顆小原子，每個(gè)原子就像一個(gè)小燈泡，有著“暗”和“亮”的兩種狀態(tài)，分別代表0和1。通過(guò)人為激光操控，這些原子之間可以產(chǎn)生相互作用，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算，這種計(jì)算方法的優(yōu)點(diǎn)在于靈活性。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

與超導(dǎo)量子比特不同，中性原子量子比特在制造出來(lái)后，并不是焊死在芯片上的，而是可以通過(guò)激光挪來(lái)挪去。人們通過(guò)調(diào)控激光的光束，可以讓兩個(gè)比特靠近，相互作用交換信息以后挪走，再和另外一個(gè)比特發(fā)生計(jì)算，這種方式大大增加了計(jì)算的靈活性。

除了靈活性，中性量子比特還能被非常好地統(tǒng)一控制、很容易規(guī)?；?。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

所有原子天生都長(zhǎng)得一樣，但在電路上刻蝕超導(dǎo)量子電路時(shí)，難免會(huì)產(chǎn)生工藝上的誤差，導(dǎo)致每個(gè)超導(dǎo)量子比特略有差異，這就需要在后期進(jìn)行大量調(diào)整和補(bǔ)償。

相比之下，中性原子的量子比特可以做到全統(tǒng)，便于統(tǒng)一控制。而且這種原子獲取相對(duì)容易，因此更有可能實(shí)現(xiàn)上千個(gè)數(shù)量級(jí)的量子比特的規(guī)模。

不同公司是如何“玩轉(zhuǎn)”中性原子的這套“燈泡陣列”呢？目前在該領(lǐng)域進(jìn)行前沿探索的公司包括Atom Computing、Pasqal、QuEra，這三家公司也都在英偉達(dá)黃仁勛今年“量子日”的邀請(qǐng)名單當(dāng)中。

其中，Atom Computing采用是利用原子內(nèi)部的“核自旋”的技術(shù)路線，追求更長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間。

原子內(nèi)部的“核自旋”是原子最里面的一個(gè)部分，好處是很穩(wěn)定，幾乎不受外界打擾，所以能將信息（量子比特）保存很久，可謂是量子界的“記憶高手”。

結(jié)合我們前面提到“中性原子像小燈泡”的類(lèi)比，可以把Atom Computing看作是在研究：如何讓這個(gè)“燈泡”擁有超強(qiáng)的“記憶力”，能保持“記住”的狀態(tài)更久，比如一旦亮起，就能長(zhǎng)時(shí)間保持明亮，不會(huì)突然熄滅。

Ben Bloom

Atom Computing創(chuàng)始人兼CEO：

我們已經(jīng)能夠制造出數(shù)量非常龐大的量子比特，是最早突破1000個(gè)量子比特的公司之一，而且能以極高的精度實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。因此，我們可以對(duì)這些量子比特進(jìn)行高度coherent（相干）的操作。此外，我們還可以實(shí)現(xiàn)all-to-all connectivity（全連接），使各種量子糾錯(cuò)的編程與應(yīng)用能夠在系統(tǒng)中順利運(yùn)行。

Atom Computing公司追求的是“記性超好的原子”。而法國(guó)初創(chuàng)公司Pasqal，則專(zhuān)注于用激光在空間中構(gòu)建超大規(guī)模的“燈泡陣列”，也被稱(chēng)為“原子陣列”，就像在空間中下一盤(pán)量子棋。Pasqal的目標(biāo)是利用這些“原子燈泡”之間的相互作用，來(lái)模擬復(fù)雜系統(tǒng)的行為，從而模擬自然界的規(guī)律或優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)，例如化學(xué)反應(yīng)、材料結(jié)構(gòu)、城市交通等問(wèn)題。

所以，大家可以將Pasqal公司的中性原子路線想象成“拼拼圖高手”。該公司最新融資的情況是在2023年初，完成了超過(guò)1億美元的B輪融資。

Lo c Henriet

Pasqal CEO：

我們認(rèn)為，像量子處理器這種非常專(zhuān)業(yè)的設(shè)備，可以在復(fù)雜的工作流中與CPU和GPU協(xié)同使用，但它們?nèi)匀恢饕糜谔囟ǖ膶?zhuān)項(xiàng)任務(wù)。

中性原子路線的第三家公司是QuEra，它專(zhuān)注于通過(guò)“可編程的原子排列”實(shí)現(xiàn)特殊優(yōu)化問(wèn)題的求解。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，QuEra在某種程度上結(jié)合并升級(jí)了Atom Computing和Pasqal的技術(shù)特點(diǎn)：不僅要拼陣列，還要能靈活編程這些“燈泡”的排列和互動(dòng)方式，用這種可編程的靈活性來(lái)解決一些“特別難的優(yōu)化問(wèn)題”，比如最優(yōu)路線、分配資源、AI訓(xùn)練等。換句話說(shuō)，它們希望通過(guò)“編程式”地?cái)[原子，來(lái)破解特定類(lèi)型的復(fù)雜數(shù)學(xué)難題。

Mikhail Lukin

哈佛大學(xué)教授，QuEra聯(lián)合創(chuàng)始人：

本質(zhì)上，可以按我們的意愿用激光將這些原子移位，甚至在計(jì)算過(guò)程中也可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。正因如此，我們可以構(gòu)建連接方式高度靈活的處理器，并且在計(jì)算過(guò)程中可以進(jìn)行演變。這一點(diǎn)非常特別，也正是它讓我們現(xiàn)在有能力構(gòu)建擁有數(shù)千個(gè)量子比特的系統(tǒng)。

QuEra最近宣布完成了2.3億美元的轉(zhuǎn)換債券融資，投資方包括谷歌和軟銀，希望在未來(lái)三到五年內(nèi)打造一臺(tái) “實(shí)用” 的量子計(jì)算機(jī)。

可以看出，“中性原子量子比特”已成為繼超導(dǎo)路線之后，最受初創(chuàng)公司青睞的技術(shù)路徑之一。但這一路線也面臨不少挑戰(zhàn)：如何實(shí)現(xiàn)高精度的原子操控與穩(wěn)定的激光系統(tǒng)，以及如何在大規(guī)模系統(tǒng)中維持各原子之間高保真度的相互作用。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

評(píng)價(jià)一種量子比特或量子線路的優(yōu)劣，我覺(jué)得可以從四個(gè)維度來(lái)考量：多、快、好、省。

多：量子比特的數(shù)量是否足夠多；

快：操作速度是否足夠快，能否在短時(shí)間內(nèi)完成大量操作；

好：精確度是否高、誤碼率是否低；

?。褐苽浜途S護(hù)是否容易，且成本是否較低。

目前，超導(dǎo)量子比特在這些方面都在持續(xù)改進(jìn)中。在“好”這個(gè)維度上，超導(dǎo)量子比特的誤差率相對(duì)更低一些；在“快”方面，超導(dǎo)與中性原子比特都具備較高的操作速度。而中性原子比特在“多”和“省”方面更具優(yōu)勢(shì)。它們相對(duì)更容易擴(kuò)展到大規(guī)模系統(tǒng)，同時(shí)由于主要依靠激光控制，可以在常溫環(huán)境下運(yùn)行，不像超導(dǎo)比特那樣需要維持毫開(kāi)爾文的極低溫度，省去了每日昂貴的低溫設(shè)備和持續(xù)運(yùn)行成本。

說(shuō)完了超導(dǎo)和中性原子的方向，接下來(lái)，我們來(lái)聊聊另一個(gè)業(yè)界正在探索的主流方向——離子阱量子比特。

Chapter 2.3 離子阱量子比特

先簡(jiǎn)單說(shuō)下離子阱量子比特的原理。設(shè)想一下，把帶電的離子懸掛在空中，再用電場(chǎng)將它們“捕捉”在一個(gè)小盒子里，每個(gè)離子就像一個(gè)微型鐘表，狀態(tài)非常穩(wěn)定。之后人們可以利用激光控制這些離子，就像用激光指揮一個(gè)完美的舞蹈隊(duì)，隊(duì)員之間可以互相配合完成復(fù)雜動(dòng)作。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

這些帶電的離子就像一個(gè)小小的鐘表一樣，它們會(huì)在離子阱中間振蕩，并且振蕩的頻率非常精確，狀態(tài)非常穩(wěn)定。人們也可以利用這種振蕩的這些量子態(tài)，用激光來(lái)控制它們相互作用。

離子阱方案就像一支配合默契的舞蹈隊(duì)。在這一方案中行業(yè)的代表玩家包括IonQ和Quantinuum。IonQ是一家在風(fēng)口浪尖的量子概念股公司，而Quantinuum也作為備受關(guān)注、可能準(zhǔn)備上市的量子公司，自然也被老黃請(qǐng)到了“英偉達(dá)量子日”。

IonQ成立于2015年，其技術(shù)路線主打“全連通性”，即希望所有離子之間都能相互作用、沒(méi)有限制。就想我們前面“舞蹈隊(duì)”的類(lèi)比，IonQ的舞團(tuán)成員之間溝通無(wú)障礙、反應(yīng)快，適合小型整體的舞團(tuán)。這樣的特點(diǎn)讓量子計(jì)算簡(jiǎn)單直觀，適合初期應(yīng)用，比如一些小規(guī)模算法或量子模擬。

Peter Chapman

IonQ執(zhí)行主席：

我們的技術(shù)有兩大優(yōu)勢(shì)。首先，它支持構(gòu)建室溫運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)，可以直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上。說(shuō)實(shí)話，它可能相比你想象中的稍顯乏味，因?yàn)樗鼘?huì)是一個(gè)基于機(jī)架的室溫設(shè)備。

另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，我們采用的是光學(xué)和激光技術(shù)，因此可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的互聯(lián)，進(jìn)行分布式量子計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)更大數(shù)量的量子比特。而且，這種連接可以利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)光纖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。

IonQ在2021年3月成功在紐約證券交易所掛牌上市，率先摘得“量子計(jì)算第一股”的稱(chēng)號(hào)。而同樣采用離子阱的Quantinuum，則是美國(guó)霍尼韋爾公司旗下的量子計(jì)算公司，目前以獨(dú)立實(shí)體運(yùn)作，霍尼韋爾是主要持股方。

與IonQ相比，Quantinuum采用了更復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)，能夠在同一系統(tǒng)中并行操作，通過(guò)移動(dòng)離子實(shí)現(xiàn)更高效的門(mén)操作。再套用上文“舞蹈隊(duì)”的類(lèi)比，Quantinuum的方案就像一支大型的舞蹈團(tuán)，可以實(shí)現(xiàn)分布式排練與并行操作，好比能同時(shí)在多個(gè)排練室進(jìn)行多支舞蹈的編排，更適合復(fù)雜和高效的任務(wù)。

Rajeeb Hazra

Quantinuum CEO：

我們擁有行業(yè)內(nèi)最高的保真度。至于我們的技術(shù)路徑，是將QCCD（量子電荷耦合器件）架構(gòu)擴(kuò)展到更高層次的規(guī)模。按照計(jì)劃，我們將在今年實(shí)現(xiàn)50個(gè)高度可靠的邏輯量子比特，并在18個(gè)月后突破100個(gè)邏輯量子比特。同時(shí)，我們已經(jīng)看到一條清晰的路線，有望在2031至2032年初實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)量子比特的規(guī)模。

但有量子業(yè)界人士指出，離子阱路線的挑戰(zhàn)在于，離子的操作速度較慢，且在擴(kuò)展系統(tǒng)、增加更多離子時(shí)，會(huì)遇到振動(dòng)模式復(fù)雜、控制難度提升等問(wèn)題。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

離子阱目前還做不了很多，基本上就十幾到二十幾個(gè)量子比特。它的主要問(wèn)題是比較慢，不論是移動(dòng)離子，還是讓離子之間相互耦合，都需要較長(zhǎng)時(shí)間，相比前面提到的超導(dǎo)和中性原子路線，它可能要慢上百倍。但這個(gè)方向上人們也在不斷改進(jìn)它的速度。

不過(guò)，它的優(yōu)勢(shì)也很明顯：精確度非常高，誤碼率比超導(dǎo)和中性原子都低很多。而且它可以和現(xiàn)有的芯片制程技術(shù)自然結(jié)合，也能在常溫下運(yùn)行。從“省”的角度來(lái)看，是一個(gè)相對(duì)節(jié)省的方案。所以人們也因此也對(duì)它期待很大。

Jun Qi（祁均）博士

香港浸會(huì)大學(xué)計(jì)算機(jī)系助理教授

Xanadu量子機(jī)器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者:

其實(shí)超導(dǎo)方案雖然可以在短時(shí)間內(nèi)把整個(gè)的量子體積做得非常龐大，但是在它的兩個(gè)量子比特門(mén)鏈路上，它的保真度（或稱(chēng)準(zhǔn)確度）大概只有98%左右。

相比之下，同樣的在兩個(gè)量子比特的量子門(mén)鏈路上面，離子阱的保真度可以做到99.9%。雖然還沒(méi)達(dá)到99.99%，但也已經(jīng)很高了，拿它跟IBM用超導(dǎo)技術(shù)做出來(lái)的龐大的物理量子比特系統(tǒng)相比，在保真度這一項(xiàng)上是有質(zhì)變的差異的。

Chapter 2.4 光子量子計(jì)算

通俗解釋光子量子計(jì)算，這個(gè)派別不再把目光停留在“原子”或者“離子”這些蹲在原地的粒子上，而是用飛來(lái)飛去的光子作為信息的載體，用光的偏振或路徑來(lái)編碼0和1，這就像是拿光當(dāng)信息的快遞員。

光子的好處是，它可以在光纖中飛得非?？烨也蝗菀妆煌饨绺蓴_，抗干擾能力更強(qiáng)。但挑戰(zhàn)在于，光子本身無(wú)法直接相互作用，因此通常需要基于量子測(cè)量，讓光子產(chǎn)生糾纏，從而完成量子計(jì)算。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

當(dāng)用兩個(gè)手電筒打出兩束光時(shí)，光會(huì)直接交叉穿過(guò)彼此，不會(huì)互相彈開(kāi)。我們的日常經(jīng)驗(yàn)也表明，光本身并不會(huì)相互作用。正因?yàn)槿绱?，科研人員就別出心裁設(shè)計(jì)出了一些巧妙的方法，利用測(cè)量來(lái)讓光相互作用。在量子力學(xué)中，為了讓量子系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化，除了可以通過(guò)相互作用和時(shí)間演化的方式，還可以通過(guò)量子測(cè)量的技術(shù)。

在這一賽道中，有兩家重要公司：一是加拿大的Xanadu，雖然未到現(xiàn)場(chǎng)，但早在2023年它就已經(jīng)與英偉達(dá)展開(kāi)合作，首次實(shí)現(xiàn)在超級(jí)計(jì)算機(jī)上模擬量子計(jì)算的運(yùn)行；另一家公司PsiQuantum，則作為黃仁勛“量子日”現(xiàn)場(chǎng)第二組討論的重要嘉賓出席。

Xanadu采用“連續(xù)變量”的方式處理光子信號(hào)，通過(guò)一系列光學(xué)元件來(lái)壓縮光的某個(gè)特性實(shí)現(xiàn)計(jì)算。比如，分光鏡用于讓光走不同的路徑，壓縮器可以減少光在某個(gè)方向上的波動(dòng)，而相位器則能改變光的時(shí)間差等等。

通俗來(lái)說(shuō)，這種路徑處理的不是一顆顆的光子，而是控制一整束連續(xù)變化的光波，通過(guò)調(diào)控整段光波的波動(dòng)形狀和幅度來(lái)編碼信息，就像調(diào)節(jié)吉他弦的拉力和振動(dòng)的方式一樣?？梢园裍anadu想象成一個(gè)玩光波“魔術(shù)”的調(diào)音師，用整束光的“形態(tài)變化”來(lái)表示和處理量子信息。

不少業(yè)界人士認(rèn)為Xanadu未能出席“量子日”現(xiàn)場(chǎng)略顯可惜，因?yàn)槌嗽诠庾恿孔蛹夹g(shù)上的進(jìn)展，該公司還開(kāi)發(fā)了開(kāi)源軟件框架PennyLane，在整個(gè)量子計(jì)算生態(tài)中占有重要一席。

Jun Qi（祁均）博士

香港浸會(huì)大學(xué)計(jì)算機(jī)系助理教授

Xanadu量子機(jī)器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者:

Xanadu其實(shí)從創(chuàng)立之初，就著眼于AI跟量子的結(jié)合。這次它如此低調(diào)，沒(méi)有出現(xiàn)在“量子日”現(xiàn)場(chǎng)，確實(shí)有些令人意外。畢竟光量子本身就是一個(gè)非常有前景的技術(shù)方向，而且，至少在前幾年英偉達(dá)還沒(méi)推出CUDA-Q的時(shí)候，Xanadu圍繞PennyLane構(gòu)建的量子軟件生態(tài)群，在業(yè)界是非常重要的。

PennyLane是一個(gè)“量子+AI的橋梁平臺(tái)”，讓人們可以通過(guò)寫(xiě)Python程序的方式，將量子計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)。這個(gè)框架不僅支持量子機(jī)器學(xué)習(xí)，還能兼容多種量子硬件（包括我們前面提到的光子計(jì)算、超導(dǎo)或離子設(shè)備），同時(shí)支持經(jīng)典與量子的混合計(jì)算模式。正因如此，PennyLane顯著提升了Xanadu在整個(gè)行業(yè)中的生態(tài)位。

Joe Han

量子投資人：

如果要問(wèn)我在量子生態(tài)里誰(shuí)是老大、老二、老三甚至老四，我認(rèn)為應(yīng)該依次是：英偉達(dá)的CUDA-Q，IBM的Qiskit，谷歌的Cirq，和Xanadu的PennyLane。

Xanadu最近一次的融資信息是在2022年年底的C輪，籌集了1億美元，估值達(dá)到10億美元。

另一家在光子量子計(jì)算領(lǐng)域的大玩家是PsiQuantum，它的路線與Xanadu又有所不同，主要聚焦于利用大量單個(gè)光子構(gòu)建巨大的集群態(tài)，目標(biāo)是打造容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)。

PsiQuantum可以被形容為“光子的超級(jí)拼圖玩家”，他們專(zhuān)注于制造大量的、一顆顆獨(dú)立的光子，并將它們精確排列成巨型“量子拼圖”，用以執(zhí)行復(fù)雜計(jì)算，最終實(shí)現(xiàn)真正容錯(cuò)的、可用的大型量子計(jì)算機(jī)，可謂是“量子界的樂(lè)高專(zhuān)業(yè)級(jí)選手”。

Pete Shadboil

PsiQuantum聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家：

從一開(kāi)始，我們就非常堅(jiān)定地專(zhuān)注于構(gòu)建大規(guī)模的通用容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)，目標(biāo)是達(dá)到百萬(wàn)量子比特級(jí)別的規(guī)模。整個(gè)行業(yè)都明白，百萬(wàn)量子比特級(jí)別的規(guī)模是實(shí)現(xiàn)真正具有商業(yè)價(jià)值應(yīng)用的前提。我們選擇的路徑是基于單光子，也就是光的粒子。我們的CEO Jeremy早在20多年前，就曾在布里斯班首次利用光子展示了雙量子比特門(mén)，如今，我們正在將這些技術(shù)集成到芯片上，重新利用原本為數(shù)據(jù)中心開(kāi)發(fā)的硅光子技術(shù)。

我們相信，這種方法能幫助我們有效應(yīng)對(duì)量子計(jì)算在規(guī)?；^(guò)程中面臨的一系列挑戰(zhàn)，包括可制造性、冷卻、功耗、連接性以及控制電子學(xué)等問(wèn)題。正因?yàn)槿绱?，我們將在未?lái)幾個(gè)月內(nèi)，在澳大利亞和芝加哥啟動(dòng)建設(shè)，打造類(lèi)似數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)。

據(jù)路透社消息，PsiQuantum在2025年3月底正以60億美元的投前估值籌集至少7.5億美元融資，體量已經(jīng)非常龐大。

Joe Han

量子投資人：

第二組嘉賓里最具爭(zhēng)議性的人物就是Pete，他一個(gè)人融資的金額，超過(guò)了整個(gè)量子界所有初創(chuàng)公司融資總和，是一個(gè)傳奇式的量子科學(xué)家兼企業(yè)家。

他在現(xiàn)場(chǎng)的表現(xiàn)也有點(diǎn)像黃教主之前說(shuō)的那句：“我不是針對(duì)任何人，只是在座的各位都是渣渣?！彼磉_(dá)的意思很明確，就是他們的光子路線才是真正代表未來(lái)的量子計(jì)算。并且他說(shuō)他們剛剛從GlobalFoundries（格羅方德）出來(lái)，已經(jīng)在澳大利亞開(kāi)建自己的Fab（晶圓）廠。他所展現(xiàn)出的強(qiáng)勢(shì)感以及對(duì)自己故事敘事的自信感，我覺(jué)得連黃教主都可能有被他震撼到。

Pete Shadbolt在論壇上非常強(qiáng)勢(shì)地強(qiáng)調(diào)，PsiQuantum的技術(shù)已經(jīng)搞定，接下來(lái)就是scaling（大規(guī)模擴(kuò)張）的計(jì)劃。但不可否認(rèn)的是，光量子路線本身仍面臨不少技術(shù)挑戰(zhàn)，比如如何高效地產(chǎn)生、檢測(cè)并維持大量光子的量子態(tài)，以及如何應(yīng)對(duì)光子的損失問(wèn)題等。

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

光本身當(dāng)然是非常便宜的，招之即來(lái)，而且可以在常溫下運(yùn)行，不需要低溫維持，這些都是“省”的優(yōu)勢(shì)。從“多”的角度看，光子數(shù)量也可以很多。

但問(wèn)題在于它“不夠好”，最大的挑戰(zhàn)是光子損失太嚴(yán)重。光子在光纖中傳播時(shí)，時(shí)不時(shí)就會(huì)丟失，直接消失掉了。所以在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)“算著算著，比特就沒(méi)了”的情況。

而且光子量子計(jì)算與其他路徑不同，它是基于量子測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而測(cè)量本身具有很大的不確定性，每次測(cè)量的結(jié)果，都是量子系統(tǒng)按照一定的概率產(chǎn)生的。因此，如何通過(guò)設(shè)計(jì)良好的測(cè)量策略，引導(dǎo)計(jì)算朝我們期望的方向演化，就涉及到了大量編碼和軟件層面的問(wèn)題。

接下來(lái)我們來(lái)聊聊量子界的“神秘寶藏”以及最近的一個(gè)大瓜：拓?fù)淞孔颖忍?。Chapter 2.5 拓?fù)淞孔颖忍?/p>

微軟最近發(fā)布了關(guān)于拓?fù)淞孔颖忍氐男逻M(jìn)展，聲稱(chēng)可以利用“不會(huì)輕易被擾動(dòng)的馬約拉納費(fèi)米子（Majorana fermion）”來(lái)構(gòu)造量子比特，從而打造更穩(wěn)定、抗干擾的量子計(jì)算機(jī)。這個(gè)技術(shù)路線我們之前已經(jīng)詳細(xì)解釋過(guò)了。

現(xiàn)在尷尬的點(diǎn)在于：業(yè)界并不認(rèn)可微軟的發(fā)現(xiàn)。在2月微軟發(fā)布號(hào)稱(chēng)采用了“新的物質(zhì)狀態(tài)”的首款拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)量子芯片的消息之后，引發(fā)了業(yè)內(nèi)的強(qiáng)烈質(zhì)疑，很多學(xué)者要求微軟公開(kāi)更多實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。

微軟隨后于3月17日在APS全球物理峰會(huì)期間召開(kāi)發(fā)布會(huì)回應(yīng)，但依然未能完全說(shuō)服學(xué)界。比如，匹茲堡大學(xué)的量子研究員Sergey Frolov就直接開(kāi)噴，說(shuō)：“微軟內(nèi)部開(kāi)展的量子芯片研究是一個(gè)欺詐性項(xiàng)目?！?/p>

尤亦莊

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系副教授：

從原理上來(lái)說(shuō)，拓?fù)淞孔佑?jì)算在學(xué)界并沒(méi)有太大爭(zhēng)議。但長(zhǎng)期以來(lái)，這一領(lǐng)域的研究主要停留在理論和一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上，尚未被真正明確地實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槠湮锢肀尘跋鄬?duì)復(fù)雜，涉及量子多體相互作用中的費(fèi)米子系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)中，往往可以由多種不同機(jī)制導(dǎo)致相同的實(shí)驗(yàn)信號(hào)，因此如何解讀這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就成了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。比如：相同的實(shí)驗(yàn)信號(hào)是否真的源自所謂的馬約拉納零模？是否真的意味著存在拓?fù)浔Ｗo(hù)？這些問(wèn)題都在學(xué)界引發(fā)了持續(xù)的討論與爭(zhēng)議。

歷史上也曾有研究聲稱(chēng)發(fā)現(xiàn)了馬約拉納零模，但后來(lái)被證實(shí)是“假信號(hào)”，甚至有文章遭到撤稿。因此，無(wú)論在學(xué)界還是業(yè)界，大家對(duì)這一方向普遍持謹(jǐn)慎態(tài)度。目前，人們期待微軟能夠進(jìn)一步公布更多數(shù)據(jù)，并希望未來(lái)有其他實(shí)驗(yàn)組能復(fù)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)交叉驗(yàn)證，以確認(rèn)馬約拉納零模的真實(shí)存在。理想情況下，研究人員能夠演示這些零模如何通過(guò)“移動(dòng)”的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)拓?fù)溥壿嫴僮鳌绻④浾娴哪軌蛘故具@種能力，將是一個(gè)更具說(shuō)服力的證據(jù)。

Jun Qi（祁均）博士

香港浸會(huì)大學(xué)計(jì)算機(jī)系助理教授

Xanadu量子機(jī)器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者:

所以目前為止，微軟的研究仍屬于in-house experiment（內(nèi)部測(cè)試和實(shí)驗(yàn)）階段，尚未有任何一家外部機(jī)構(gòu)或研究者能夠復(fù)現(xiàn)馬約拉納費(fèi)米子的存在。這一點(diǎn)也成為大家質(zhì)疑的焦點(diǎn)之一。

如果這種粒子真的存在，那么它將有望顯著加速量子計(jì)算的商業(yè)化進(jìn)程和大規(guī)模實(shí)現(xiàn)的可能性。因?yàn)閺睦碚撝笜?biāo)上看，拓?fù)淞孔颖忍卦诙鄠€(gè)方面都遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有的離子阱和超導(dǎo)技術(shù)。舉個(gè)例子：目前超導(dǎo)和離子阱的單量子比特門(mén)電路的保真度大約可達(dá)99.9%；雙量子比特門(mén)電路方面，離子阱可以做到99.9%甚至99.99%，而超導(dǎo)通常只能做到98%左右。但如果拓?fù)淞孔颖忍氐靡詫?shí)現(xiàn)，其保真度理論上可以達(dá)到“7個(gè)9”（99.99999%）甚至“8個(gè)9”（99.999999%），保真度是非常高的。但問(wèn)題在于，這樣的馬約拉納費(fèi)米子是否真的存在？這也是當(dāng)前量子計(jì)算領(lǐng)域大家很期待的事情。

看起來(lái)，馬約拉納費(fèi)米子或者說(shuō)拓?fù)淞孔颖忍剡@條路線，確實(shí)像是量子計(jì)算中人人都想找到的“寶藏”，但它真的存在嗎？還是只是遙遠(yuǎn)的傳說(shuō)？我們拭目以待。

Chapter 2.6 中國(guó)量子發(fā)展現(xiàn)狀及其他路徑

接下來(lái)我們梳理一下國(guó)內(nèi)的主要發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵玩家。

Joe Han

量子投資人：

目前，中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域也呈現(xiàn)出“百花齊放”的狀態(tài)，幾乎每一條技術(shù)路線上都有兩到三家初創(chuàng)公司在積極探索。

在離子阱路線中，段路明老師創(chuàng)辦的華翊量子是代表性企業(yè)之一；合肥的國(guó)儀量子也在開(kāi)展相關(guān)研究。此外，由郭光燦老師的學(xué)生創(chuàng)立的幺正量子，以及同樣總部位于合肥的啟科量子，也都以離子阱為核心技術(shù)方向。

在中性原子方面，發(fā)展也非常迅速。國(guó)內(nèi)最早專(zhuān)注該方向的企業(yè)是位于武漢的中科酷原。而在過(guò)去半年內(nèi)，又有至少兩到三家中性原子公司陸續(xù)成立，推動(dòng)原子型量子技術(shù)不斷向前。

在電子型路線中，主要以超導(dǎo)方向?yàn)橹鲗?dǎo)。這里首先要提的創(chuàng)新公司是被稱(chēng)為“中國(guó)量子計(jì)算的長(zhǎng)子”的本源量子，由郭光燦院士的學(xué)生郭國(guó)平老師創(chuàng)立。另一家重要公司是國(guó)盾量子，原本專(zhuān)注于量子通訊，近年來(lái)也加速投入量子計(jì)算，并在超導(dǎo)方向展現(xiàn)出積極進(jìn)展。此外，總部位于深圳的量旋量子，雖然起初主要開(kāi)發(fā)基于NV色心的量子教學(xué)設(shè)備，但根據(jù)過(guò)去兩年多的公開(kāi)信息，它們也在加大投入研發(fā)通用型的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，值得關(guān)注。

至于光子型路線，在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段，目前相對(duì)活躍的企業(yè)包括上海的圖靈量子和北京的正則量子，后者由黃蕾蕾老師帶領(lǐng)，正持續(xù)在光量子計(jì)算方向上推進(jìn)。

總體來(lái)看，無(wú)論是在整體的量子計(jì)算領(lǐng)域，還是在每一條具體技術(shù)分支上，中國(guó)都有多家公司在你追我趕、持續(xù)探索。更不用提我們國(guó)家最具優(yōu)勢(shì)的量子通通訊和量子測(cè)量領(lǐng)域，已經(jīng)取得了一些令人矚目的成果。這就是目前中國(guó)量子計(jì)算初創(chuàng)企業(yè)的一些現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的簡(jiǎn)要梳理。

在上篇文章發(fā)出后，也有不少?lài)?guó)內(nèi)從事量子研究的機(jī)構(gòu)和初創(chuàng)公司與我們聯(lián)系，包括合肥國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以及用量子計(jì)算設(shè)計(jì)藥物的初創(chuàng)公司等。這也讓我們覺(jué)得，這個(gè)選題還有很多可以深挖的空間，不過(guò)篇幅有限，本文我們還是聚焦在英偉達(dá)的“量子日”上，之后有機(jī)會(huì)我們會(huì)去拜訪更多公司，深入聊聊國(guó)內(nèi)的最新進(jìn)展，持續(xù)跟進(jìn)該領(lǐng)域的研究。

最后，其實(shí)產(chǎn)業(yè)中還有一些不那么主流但也在探索中的路線，比如“硅自旋量子比特”。這類(lèi)技術(shù)利用單個(gè)原子或電子的自旋作為量子比特，有點(diǎn)像用指南針的北或者南的方向來(lái)編碼0和1，這種方法利用了材料本身的微小磁性，很像傳統(tǒng)電子設(shè)備，但操作精度要求更高。

代表公司包括英特爾和澳大利亞的Silicon Quantum Computing（SQC），此外也有一些大學(xué)實(shí)驗(yàn)室和政府項(xiàng)目也在進(jìn)行研究。不過(guò)，由于電子自旋極其微弱，需要非常精細(xì)的操控，同時(shí)環(huán)境噪聲很容易破壞量子狀態(tài)，因此對(duì)材料和工藝要求極高，目前仍處在早期研發(fā)階段。

另外，還有出現(xiàn)在此次“量子日”上的D-Wave公司，它走的是“退火量子計(jì)算機(jī)”和“門(mén)模型量子計(jì)算機(jī)”路線；還有Infleqtion公司，專(zhuān)注于量子技術(shù)的商業(yè)化，致力于開(kāi)發(fā)量子傳感、量子計(jì)算和量子網(wǎng)絡(luò)解決方案。關(guān)于這兩家公司，我們將在講商業(yè)落地部分時(shí)再進(jìn)一步展開(kāi)。

03、規(guī)?；c商業(yè)落地

Chapter 3.1 未來(lái)發(fā)展的核心

在黃仁勛集結(jié)眾多領(lǐng)袖人物的“量子日”上，盡管在技術(shù)路線選擇上存在諸多分歧，但也有明確的共識(shí)：規(guī)模化（scaling）將是接下來(lái)市場(chǎng)發(fā)展的重點(diǎn)方向，而商業(yè)落地則是探索的核心。

Ben Bloom

Atom Computing創(chuàng)始人兼CEO：

我認(rèn)為持續(xù)擴(kuò)展規(guī)模非常重要。我覺(jué)得Pete說(shuō)得沒(méi)錯(cuò)，那些真正能夠改變世界的重大問(wèn)題，可能確實(shí)需要數(shù)百萬(wàn)個(gè)量子比特才能解決。因此必須確保量子計(jì)算機(jī)以極快的速度擴(kuò)展，我們不希望像摩爾定律那樣，每次只擴(kuò)展2倍或√2倍的規(guī)模，我們希望每一次擴(kuò)展都是10倍級(jí)別，并且每隔幾年就能實(shí)現(xiàn)一次這樣的躍升。這是我們Adam Computing所正在做的。

現(xiàn)在已經(jīng)有一些人在使用量子計(jì)算機(jī)，也取得了初步進(jìn)展，開(kāi)始找到一些實(shí)際的問(wèn)題來(lái)解決。但那種真正能夠改變世界、具備utility-scale（公用事業(yè)規(guī)模）的應(yīng)用，那就必須達(dá)到百萬(wàn)量子比特的規(guī)模。

而從現(xiàn)在到實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)量子比特的路上，對(duì)量子技術(shù)的應(yīng)用和商業(yè)化探索也在同步發(fā)生。從前文所述的不同量子技術(shù)路線中，我們可以看出：科技大廠、初創(chuàng)企業(yè)和政府力量正在并行發(fā)力。

像IBM、谷歌、微軟、亞馬遜等科技巨頭，通常擁有雄厚的資金與科研資源，具備大規(guī)模芯片制造、系統(tǒng)集成和長(zhǎng)期研發(fā)能力。雖然推進(jìn)速度相對(duì)較慢，但追求的是根本性的突破。大廠的優(yōu)勢(shì)在于整體規(guī)劃、資金投入和跨學(xué)科協(xié)作，但在某些非常前沿或風(fēng)險(xiǎn)較高的技術(shù)上可能會(huì)更加保守。

政府資助項(xiàng)目通常聚焦基礎(chǔ)科學(xué)研究、人才培養(yǎng)和長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)，這些項(xiàng)目往往聚焦于原始創(chuàng)新，資助大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展前沿實(shí)驗(yàn)，例如中國(guó)的國(guó)家量子實(shí)驗(yàn)室、歐洲的Quantum Flagship、美國(guó)的國(guó)家量子計(jì)劃等。政府項(xiàng)目的特點(diǎn)是資金充足、目標(biāo)明確（例如實(shí)現(xiàn)量子通信、量子傳感或初步的量子計(jì)算原型），但在商業(yè)化方面進(jìn)展較慢。

初創(chuàng)企業(yè)則更聚焦于某個(gè)具體問(wèn)題或技術(shù)細(xì)分市場(chǎng)，優(yōu)勢(shì)在于靈活、創(chuàng)新和敢于冒險(xiǎn)。

例如在中性原子平臺(tái)上，Atom Computing、Pasqal、QuEra等初創(chuàng)公司可以更快嘗試新方法、優(yōu)化激光控制系統(tǒng)和擴(kuò)展原子陣列；在光子量子計(jì)算領(lǐng)域，PsiQuantum與Xanadu正以大膽的規(guī)模目標(biāo)推進(jìn)芯片化設(shè)計(jì)；而在硅基和自旋量子比特方向，也有一些初創(chuàng)公司借助現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝快速迭代產(chǎn)品。

這些初創(chuàng)公司在市場(chǎng)中往往扮演“顛覆者”的角色，它們能夠以較低成本嘗試一些大廠不愿意承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目，雖然規(guī)模較小，但技創(chuàng)新速度快、技術(shù)路線靈活，可以在一些細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，甚至推動(dòng)行業(yè)整個(gè)進(jìn)步。

當(dāng)然，對(duì)于依賴(lài)風(fēng)投資金支持的初創(chuàng)公司以及已經(jīng)上市的量子概念公司來(lái)說(shuō)，持續(xù)吸引大規(guī)模資本和人力投入的前提是找到穩(wěn)定、可預(yù)期的回報(bào)路徑。因此，他們必須盡早轉(zhuǎn)向市場(chǎng)應(yīng)用，如云端接入、特定問(wèn)題優(yōu)化等，為大廠的整體戰(zhàn)略提供新思路與技術(shù)驗(yàn)證。

至于目前頭部企業(yè)在商業(yè)化落地和營(yíng)收上的主要方向，主要集中在三個(gè)方向：直接銷(xiāo)售量子計(jì)算整機(jī)及其對(duì)應(yīng)的量子云服務(wù)；與大企業(yè)客戶(hù)、實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)展開(kāi)合作；國(guó)防相關(guān)的訂單。

Joe Han

量子投資人：

目前已上市的三家量子計(jì)算公司分別是IonQ、D-Wave和Rigetti。這三家公司的營(yíng)收在不同程度上都依賴(lài)于來(lái)自政府的訂單，業(yè)務(wù)模式涵蓋了云服務(wù)和整機(jī)銷(xiāo)售。也正因?yàn)槿绱耍覀儠?huì)看到它們的季度盈利表現(xiàn)存在非常明顯的波動(dòng)。

以D-Wave為例，它最早就是靠銷(xiāo)售整機(jī)而出名的：第一臺(tái)賣(mài)給了洛克希德·馬丁，第二臺(tái)賣(mài)給了谷歌和NASA的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)。由于以整機(jī)銷(xiāo)售為主，它的財(cái)報(bào)經(jīng)常出現(xiàn)大幅的“波峰”或“波谷”變化。為了平滑營(yíng)收曲線，D-Wave近年來(lái)也在向云服務(wù)方向轉(zhuǎn)型。相比之下，IonQ和Rigetti更多是將自己的量子計(jì)算機(jī)AWS和微軟Azure等云平臺(tái)進(jìn)行分享，或采用“按時(shí)計(jì)費(fèi)”模式接入其它的云。

另外就是通過(guò)和潛在的甲方進(jìn)行做POC（Proof of concept，概念驗(yàn)證）的一些研究，也會(huì)收取不小的顧問(wèn)費(fèi)用。

最后，還有一類(lèi)收入來(lái)自國(guó)家級(jí)企業(yè)計(jì)劃，例如參加IARPA（基礎(chǔ)設(shè)施高級(jí)研究計(jì)劃局）和DARPA (國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局)主導(dǎo)的項(xiàng)目，會(huì)直接收到的是科研的經(jīng)費(fèi)。雖然這類(lèi)資金通常被歸類(lèi)為非營(yíng)收，但本質(zhì)上也構(gòu)成了它們整體收入的重要組成部分。

以上就是目前三家上市量子計(jì)算公司主要的收入來(lái)源結(jié)構(gòu)。

而非上市的初創(chuàng)企業(yè)，它們的收入來(lái)源會(huì)更豐富，也會(huì)更垂直。比如以Infleqtion這家公司為例：

Joe Han

量子投資人：

Infleqtion非常微妙，它有大量的政府訂單是來(lái)自NIST（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所）對(duì)其原子鐘的采購(gòu)，Infleqtion在這一領(lǐng)域是重要的供應(yīng)商。

第二部分收入是來(lái)自光學(xué)器件，由于中性原子和離子阱幾乎是一個(gè)親兄弟關(guān)系，兩者所使用的核心光學(xué)器件大約有30%左右可以共用，因此Infleqtion能夠同時(shí)為這兩個(gè)方向提供組件。它不僅提供標(biāo)準(zhǔn)器件，還進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)，并可提供定制化產(chǎn)品，這部分也構(gòu)成了穩(wěn)定的收入來(lái)源。

第三，美國(guó)政府近年來(lái)在Positioning, Navigation &Timing（PNT，定位、導(dǎo)航與授時(shí)）領(lǐng)域的采購(gòu)力度較大，Infleqtion從DARPA和IARPA項(xiàng)目中在這方面獲得了可觀的收入。

再比如QuEra，它通過(guò)接入AWS平臺(tái)，獲得了穩(wěn)定的收入。在AWS上，目前有兩類(lèi)量子計(jì)算云服務(wù)：一種是Digital（數(shù)字信號(hào)），另一種是Analog（模擬信號(hào)）。其中，模擬信號(hào)的量子計(jì)算機(jī)的量子設(shè)備正是由QuEra提供。由于其在分子運(yùn)動(dòng)模擬方面的突出表現(xiàn)，QuEra也在AWS和其他量子云平臺(tái)上得到不少的收入。

其他還有很多公司都有一些獨(dú)特的過(guò)人之處，比如像硅谷101上次介紹過(guò)的量子初創(chuàng)公司Anyon，它們的量子芯片的制程技術(shù)也是一個(gè)殺手锏。由于該技術(shù)是從早期實(shí)驗(yàn)室中延續(xù)出來(lái)的，所以在打造自家量子芯片之前，它們就已經(jīng)為其他客戶(hù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)芯片，也因此帶來(lái)了豐富的現(xiàn)金流，同時(shí)使得公司發(fā)展也相對(duì)更健康。雖談不上完全自給自足，還有一定的融資壓力，但也能帶來(lái)不錯(cuò)的營(yíng)收。

Chapter 3.2 商業(yè)應(yīng)用

最后我們來(lái)展開(kāi)聊聊商業(yè)應(yīng)用模式，在這個(gè)層面，其實(shí)前沿科技的落地往往比大眾想象中來(lái)得更快一些。

在之前文章的討論中，有不少人認(rèn)為量子計(jì)算的應(yīng)用還只是噱頭、炒作和PPT，但不可否認(rèn)的是，我們確實(shí)已經(jīng)看到了一些商業(yè)上的嘗試。目前量子計(jì)算公司的甲方客戶(hù)，主要集中在藥物研發(fā)、材料設(shè)計(jì)、優(yōu)化問(wèn)題等方向，這能讓量子化學(xué)、量子金融、量子路線規(guī)劃、量子加密和量子超距傳輸?shù)葢?yīng)用被快速被試驗(yàn)。

與此同時(shí)，量子賦能AI、甚至被AI反向賦能也在業(yè)界出現(xiàn)了巨大進(jìn)展。

Joe Han

量子投資人：

量子與AI之間的結(jié)合，目前大致可以分為三種狀態(tài)或模式：

第一種是用AI來(lái)輔助量子計(jì)算機(jī)的早日實(shí)現(xiàn)。比如英偉達(dá)即將建設(shè)的量子加速中心，正是為這類(lèi)工作打基礎(chǔ)、做鋪墊。

第二種是“量子啟發(fā)式算法”，也就是把量子計(jì)算中得到的思路和方法，借由經(jīng)典計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行。

第三種則是實(shí)現(xiàn)真正意義上的“量子AI”。這個(gè)路徑又可以分為兩步：一種是“混合式”，另一種是“純量子式”。我特別相信，接下來(lái)以量子作為加速器的一部分，會(huì)讓整個(gè)算力有顯著的提高，而這種Hybrid（混合式）架構(gòu)會(huì)成為趨勢(shì)，而且未來(lái)，越來(lái)越多的超級(jí)計(jì)算中心都將引入量子硬件（或稱(chēng)之為QPU）進(jìn)行混合搭建，這也會(huì)為未來(lái)AI與量子的無(wú)縫連接，進(jìn)行前期鋪墊。

一線研究人員告訴我們，利用量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成傳統(tǒng)大模型AI的參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)100到1000倍的高效壓縮；同時(shí)，利用傳統(tǒng)AI來(lái)輔助量子模型的訓(xùn)練優(yōu)化與量子噪聲糾錯(cuò)，可以讓量子模型適應(yīng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。換句話說(shuō)，純量子的糾錯(cuò)技術(shù)和純量子的機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展過(guò)分依賴(lài)于量子硬件，但通過(guò)AI的輔助可以幫助在現(xiàn)有量子架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)量子的實(shí)際應(yīng)用。祁均教授如今研究的領(lǐng)域就是讓兩者同步進(jìn)行，將量子和傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)都利用起來(lái)。

Jun Qi（祁均）博士

香港浸會(huì)大學(xué)計(jì)算機(jī)系助理教授

Xanadu量子機(jī)器學(xué)習(xí)杰出學(xué)者:

我們確實(shí)觀察到，量子算力在推動(dòng)某些AI技術(shù)方面展現(xiàn)出一些傳統(tǒng)計(jì)算所不具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。因此，我們正在嘗試構(gòu)建“第三代混合架構(gòu)”——將傳統(tǒng)算力與量子算力混合的量子AI模型。這種架構(gòu)融合了兩者的長(zhǎng)處：傳統(tǒng)AI擅長(zhǎng)模型訓(xùn)練，而量子模型在快速采樣、快速輸出結(jié)果、快速學(xué)習(xí)方面具有天然優(yōu)勢(shì)。兩者之間可以形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，打造第三代的量子AI的系統(tǒng)。

我認(rèn)為可能在未來(lái)三年內(nèi)，這類(lèi)系統(tǒng)可能就可以找到能產(chǎn)生實(shí)際價(jià)值的應(yīng)用。而且我認(rèn)為AI賽道與量子技術(shù)的結(jié)合，是一個(gè)需求量很大，同時(shí)在工程上也相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的方向。

而AI和量子的結(jié)合已經(jīng)在大型科技企業(yè)中有著更多的嘗試，AI可以加速量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以在量子編譯、量子糾錯(cuò)、數(shù)字孿生模擬器和自然語(yǔ)言量子編程等多個(gè)方向上提供支持，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，AI讓量子計(jì)算機(jī)更聰明、更高效、更抗噪。

反之，量子計(jì)算也可以加速AI的發(fā)展。量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、量子搜索與優(yōu)化算法、量子分類(lèi)模型和量子生成模型等技術(shù)正在為AI帶來(lái)新的加速路徑，在未來(lái)能讓AI跑得更快、學(xué)得更深，解決今天尚無(wú)法企及的問(wèn)題。

我們前面說(shuō)了這么多不同的“門(mén)派”、不同的技術(shù)路線，其實(shí)總結(jié)一下，量子計(jì)算目前仍處于一個(gè)較早期的發(fā)展階段，也正因如此，才會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有技術(shù)共識(shí)的現(xiàn)狀。但這不就是前沿科技的美妙之處嗎？

嘗試，合作，證明，失敗，追求看似不可能的路徑，被挑戰(zhàn)、被質(zhì)疑，慢慢科普，慢慢探索，再慢慢走進(jìn)大眾的視野，然后改變世界。這個(gè)過(guò)程可能會(huì)很漫長(zhǎng)，而我們現(xiàn)在已經(jīng)慢慢開(kāi)始看到一些曙光。

侯萬(wàn)達(dá)

加州大學(xué)圣地亞哥分校物理學(xué)博士生：

一個(gè)可行的技術(shù)路線的苗頭已經(jīng)出現(xiàn)，馬上黎明就要到來(lái)的時(shí)候，此時(shí)關(guān)鍵的問(wèn)題在于：我們什么時(shí)候能把它真正擴(kuò)展起來(lái)、真正地實(shí)現(xiàn)。剩下的，其實(shí)就只是技術(shù)和工程上的難題了。

所以說(shuō)，量子計(jì)算的發(fā)展路徑，很可能不會(huì)像一個(gè)能看到的“進(jìn)度條”，每天慢慢地一點(diǎn)點(diǎn)從10%、20%，最終漲到100%。它更可能是這樣的——你前一天晚上睡覺(jué)前還覺(jué)得，量子計(jì)算機(jī)現(xiàn)在還只有100個(gè)量子比特，什么也做不了，可第二天早上醒來(lái)，Google就突然宣布：“我們?cè)旌昧恕！币苍S人們會(huì)期待這會(huì)是一場(chǎng)突如其來(lái)的爆發(fā)式進(jìn)展。就像ChatGPT被掛到網(wǎng)上之前，很多人還不知道它是什么、有什么用，但一旦它開(kāi)放給所有人使用的時(shí)候，大家立刻就意識(shí)到：我們的生活被改變了。

以上就是我們硅谷101聊量子計(jì)算的第二篇文章，當(dāng)然，這個(gè)垂直賽道我們還會(huì)持續(xù)深挖下去，歡迎行業(yè)從業(yè)者繼續(xù)聯(lián)系我們，跟我們一起來(lái)追蹤接下來(lái)的技術(shù)發(fā)展和行業(yè)趨勢(shì)。