解放日?qǐng)?bào)記者 朱凌君

這位首席科學(xué)家經(jīng)常對(duì)學(xué)生講，“英雄走窄門”就是要做10年甚至50年以后重要的事。而對(duì)他來說，“糾纏”量子的20年，就是他必須走的“窄門”。

郭國平打了個(gè)比方，現(xiàn)在的量子計(jì)算機(jī)就像是剛發(fā)明的蒸汽機(jī)，把這個(gè)蒸汽機(jī)裝到車上，它可能還不如馬車跑得快。“如果僅僅站在傳統(tǒng)馬車行的角度看，這種機(jī)器確實(shí)既昂貴又沒效率。但我們不能只站在這個(gè)角度看問題。量子計(jì)算機(jī)的意義在于解決復(fù)雜的算力瓶頸，我們要考慮的，是怎么把這個(gè)機(jī)器裝到更多的馬車、紡織機(jī)上，讓這些機(jī)器變得更好用才對(duì)?！?/span>

“現(xiàn)在網(wǎng)上動(dòng)不動(dòng)就說，遇事不決，量子力學(xué)?！敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)教授、本源量子首席科學(xué)家郭國平有點(diǎn)無奈地自嘲道：“我們都快被當(dāng)成‘神棍’了?！?/p>

與此相反，在三年前的科幻電影《流浪地球2》中，“550系列量子計(jì)算機(jī)”擁有頂尖算力，仿佛無所不能，不僅可以調(diào)動(dòng)全球資源，甚至誕生了自主意識(shí)。

現(xiàn)實(shí)恰好落在這兩個(gè)極端之間。郭國平很清楚，距離《流浪地球2》描繪的那種算力巔峰，現(xiàn)實(shí)中的量子計(jì)算機(jī)還有相當(dāng)長的路要走。但與此同時(shí)，量子計(jì)算也早已不是停留在論文和實(shí)驗(yàn)室里的概念。

2021年，本源量子向用戶交付了第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)。2024年1月，超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”投入商業(yè)化運(yùn)行，其完成的量子計(jì)算任務(wù)覆蓋基礎(chǔ)科學(xué)并延伸至流體動(dòng)力學(xué)、生物醫(yī)藥、金融科技等產(chǎn)業(yè)場景。目前，“本源悟空”已累計(jì)完成全球163個(gè)國家和地區(qū)的80余萬個(gè)量子計(jì)算任務(wù)，其中美國用戶訪問量穩(wěn)居境外第一。

從2003年參與國內(nèi)第一個(gè)量子計(jì)算研究小組算起，郭國平歷經(jīng)20多年的長跑，見證了中國量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)從無到有的過程。他習(xí)慣用一個(gè)比喻來解釋這個(gè)過程：現(xiàn)在的量子計(jì)算機(jī)，就像剛被發(fā)明出來的蒸汽機(jī)?！皠傞_始的蒸汽機(jī)車不一定比馬車跑得更快，但這是一個(gè)必然的趨勢?，F(xiàn)在更關(guān)鍵的問題，就是如何將量子計(jì)算機(jī)這臺(tái)蒸汽機(jī)裝到更多的馬車和紡織機(jī)上去，去發(fā)揮更大的價(jià)值。”

打通科研關(guān)卡

剛開始研究量子計(jì)算時(shí)，郭國平的一大感受是“沒位子”。

2003年，郭國平和5名團(tuán)隊(duì)成員成立國內(nèi)第一個(gè)量子計(jì)算研究小組，全部家當(dāng)是一間編號(hào)為“8013”的閑置教室，以及教室里的一把椅子和一張桌子?！耙巫雍芸熳辶?，沒位子，我們只能站著搞研究?！惫鶉交貞洝?/p>

在研究上，郭國平團(tuán)隊(duì)同樣“沒位子”。2004年，郭國平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)專程出國訪學(xué)，“自帶干糧”希望進(jìn)入歐美頂尖高校學(xué)習(xí)量子計(jì)算方向。郵件發(fā)出去了，但都被“默拒”?！霸蚝芎唵?，一個(gè)是保密，但更重要的是我們沒有基礎(chǔ)，去了就是學(xué)，但對(duì)方憑什么要教你？尤其是關(guān)鍵核心技術(shù)，其實(shí)是學(xué)不來的。”郭國平說，當(dāng)時(shí)國內(nèi)量子計(jì)算研究幾乎是空白，很長一段時(shí)間，他們的研究方式，就是找各種文獻(xiàn)資料來讀，然后自己一點(diǎn)點(diǎn)往前摸索。

當(dāng)時(shí)，各國已經(jīng)開始在量子計(jì)算領(lǐng)域發(fā)力。日本早在2000年就啟動(dòng)了為期5年的量子計(jì)算與信息計(jì)劃，將量子技術(shù)確立為下一代信息技術(shù)的核心。2002年，美國高級(jí)研究計(jì)劃局發(fā)布《量子信息科學(xué)與技術(shù)路線圖》，首次系統(tǒng)地規(guī)劃了量子計(jì)算與信息科學(xué)的發(fā)展路徑。歐洲則在這一時(shí)期重點(diǎn)聚焦于量子通信與加密技術(shù)的實(shí)用化。

差距太大，怎么辦？初出茅廬的郭國平倒是不怵，相反，他很喜歡這種極限挑戰(zhàn)。1996年，19歲的他剛考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)時(shí)，讀的是外語專業(yè)，但半年后他就覺得自己并不適合。反倒是跟物理系的人一塊上課時(shí)，他發(fā)現(xiàn)“物理系的人學(xué)起外語來比我們更‘狠’，成本成本地背詞典，學(xué)的內(nèi)容也更有意思”，他下定決心，從外語系轉(zhuǎn)入物理系就讀。

到大二時(shí)，由文轉(zhuǎn)理的郭國平已經(jīng)加入著名量子信息學(xué)家郭光燦的研究團(tuán)隊(duì)，開始學(xué)習(xí)量子光學(xué)。攻讀研究生期間，他最初的研究方向是量子通信及量子信息器件，但一段時(shí)間后，他逐漸意識(shí)到，相比于采信息、傳信息，最重要的是處理信息，也就是計(jì)算?！半S著電子元器件發(fā)展空間接近極限值，經(jīng)典計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度也將接近極限值，而量子計(jì)算正是尋找突破這種物理極限的重要解決方案。”

郭國平經(jīng)常用一個(gè)形象的對(duì)比來說明量子計(jì)算的潛力：“和穩(wěn)定運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)對(duì)比，現(xiàn)有最快算力的超級(jí)計(jì)算機(jī)就像是一把‘算盤’?！币豁?xiàng)對(duì)比測試的結(jié)果直觀解釋了這種算力的鴻溝，同一運(yùn)算問題量子計(jì)算機(jī)用時(shí)3分鐘，而超算需要47年。

2005年，郭國平因?yàn)榱孔油ㄐ趴蒲谐晒@得中國科學(xué)院院長特別獎(jiǎng)，同年獲得中科大博士學(xué)位并留校。此后，他建立半導(dǎo)體量子芯片研究組，并部署半導(dǎo)體量子芯片研究平臺(tái)?！爱?dāng)時(shí)我剛提出來這個(gè)概念的時(shí)候，沒有同行相信量子還能做成芯片?！惫鶉秸f。

憑著一股“野蠻生長”的韌勁，郭國平在科研道路上幾乎一路通關(guān)。2009年，郭國平團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)了經(jīng)典的量子霍爾效應(yīng)，為量子芯片和量子計(jì)算機(jī)的后續(xù)研制打下技術(shù)基礎(chǔ)。從2012年到2017年，團(tuán)隊(duì)又先后完成基于半導(dǎo)體的單比特、兩比特、三比特量子計(jì)算，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)零的突破。

然而，當(dāng)這些研究成果逐漸積累后，新的問題也隨之而來。

推開實(shí)驗(yàn)室“窄門”

很長一段時(shí)間里，雖然科研成果頻出，郭國平卻發(fā)現(xiàn)，“我們和國外同行的差距怎么還在持續(xù)擴(kuò)大？”

原因很簡單。研究量子計(jì)算機(jī)是個(gè)系統(tǒng)工程，從芯片設(shè)計(jì)到納米加工、檢測、軟件編程，還涉及物理、微電子、機(jī)械、軟件等多個(gè)學(xué)科?！罢f白了，它不只是個(gè)科學(xué)問題，還有很重的工程技術(shù)能力的要求?！惫鶉奖砬閲?yán)肅，“我不是開玩笑，之前有一次裝樣品測試，發(fā)現(xiàn)怎么測都不行，最后拆開看才發(fā)現(xiàn)是我們博士生焊電路板的時(shí)候有虛焊?！?/p>

那個(gè)時(shí)候，實(shí)驗(yàn)室剛剛起步，很多實(shí)驗(yàn)設(shè)施和平臺(tái)都需要從頭搭建，真正留給實(shí)驗(yàn)的時(shí)間并不多。與此同時(shí)，很多研究者都面臨畢業(yè)的壓力以及轉(zhuǎn)行或科研“二選一”的抉擇，導(dǎo)致很多科研成果難以繼承。比如，“前浪”做了五六年研究畢業(yè)了，“后浪”要從頭再來，實(shí)驗(yàn)室的工藝技術(shù)就一直停留在那五六年的水平。研究成果缺少延續(xù)性，很難向前推進(jìn)。

更關(guān)鍵的是人才流失。如今擔(dān)任本源量子總經(jīng)理的張輝的經(jīng)歷就頗具代表性。張輝是郭國平的第一個(gè)博士生，曾是國內(nèi)首位半導(dǎo)體量子計(jì)算的博士。但當(dāng)他2008年博士畢業(yè)時(shí)，甚至找不到一份專業(yè)對(duì)口的工作。畢業(yè)后，他只能回到老家上海，進(jìn)入某園區(qū)的招商部門，從頭開始學(xué)習(xí)金融服務(wù)投資等工作。

張輝回憶：“我們這些早期的畢業(yè)生，除了極個(gè)別的還留在實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)做科研，其他人基本畢業(yè)就失業(yè)了?！被剡^頭看，這便是早期國內(nèi)量子計(jì)算難以跨步向前的癥結(jié)所在。

2015年，郭國平曾邀請(qǐng)國內(nèi)知名芯片企業(yè)合作，希望借助產(chǎn)業(yè)力量推進(jìn)工程化。10—15年的不確定性讓企業(yè)望而卻步，不愿投入資源。彼時(shí)，量子計(jì)算的工程技術(shù)需求已迫在眉睫，從量子芯片的規(guī)模化制備、測控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，到整機(jī)系統(tǒng)的用戶交互，每一環(huán)都需要工程化能力支撐，僅靠高校實(shí)驗(yàn)室無法滿足技術(shù)迭代與落地需求。

企業(yè)觀望，資本遲疑，郭國平形容創(chuàng)業(yè)是“逼上梁山”，只?！白约焊伞币粭l路。2017年，郭國平與自己的老師郭光燦帶領(lǐng)中國科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合創(chuàng)立國內(nèi)第一家量子計(jì)算公司——本源量子，目標(biāo)是研發(fā)出可供交互的工程化量子計(jì)算機(jī)。

創(chuàng)業(yè)初期，資金、人才、技術(shù)路線三重壓力交織，這是郭國平印象中最艱難的時(shí)期，“每一步都像是在無人走過的路上摸索前行”。資金極度匱乏時(shí)，他賣掉了自己的一套房子。

郭國平常對(duì)學(xué)生講，“英雄走窄門”，就是要做10年甚至50年以后重要的事。而對(duì)他來說，這就是他必須走的“窄門”。

“量子力學(xué)有兩個(gè)概念叫‘糾纏’和‘相干’，我跟學(xué)生說，你們現(xiàn)在散落在全球各個(gè)地方，但有一天我們會(huì)‘再糾纏，永相干’。”郭國平這樣判斷。

本源量子成立后，越來越多的學(xué)生和郭國平實(shí)現(xiàn)了“再糾纏”。比如，張輝于2017年回歸，先以“編外人員”的身份，幫助本源量子處理融資事宜，兩年后正式入職，目前為公司總經(jīng)理，全面統(tǒng)籌量子計(jì)算工程化研發(fā)、項(xiàng)目規(guī)劃等工作。

“糾纏”也有了更多結(jié)果。2020年，本源量子上線首臺(tái)國產(chǎn)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，一年后，本源量子向用戶交付了第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，今年5月本源量子計(jì)劃發(fā)布最新一代產(chǎn)品。

走出校園象牙塔

近年來，量子科技火了。今年政府工作報(bào)告在部署2026年重點(diǎn)工作“培育壯大新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)”時(shí)，明確將“量子科技”列入“未來產(chǎn)業(yè)”。這是政府工作報(bào)告連續(xù)第三年提到發(fā)展量子科技。

資本也在涌入這條原本冷門的賽道。去年9月，本源量子向安徽證監(jiān)局提交IPO輔導(dǎo)備案。在此之前，本源量子已完成多輪融資，其中近10億元B輪融資，一度刷新當(dāng)時(shí)全球量子計(jì)算企業(yè)融資紀(jì)錄。今年以來，量子科技領(lǐng)域投融資持續(xù)升溫。機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，今年第一季度，國內(nèi)量子賽道融資總額已超過2025年全年總量。其中，3月29日至4月3日的一周內(nèi)，就有3家量子科技領(lǐng)域企業(yè)接連宣布完成新一輪融資。

但與之相對(duì)，很多人對(duì)此仍然幾乎一無所知。“網(wǎng)上不同的聲音各種各樣，有人把‘量子’和‘騙子’畫等號(hào)，有人調(diào)侃‘遇事不決，量子力學(xué)’，還有人動(dòng)不動(dòng)就問，我跟誰有心靈感應(yīng)，這算不算‘量子糾纏’？”郭國平有些無奈地自嘲：“這不是把我們當(dāng)成神棍了嘛。”

碰到有人質(zhì)疑“量子計(jì)算機(jī)連1+1可能都算不準(zhǔn)”時(shí)，急得他發(fā)言反擊：“發(fā)明洲際導(dǎo)彈難道是為了打兔子的嗎？”

郭國平打了個(gè)比方，現(xiàn)在的量子計(jì)算機(jī)就像是剛發(fā)明的蒸汽機(jī)，把這個(gè)蒸汽機(jī)裝到車上，它可能還不如馬車跑得快?！叭绻麅H僅站在傳統(tǒng)馬車行的角度看，這種機(jī)器確實(shí)既昂貴又沒效率。但我們不能只站在這個(gè)角度看問題。量子計(jì)算機(jī)的意義在于解決復(fù)雜的算力瓶頸，我們要考慮的，是怎么把這個(gè)機(jī)器裝到更多的馬車、紡織機(jī)上，讓這些機(jī)器變得更好用才對(duì)?！?/p>

過去幾年，郭國平擠出更多的時(shí)間走出實(shí)驗(yàn)室，去高校和職業(yè)院校調(diào)研、座談和走訪，了解到許多量子計(jì)算創(chuàng)新、教育發(fā)展的具體問題。例如，他提出加大對(duì)大中專院校量子科技人才培養(yǎng)的支持力度，尤其要盡快引入量子計(jì)算機(jī)真機(jī)教學(xué)，來培養(yǎng)專業(yè)人才。目前，已有80多所高校部署中國自主量子計(jì)算教育方案，多所高校使用“本源悟空”量子計(jì)算機(jī)開展學(xué)習(xí)與科研。

歸根結(jié)底，是要把量子計(jì)算機(jī)用起來，發(fā)揮更大的價(jià)值。郭國平舉了個(gè)例子，空客公司曾向全球發(fā)起量子計(jì)算挑戰(zhàn)賽，其中最難的問題是“用流體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)機(jī)翼翅膀，使飛機(jī)飛得更好、更快”。本源量子是唯一進(jìn)入這個(gè)項(xiàng)目的中國企業(yè)，后來還有企業(yè)專程來詢問：“你們給空客做的東西，能不能拿給我們先試用一下？”當(dāng)時(shí)，他給出的回復(fù)是“我們只是做了一個(gè)算法的開發(fā)，但能支撐這一算法的量子計(jì)算機(jī)還在研制過程中”。

如今，隨著量子計(jì)算機(jī)的升級(jí)迭代，吸引了越來越多不同行業(yè)的企業(yè)加入研發(fā)，讓量子計(jì)算融入更多應(yīng)用場景。比如，以生物醫(yī)藥為例，“本源悟空”將HIV藥物篩選準(zhǔn)確率從73%提升至97%；在智能駕駛、低空經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，量子計(jì)算也進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用攻堅(jiān)階段，將從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H場景。

郭國平認(rèn)為，在長三角范圍內(nèi)，各地發(fā)展量子科技產(chǎn)業(yè)都具備基礎(chǔ)，并各有優(yōu)勢。以量子計(jì)算為例，合肥依托中科大等頂尖科研力量，在量子芯片、核心器件、原始創(chuàng)新與工程化攻關(guān)方面根基深厚，適合承擔(dān)技術(shù)策源與核心裝備研制的重任；上海則在金融、算力基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用場景與國際化資源上優(yōu)勢顯著，更適合聚焦量子算法、行業(yè)應(yīng)用、量超融合與市場落地，形成“源頭創(chuàng)新在合肥、場景放大在上?！钡膮f(xié)同鏈條。

在他看來，關(guān)鍵在于因地制宜、錯(cuò)位協(xié)同、機(jī)制互通、人才共享，避免同質(zhì)化競爭，形成優(yōu)勢互補(bǔ)的產(chǎn)業(yè)格局。唯有立足各地稟賦、堅(jiān)持因地制宜發(fā)展量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)，長三角才能避免內(nèi)耗、形成合力，建成全球領(lǐng)先、自主可控、產(chǎn)學(xué)研用深度融合的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

2023年6月，本源量子曾與上海超級(jí)計(jì)算中心攜手成立長三角量超協(xié)同創(chuàng)新中心。量超協(xié)同可以將計(jì)算任務(wù)在量子計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行分解、調(diào)度和分配，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和超級(jí)計(jì)算機(jī)的高效協(xié)同，雙向發(fā)揮量子計(jì)算機(jī)和超級(jí)計(jì)算機(jī)各自優(yōu)勢。今年初，依托先行先試的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，合肥量超融合計(jì)算中心上線運(yùn)行。作為參與建設(shè)單位，本源量子在其中部署的量子計(jì)算機(jī)，自上線以來，已累計(jì)完成量子計(jì)算任務(wù)5萬多個(gè)，消耗量子計(jì)算機(jī)機(jī)時(shí)118小時(shí)，包含生物醫(yī)藥、人工智能等領(lǐng)域。

三年前的春節(jié)檔，《流浪地球2》中展現(xiàn)的科幻場景，讓更多的人直觀感受到了量子計(jì)算的未來價(jià)值。在量子計(jì)算這條賽道深耕20多年，郭國平很清醒，科幻中的通用量子計(jì)算機(jī)仍需要長期的技術(shù)突破，但他也相信，隨著算力不斷提升、應(yīng)用場景持續(xù)拓展，“我們正在一步步靠近那個(gè)目標(biāo)”。