專訪中國科學院院士郭光燦
量子科技距大規模商用還要3到5年 四川可結合自身工業體系差異化競爭
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福建泉州人,中國科學院院士,中國科學技術大學教授,中國量子光學和量子信息科學的開拓者之一。他長期從事量子光學與量子信息的教學和科研工作,率先將量子光學理論體系引入國內,推動我國量子信息科學發展。曾獲國家自然科學獎二等獎、何梁何利基金科學與技術進步獎等榮譽。
2026年以來,國內量子科技產業融資呈爆發式增長,僅一季度的全行業融資額已超過2025年全年總和。這被媒體普遍解讀為量子科技正在加速產業化。量子科技的產業化進程究竟走到哪一步了?這是當前制定相關產業政策的認知基礎,但要得到具體且可信的答案卻並不容易——公開材料中有的表述含糊不清,如“有望實現從技術突破到產業化落地的關鍵跨越”﹔有的真偽難辨,如至少數十家企業公開發布量子科技產品或自稱獲得商業訂單。
帶著問題,川觀智庫研究員專訪了中國量子研究開拓者和領軍科學家之一,中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦。在一個多小時對話中,他始終保持著科學家的理性和坦誠,既分享了對量子科技產業化進展的最新觀察,也圍繞產業培育給出了對策建議。
量子計算最有可能帶來顛覆性變革
●量子計算當前遠未達到商用階段,做出通用量子計算機才具備市場開發條件
●通用量子計算機的出現,將使人工智能擺脫算力瓶頸
●距離通用量子計算機面世,大概還有10年
川觀智庫:有觀點認為,目前量子科技整體處在產業化驗証期。
郭光燦:差不多,大致處於這個階段,但這樣說不夠准確,不同應用領域的進展是不一樣的。
川觀智庫:麥肯錫近期一篇報告預計到2035年,量子科技三個核心應用領域——量子計算、量子通信、量子精密測量合計全球收入將達到970億美元,其中量子計算將佔據主導,年收入約720億美元,量子通信和量子精密測量分別為150億和100億美元。這個預測靠譜嗎?
郭光燦:我對這方面沒有做過研究。考慮到現在發展非常快,2035年如果達到這個水平也是不讓人吃驚的。那時通用量子計算機應該已經出現了,所以量子計算確實會佔據主導。具體收入數據不好說,但量子計算確實會是量子科技中應用最廣、最有可能給人類社會發展帶來顛覆性變革的應用領域。
川觀智庫:量子計算帶來的“顛覆性變革”,具體指什麼?郭光燦:本質上是計算機數據處理速度大幅提升。很多需要計算的行業,都會受到顛覆性影響。比如計算能力是當前人工智能發展的瓶頸問題。現在摩爾定律正在逼近它的極限,人類正在接近電子計算機發展的天花板。而通用量子計算機,可讓人工智能發展擺脫算力瓶頸,且耗能遠低於電子計算機。另外比如藥物研發,過去通常需數年篩選出一款新藥,用量子計算可能隻需很短時間。
川觀智庫:這種數據處理速度的提升究竟有多大?公開材料稱“遠不止10倍、100倍”,那是1000倍,還是更多?
郭光燦:是指數級增長,2的N次方。其中“N”是量子邏輯比特的數量,量子邏輯比特是通用量子計算機的基本計算單元。一台通用量子計算機至少需要1000個量子邏輯比特,速度提升至少是2的1000次方,這個數字非常巨大。
川觀智庫:關於量子計算的產業化進展,我看到兩種公開說法:一種認為量子計算技術發展遠沒有達到市場期望的商用階段,還處於從原型機驗証向專用模擬機研制階段過渡﹔另一種認為它已經落地實現了商業化運用。哪種說法更貼近實際?
郭光燦:前一種更貼近實際,“從原型機驗証向專用模擬機研制階段過渡”這個說法是可以的。這裡的專用模擬機是指針對特定應用場景去做量子計算,但還做不到像通用計算機那樣“什麼都能算”。
確實有量子計算產品已經賣出去了,但買家買來也是試用,論証它是不是可行、是不是能用來解決所在行業領域的難題。當然現在量子計算機能計算一些真實題目,但這些題目“超算”(注:超級計算機,運算速度極快的一類電子計算機)也能算,量子計算可能會算得更快一些,但算力優勢還不夠明顯。現在電子計算機攻破不了的公開密鑰,量子計算機也還不能攻破,所以還不能說全面超越了電子計算機。考慮到成本控制等因素,量子計算機暫時還不適合大規模商用。等到做出通用量子計算機、能夠解決電子計算機解決不了的問題時,才算是具備市場開發的條件。
好消息是人工智能技術對量子計算機研究的推動作用非常大。過去估計需要1000個量子物理比特才能夠做成1個量子邏輯比特。做成一台通用量子計算機至少要1000個量子邏輯比特,等於是要100萬個量子物理比特。但是現在人工智能可以幫助科學家設計優化編碼方案,大大減少了量子物理比特的需求量。最新研究認為大概只要2萬個量子物理比特,就能夠做出一台通用量子計算機了。
川觀智庫:在人工智能技術輔助下,通用量子計算機什麼時候能面世?
郭光燦:大概10年以后。
量子精密測量最有可能率先大規模商業化
●因產品價格、技術門檻相對較低,預計量子精密測量3到5年能實現規模化商用
●量子保密通信距離規模化商用大概還需要5到10年
●只要貼上“量子保密通信”標簽就宣傳產品絕對安全,這不科學
川觀智庫:量子科技三個主要應用領域中,最有可能率先大規模商業化應用的是哪個?
郭光燦:量子精密測量,預計3到5年能實現。它的產品價格、技術門檻相對低一些,產業化進度會快一點,而且應用市場會非常廣。精密測量的核心就是傳感器,當前傳感器已廣泛用於各行業,而量子傳感器的測量精度、靈敏度更高,比如說目前電網使用的傳感器,可能測不出一些微小但蘊藏風險的電壓波動,量子傳感器就可以﹔醫療領域,癌症發展早期有些癌細胞在身體中的含量很小,傳統手段測不到,用量子精密測量就可以發現﹔基礎設施探傷中,量子傳感器能夠測到橋梁的一些細小振動,從而做好風險預警,提高橋梁使用的安全可靠性。
川觀智庫:這些應用目前產業化進展到哪一步了?另外您提到量子精密測量的規模化商用還需要3到5年,如何看待已發布的產品?
郭光燦:就量子精密測量來說,總體上進入市場試用階段了。量子傳感器已在真實電網中試用﹔醫療領域也有相關團隊與北京、安徽等地醫院合作,目前看試用效果很好,可以提高乳腺癌等部分癌症的早期篩查准確率。但是除了效果以外,產品能不能被市場廣泛接受,還取決於價格能不能更低、尺寸能不能更小等。如果各項要求都能達到,產品又便宜又好,市場自然就打開了。眼下還在努力過程中。現在是有一些產品在給相關單位試用,但要說實現規模化銷售的產品,我還沒有看到。
川觀智庫:除了量子計算、量子精密測量,三大主要應用領域中還有量子通信。
郭光燦:“量子通信”這個名詞大家都在使用,但它其實是錯誤的,因為通信仍然是經典通信,只是以前用傳統密鑰不夠安全,我們改用量子密鑰來加密,所以應該叫“量子保密通信”。它的核心是利用量子特性產生不可破譯的密鑰,來確保經典通信的安全。
現在量子密鑰有兩種類型,一種是用物理辦法,英文縮寫QKD,通過量子態給通信雙方分發密鑰,只要有人竊聽就會干擾量子態導致被發現,通信雙方就知道不安全從而棄用。這種辦法的安全性,在理論上已經得到嚴格証明。但在實踐中它還是可能會存在漏洞,可能被人利用導致竊聽無法被及時發現。所以用物理辦法來傳密鑰也不是絕對安全,隻有把所有漏洞都堵住,同時確認未被竊聽的QKD才能保証通信的安全性。另一種是用數學辦法,英文縮寫PQC,它用復雜函數來做公開密鑰,復雜到量子計算機用目前最強的算法也攻破不了。所以我們認為它是抗量子計算工具,在目前技術條件下可以認為是安全的。但也不排除未來如果出現更強大的量子算法,也有可能會攻破PQC,倒逼我們去進一步開發更好的PQC。
現在有個不好的傾向是,只要貼上“量子保密通信”標簽就宣傳是絕對安全的,這不科學。不管QKD還是PQC,都不是靈丹妙藥。到底有沒有達到安全標准,需要有科學的驗証手段來確定。沒有嚴格檢查,誰也不知道是否安全,相關單位也就不敢用它。
川觀智庫:量子保密通信距離產業化還有多遠?郭光燦:規模化商用大概還需要5到10年,PQC可能率先落地。目前已有產品開始銷售,也有一些單位在試用,包括金融行業等,但暫時都沒有大規模推廣。業界除了繼續提升保密通信效果,也在努力降成本,盡可能讓量子保密通信的使用門檻更低。
做好產業前瞻布局,政府層面有一些“當務之急”
●要支持那些有清晰目標市場、有技術實力的初創公司,切忌“撒胡椒面”
●要注重早期應用場景,推動數字新基建和量子科技結合是一個很好的抓手
●四川完全可以結合現有工業體系去做量子科技應用,與其他省市進行差異化競爭
川觀智庫:根據公開信息,包括四川在內,至少有超過10個省級行政區將量子科技寫入了“十五五”規劃。要做好前瞻布局,政府層面有什麼工作是當務之急?
郭光燦:政府支持要有選擇性,要支持那些有清晰目標市場、有技術實力的初創公司。這種公司往往已經做出一些初步成果,甚至產品已經在交付目標客戶試用,但它們眼下普遍還不能盈利,靠融資活著。政府去扶一把,相當於在融資基礎上給企業加個政策“雙保險”,讓它們產業化步伐能夠走得更快、更穩一些。切忌“撒胡椒面”,對所有做量子科技的公司都給支持,這樣很難做出成績。尤其現在行業受關注度高,一些企業挂個名字就敢跨界做量子科技,相關部門要做好甄別。
至於政府支持的具體方式,“給項目”“給投資”都可以。
川觀智庫:現在量子科技企業缺投資嗎?郭光燦:不太缺投資,但缺耐心資本。量子科技屬於顛覆性技術,產業化的不確定性相對更高、風險相對更大。當然總體發展趨勢是確定的,人類必然走向量子時代,只是看怎麼能走得更快一些而已。
川觀智庫:您說的“給項目”包括研發項目和應用項目?
郭光燦:對。研發項目是要支持公司提升產品關鍵指標,幫助其加快走向市場。應用項目是要給企業更多的早期應用場景。現在有些人對於顛覆性技術的態度是“等等看”,等技術成熟了再說。如果所有人都這麼想、都不敢吃螃蟹,不光自己錯失發展機遇,也會拖慢量子科技的產業化進展。這種情況就需要政府率先應用,同時動員引導更多行業來試用量子科技,來用它解決行業難題。一旦証明在某個領域能解決問題,就相當於給量子科技產業化打通一條路、打開一片新市場。
要提供早期應用場景,推動數字新基建和量子科技結合是一個很好的抓手,像數據中心、算力中心、衛星互聯網等都可以與量子科技結合。現在已經有這方面的實踐。我知道合肥市就有超算中心開始引進量子計算機,探索打造“量超融合”算力平台。量子計算機不是去替代超級計算機,而是去和超級計算機打配合,共同提升運算速度。美國也有類似探索。
川觀智庫:能否給四川推動量子科技產業化一些建議?郭光燦:目前四川量子科技產業化在全國算是中等水平,不管研發還是產業化都做出了亮點。但畢竟四川發力量子科技也就是最近10年的事,相比沿海幾個先行省市客觀上還有一定距離。不過全行業還沒有形成成熟市場,大家都有趕超機會。四川工業背景非常強,像航空航天、電子信息等產業基礎很好,個人認為四川完全可以結合現有工業體系去做量子科技應用,與其他省市差異化競爭,做其他省市沒做到的事,蹚出一條自己的路來。(川觀智庫研究員 熊筱偉)
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