2025年作为联合国宣布的量子科学与技术国际年，量子计算已然成为全球科技领域备受瞩目的焦点。量子计算以量子比特作为基本计算单元，承担着存储与处理数据之重任，其具备的超强计算能力使其在攻克复杂计算难题方面相较于经典计算机展现出了压倒性优势，如今已被视作人类科技进步的下一个核心突破口，极具广阔的研究与应用前景。
在中国，量子计算历经20余载砥砺奋进，实现了从无到有的跨越式发展。2024年1月6日，具有里程碑意义的时刻来临，中国第三代自主超导量子计算机——“本源悟空”正式上线运行，标志着中国迈入算力可用的全新阶段。自上线之日起至当下，已满一年，期间，“本源悟空”凭借卓越性能，已为全球139个国家的逾1800万用户成功执行超32万个量子计算任务，展现出强大的服务能力。
一、自主算力出海，彰显国际实力
2024年11月，一则振奋人心的消息传来，中国首家量子计算公司——本源量子计算科技(合肥)股份有限公司，迈出关键一步，向海外首次出售中国自主研发的量子算力资源，即“本源悟空”的计算机时。“本源悟空”凝聚着本源量子团队的智慧与心血，为中国第三代自主超导量子计算机，其搭载的72位自主超导量子芯片“悟空芯”独具匠心，采用72个计算量子比特设计方案，同时涵盖126个耦合器量子比特，总计198个量子比特。在实际运行过程中，量子比特弛豫时间T1不少于15.3微秒，退相干时间T2不少于2.25微秒，凭借这一卓越性能，基于该芯片的“本源悟空”量子计算机可一次性下发、执行多达200个量子线路的计算任务，相较于只能同时下发、执行单个量子线路的国际同类量子计算机，速度优势尽显。
不仅如此，“本源悟空”还配备了中国首个量子计算机操作系统——本源司南3.0版本。这一具有开创性的系统在国内率先实现对量子计算任务的批处理支持，既能高效协同量子与经典计算，又可对量子计算资源进行科学调度，极大提升了量子计算机整机运行效率。
同年4月10日，“本源悟空”再添羽翼，成功装备中国首个PQC(后量子密码)“抗量子攻击护盾”，这一关键举措使得“本源悟空”在面对其他量子计算机攻击时具备更强的抵御能力，切实保障运行数据的安全。至此，从算力的卓越提升到全方位的安全防护，中国量子计算机制造产业链已趋于完备。
据安徽省量子计算工程研究中心副主任、“本源悟空”云服务研制团队负责人赵雪娇介绍：“当前，本源量子与美国相关科技公司以同等价位向国际市场出售超导量子算力，外国企业对中国自主量子算力的采购，无疑是国际市场对中国量子计算技术实力的高度认可。”
二、技术赋能多元领域，驱动产业升级
现阶段，中国量子算力已深度融入多个关键领域，为产业发展注入强大动力。
在计算流体动力学领域，其广泛应用于航空航天、汽车工程、船舶设计等诸多行业，与飞行器、汽车及船舶的外形设计紧密相连。随着科技发展，传统计算机在应对这些领域日益增长的计算规模、精度及速度需求时愈发捉襟见肘。量子计算的出现为该领域带来全新曙光，相较于传统方法，量子计算能够以更快的速度加速流体动力学仿真进程，进而大幅缩短研发周期，有效降低设计成本。2024年10月25日，中国科学家依托“本源悟空”，成功完成全球最大规模的量子计算流体动力学仿真，这一重大成果不仅充分证明中国自主超导量子计算机已具备开展大规模、高精度流体动力学研究的雄厚实力，更为后续探索更为复杂的科学问题提供了崭新的工具与方法。
金融领域同样是量子计算大显身手之地，其可广泛应用于风险管理、投资组合优化、期权定价以及金融市场预测等关键环节。借助量子算法，金融机构得以更为迅速、精准地分析海量数据，从而为投资者提供更为精确、科学的投资建议。“本源悟空”此前上线的全球首个采用分布式量子计算思路设计、规模最大的投资组合优化真机应用，依托强大的“悟空芯”量子芯片，在处理相同规模问题时，相较于经典计算机，资源消耗大幅降低，为高效处理大规模投资组合优化问题、精准得出特定风险偏好类型下的最佳收益组合开辟了全新路径。
生物医药行业更是深受量子计算的恩泽，在药物设计、蛋白质结构预测、医疗数据的分析与处理等核心领域发挥着关键作用。“本源悟空”目前已上线分子对接预测应用、药物毒性预测应用、药物相互作用预测应用等多款基于真实量子计算芯片的应用。其中，药物相互作用预测应用以“本源悟空”为坚实计算后端，创新性地采用量子混合神经网络算法，巧妙融合量子神经网络的节点编码能力与经典图神经网络的结构优势，不仅显著提高药物相互作用预测的准确性，还大幅缩短研发时间，为药物开发领域带来革命性进步。
值得一提的是，2023年，本源量子与蚌埠医科大学强强联手，共同探索量子计算在辅助医学图像识别、疾病诊断、药物筛选、诊断标志物发现等生物医药领域的深度应用。以诊治乳腺癌为例，通过将量子计算与深度学习方法有机结合，本源量子精心设计混合经典量子图像算法，针对乳腺钼靶图像的分类、分割进行高精度快速分析，助力临床医生更为准确、高效地判断患者病情，使得中国自主可控量子算力在医疗领域得以充分施展拳脚。
三、聚焦人才培育，筑牢发展根基
量子计算产业的蓬勃发展，离不开专业人才的强力支撑。近年来，众多国家纷纷将量子科技人才培养纳入国家战略规划。
在中国，选择走一条独具特色的人才培养之路——构建自主的量子计算教育体系，即所谓的用量子计算教育的“中国筷子”培育人才。自2020年教育部首次增设量子信息科学专业以来，已有13所高校获批开设该专业。尤为值得关注的是，当前全国已有60余所高校引入本源量子自主量子计算教育系统，量子计算教育的“中国筷子”正日益强壮。
据赵雪娇介绍：“我们已与长江大学、湖北师范大学等多所高校开展深度合作，通过携手共建量子计算实验室、量子通信实验室、量子科技科普基地等，为高校精心打造量子人才教学科研载体，构建自主化量子计算机真机环境，全力培养具备量子计算机实践能力和创新研究能力的复合型人才。”
目前，重庆邮电大学、北京理工大学、西安交通大学等高校已成功引入本源量子全物理体系量子计算学习系统；中南大学、江汉大学、桂林电子科技大学等高校已顺利搭建量子计算教研一体化平台；北方工业大学、北京师范大学与天津师范大学等已在校内扎实部署量子计算学习机。
不仅如此，本源量子还与高校紧密协同，共同开发定制化量子计算教学资源。例如，蚌埠医科大学与本源量子携手共建国内首个量子计算数据医学实验班，双剑合璧培养能够熟练运用量子计算处理医学大数据的高素质复合型医学人才。
中国科学院量子信息重点实验室副主任、“本源悟空”科研团队主要负责人郭国平强调：“中国的量子计算事业离不开一代又一代人的接续奋斗。基层量子计算科技工作者不仅要致力于造出性能卓越的量子计算机，更要为国家精心培育出德才兼备的量子计算人才。我们将敞开核心实验室大门，让中国高校学生能够使用中国自主制造的量子计算机实践学习量子计算知识，为国家培育出更多、更优秀的中国量子计算人才。”
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