差距到底有多大

　　中國不似美歐等國早早認識和研究了量子技術，在量子計算機方面的研究剛剛起步。

　　科技部2011年啟動的“十二五”導向性重大項目（超級“973”），要求在2015年實現比特數3 的量子芯片。郭國平介紹說，目前這一目標已實現，而于今年啟動的“十三五”重點研發計劃“半導體量子芯片研究”，要求2020年前獲得品質因子1000、比特數6的量子芯片。

　　“這一目標距離可用的量子計算機還有很大的距離，但是我們必須一步一步來。”郭國平說。

　　量子比特數雖說不是衡量量子計算硬件技術的絕對指標，但在通用量子計算機成功研制出來之前，這一指標的確有區分水平高低的價值。在谷歌公司上述“quantum supremacy”計劃中，該領域科學家普遍預期其將在明年或后年的“量子計算機”上達到40～50 量子比特。

　　不過，即便達到這一水平，它距離真正的通用量子計算機仍有巨大差距。

　　在郭光燦看來，一臺可實用的標準量子計算機，除了容錯閾值和品質因數（Q值）要達到相應要求（現在還遠未達到最低要求）外，邏輯比特數需要達到約200個，而如果按照至少需要5個物理比特編碼一個邏輯比特計算的話，量子比特數至少要達到1000個。

　　而這還僅僅是看得見、容易覺察的差距。清華大學計算機系教授、長江學者應明生指出，中國在量子計算機研制的“兩條腿”（硬件和軟件）中缺少一條——量子軟件，這將使得中國在量子計算的國際競爭中長期處于被動狀態。

　　瘸腿才知路長。應明生說，美國之所以進展迅速，就在于其在量子計算機硬件、軟件乃至應用方面都有明確的布局和集中攻堅的力量。“硬件是計算機的根本，但軟件是計算科學的靈魂。量子計算機要做的話，軟件也要跟上”。

　　“我們跟美國相比確實差距太大，這個差距，第一個研究水平有差距，這個可以看得出來，第二個是研究隊伍和力量有差距。這些其實也有明顯的差距，這就是我們的現狀。”郭光燦說，美國政企在量子計算機領域的完善布局已經上升到國家行為的層面，這或是中國應該借鑒的。

　　鹿死誰手未可知

　　盡管差距巨大，但郭光燦看到，國內量子計算領域的發展“勢頭非常好”。

　　“我認為國內勢頭發展得非常好，尤其是超導路線，原來是一個量子比特也沒有，現在已經做到了5個、9個，而且是好幾家在做，原材料也從依賴國外進口轉變為由中科院物理所提供，而且材料性能也在改善。”郭光燦說，盡管各國水平不一，但目前通用量子計算機還沒有哪個國家真正研制出來，“鹿死誰手還未可知，我們還有機會”。

　　要抓住這個機會，郭光燦認為，中國需要從兩方面“大練內功”。一方面，國家要加強在量子計算機研制方面的布局，將其上升到國家戰略層面，把方方面面的力量組織起來，支持量子計算機的研制。“比如要解決做硬件研發人才的考核問題”。

　　“另一方面，我國要做好量子計算領域年輕人才培養。年輕一代非常重要，我們不光要著眼于現在的研究，還要放眼未來，而人才就是未來。”郭光燦說，“就算感興趣的年輕人最后沒有從事相關的研制工作，也可以培養成能夠用量子計算機的人。”他表示，下一步他將考慮以一種合適的方式培養青年隊伍。

　　應明生在人才培養的問題上與郭光燦不謀而合。“量子軟件跟計算科學其他領域不太一樣，短期內難以發展起來，需要一個長期的、合作的過程。”應明生說，“量子物理和計算科學等學科應該聯合起來，培養一批人。就算我們沒有贏得最后的突破，在量子信息技術成為技術潮流的時候，我們也不會太被動。”

　　不像美歐等國早早認識和研究量子技術，中國在量子計算機方面的研究剛剛起步。雖然國內量子計算領域的發展勢頭良好，但要做的還有很多。一方面，國家要加強在量子計算機研制方面的布局，將其上升到國家戰略層面；另一方面，量子計算領域年輕人才的培養也至關重要。

　　至于真正的量子計算機要到何時才能出現，比爾·蓋茨認為，10年內量子計算機可望用于云計算；歐洲科學家起草的《量子宣言》則預計，通用型的量子計算機可能會在2035年之前建造出來。我國科研人員給出的答案是：快則10年、15年就會實現。屆時，取代傳統PC不再是夢想。

　　我國量子通信科研起步晚于國外，但大規模商業應用走在世界前列。2016年下半年，上海量子通信城域網、同時連接京滬兩地全長2000公里的世界最長量子通信城際骨干網、世界首顆量子通信科學實驗衛星發射等一批量子通信重大項目落地，國家對量子通信投入力度明顯加大。量子通信被納入“十三五”規劃所培育發展的戰略性產業，體現出國家對重點發展量子通信的決心。面對這個巨大的市場，資本投入逐漸增大，行業產業鏈將越發成熟，二級市場上的浙江東方、寧波建工、科華恒盛、神州信息、亨通光電等概念股也值得關注。

　　目前我國公網建設每年投入4000-6000億元，按照2%的公網替代水平，每年市場規模在80-120億左右。有行業人士表示，隨著未來量子通信在城域網、城際網、廣域網全面鋪開，量子通信的應用場景將從目前的金融、政務、軍事等客戶推廣到個人生活，到2030年量子通信市場有望達到千億水平。