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【浦江科技评论】封面|华翊量子:跨越离子阱的“窄门”

【浦江科技评论】封面|华翊量子:跨越离子阱的“窄门” 上海科创金融研究院
2026-07-06
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《浦江科技评论》真实记录与传播科技创业的最佳实践,带您穿透噪音,洞悉未来

作者:闫启

文章来源:「浦江科技评论」2026年6月刊

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2021年,在量子计算产业化浪潮的前夜,华翊量子选择了一条当时被认为“过于学术”的路线——离子阱。4年后,这家公司完成了国内首台百比特离子阱量子计算机的商业化交付,进入全球第一梯队。
|PUJIANG TECHNOLOGY REVIEW|

2019年,谷歌“悬铃木”打开了一扇门:在随机线路采样任务上,用200秒完成了当时最强超算需1万年才能完成的计算,率先实现量子计算优越性验证。

在那之前,量子计算是学术论文里的词汇;在那之后,它成了产业化的赛场——资本开始涌入,科学家开始出走实验室,各国政府接连宣布国家级战略布局。但热潮里,并不是所有人都跟着主流跑。

2021年年底,清华大学段路明院士团队选择了一条当时不被资本看好的路:离子阱。与超导路线等当时的热门路径不同,选这条路,意味着要在没有现成参照、没有成熟供应链的情况下,从零开始让实验室技术走向产业。

华翊量子CEO姚麟后来说,这个判断的依据只有一个:离子阱在性能和成本的均衡性上,长期来看表现最佳。不是因为它当时更容易,而是因为它距离终点更近。

4年后,结果开始兑现。

主流之外的押注

量子计算的世界里,超导、离子阱、中性原子、光量子……每条技术路线都有自己的拥趸,也都有各自的优势与局限。在过去很长一段时间里,超导路线凭借IBM、谷歌等科技巨头的巨额投入,引领了量子计算领域最早的产业化浪潮,吸引了全球最多的资本与关注。

但华翊量子从诞生之日起,就确立了清晰的技术路线:专注于离子阱量子计算的产业化。这在当时是一个颇具风险的选择,资本市场更青睐已经被美国巨头验证过的超导路线,而离子阱路线被认为“过于学术”。

华翊量子CEO姚麟回忆说:“清华大学在量子计算各条路线上都有深厚的积累,在公司成立之前,段老师团队对量子计算的各种路线进行了深入的研究和比较,最终认为离子阱在性能和成本的均衡性上表现最佳。”

事实证明,他们的判断非常具有前瞻性。离子阱量子计算采用自然界中天然存在的同位素离子作为量子信息载体,而这些离子,正是真正意义上的全同粒子。完美的比特一致性直接造就了离子阱系统超高的量子逻辑门保真度。目前,全球领先的离子阱量子计算机单比特门保真度已普遍超过99.99%(离子阱系统中绝大多数门错误都来自激光控制的技术缺陷,而非量子比特本身的物理特性)。行业领先的Quantinuum在2025年11月发布的Helios双比特门保真度已突破99.9%,率先达到并超过了容错量子计算所需的关键阈值。超高的门保真度直接带来了极低的量子纠错代价,极低的纠错代价最终转化为指数级下降的成本。

姚麟坦言:“离子阱路线并非完美无缺。其现阶段最大的短板在于门操作速度较慢。”但他认为,在量子计算指数级加速的特性面前,这种微观层面的速度劣势可以被比特数量的规模优势所抹平,相较超导量子计算仍有成本上的优势。

这也是华翊量子押注在离子阱路线上的原因,技术路线的优劣不能只看短期进展,更要看长期的可扩展性和商业化潜力。

从实验室到产品线

对于任何一家从高校实验室走出来的科技公司来说,最大的挑战从来都不是做出一个实验室原型,而是实现稳定、可重复、低成本的工程化生产。华翊量子在成立之初,就把工程化能力作为公司的核心竞争力来打造。

“很多人以为量子计算的核心是科研成果,但实际上当真正开始做产品的时候,90%的问题都是工程问题。”姚麟深有感触地说。

实验室里的原型机可以不计成本、不计功耗,只要能做出一次成功的实验就可以发表论文。但商业化的量子计算机需要7×24小时稳定运行,需要能够批量生产,需要有完善的售后服务体系,这些都需要强大的工程能力作为支撑。

华翊量子的工程化突破,核心体现在核心技术的自主可控上。公司成立之初,就下定决心不依赖任何进口核心部件。经过4年多的努力,华翊量子已经实现了从刀片型离子阱、激光控制系统到低温模块的全国产化制造。特别是他们自主研发的一体化离子阱,采用一体成型工艺,能够有效消除温度变化带来的分体错位问题,特别适合产生用于囚禁大规模二维离子阵列的电势场。

在核心技术指标上,华翊量子已经达到了国际领先水平。截至2026年5月,公司已成功稳定囚禁超过1000个离子,形成二维离子晶格阵列,为大规模量子计算奠定了物理基础;双比特门保真度超过99.7%,单比特门保真度超过99.9%,态制备与测量保真度高于99.99%;37比特(计算层)一维离子链结构实现了超低串扰,门操作串扰控制在0.1%以内;微秒级单比特寻址系统更是领先行业普遍的毫秒级水平,大幅提高了计算效率。

2023年4月,华翊量子发布了第一代常温离子阱量子商业化原型机HYQ-A37。这款产品在常温环境下能够实现高达92个离子的一维离子链稳定囚禁(物理层),相干时间超过200毫秒,标志着华翊量子已经完成了从实验室技术到工程化产品的初步跨越。2024年9月,华翊量子又推出了第二代低温离子阱量子计算机HYQ-B100,并实现了国内首台百比特离子阱量子计算机的商业化交付,这是中国离子阱量子计算产业化的标志性事件,同时也标志着华翊量子迈入了全球离子阱量子计算的第一梯队。

离子阱量子计算第一代商业化原型机HYQ-A37核心部件     图片来源:华翊量子官网

姚麟表示:“在一些核心指标上,华翊量子已经接近甚至部分超过了美国的IonQ和Quantinuum。”百比特时代的到来,也标志着量子计算行业的竞争逻辑发生了根本性变化。早期的竞争是能不能做出来,而现在的竞争已经变成了谁能做得更稳定、更便宜、更容易扩展。在这个新阶段,工程能力将成为决定企业生死的关键因素。

两条腿走路

“直到今天,全球几乎所有量子计算企业,都还无法依靠量子计算本身实现大规模收入。”姚麟的这句话,道出了整个行业的尴尬现实。

量子计算距离真正大规模商业化还有很长的路要走,通用量子计算机的成功研制可能还需要10年甚至更长时间。在这个漫长的等待期里,如何获得稳定的现金流,支撑公司的持续研发,是所有量子计算公司都必须面对的考验。

华翊量子给出的答案是“两条腿走路”:一方面持续推进离子阱量子计算机的研发,瞄准长期目标;另一方面发展量子传感、测量仪器、光电设备等业务,用短期的商业成功支撑长期的技术研发。

这一策略的核心在于“技术协同”。华翊量子的非量子计算业务,并不是简单的“副业”,而是与量子计算共享大量底层技术。例如超稳激光、光学模组、精密控制系统等,既是离子阱量子计算机的核心部件,也可以作为独立产品销售给科研机构和企业。这种模式不仅能够带来稳定的收入,还能够通过产品化过程不断打磨核心技术,反哺量子计算机的研发。

目前,量子传感、仪器设备等业务收入已经接近华翊量子总收入的一半。公司已经形成了完整的产品矩阵:在量子精密测量领域,推出了适用于矿场勘探、地磁导航的量子磁传感器,以及用于工件无损检测的量子磁传感器;在光电器件与仪器领域,开发了自由空间电光调制器、可调增益光电探测器、窄线宽激光稳频系统等产品;特别是面向大规模可扩展量子计算操控需求开发的“翊控宝”一体化高速电子操控系统,已经成为公司的核心产品之一。

“我们相对其他量子计算公司没有那么依赖融资生存。”即便是成立以来公司融资节奏稳健,华翊量子仍然保持着自我造血的能力,这使得公司能够在行业波动中保持战略定力,无须为了迎合资本市场而盲目追求短期指标。

真实应用在哪里

几乎所有量子计算公司都会被问到同一个问题:量子计算到底什么时候真正有用?对于这个问题,姚麟的回答非常坦率:“目前真正体现量子优势的问题,基本还是科研性问题。”

在过去几年里,很多公司更愿意向市场讲述“量子计算将颠覆一切”的故事,认为量子计算机很快就会取代经典计算机。但现实证明,这种说法过于乐观,量子计算并不是万能的,它只能在某些特定问题上展现出超越经典计算的优势。

华翊量子却没有盲目乐观,姚麟认为量子计算不会完全替代经典计算,它更多会起到协处理器的作用。未来的计算体系,将是“量子-经典混合异构计算体系”:经典计算负责处理大部分常规任务,量子计算则专门处理那些经典计算极难解决的特定问题。

基于这一判断,华翊量子在应用探索上采取一种相对务实的策略,他们没有盲目追求“杀手级应用”,而是从实际需求出发,在那些经典计算已经遇到瓶颈而量子计算理论上有优势的领域,与行业客户合作,逐步验证量子计算的价值。

目前,华翊量子已经在两个方向上取得了初步进展。第一个方向是优化问题,包括调度、物流、金融优化等复杂组合问题,这些问题经典计算求解成本极高。第二个方向是材料与制药,经典计算机在模拟复杂分子时会迅速遭遇指数级复杂度爆炸,而量子计算天然适合处理量子体系,这也是全球量子计算行业公认最有希望的长期发展方向。

2026年3月,华翊量子与中石油数智研究院达成战略合作,聚焦量子计算在油气行业的应用研究。双方将在油气产业链优化、油气藏数值模拟、催化剂及新材料模拟等多个关键问题方向开展探索。在姚麟看来,寻找量子计算的真实应用,是一个需要耐心的过程,不能指望一蹴而就,也不能因为短期内看不到明显效果就放弃。只有通过不断的尝试和积累,才能最终找到那些能够真正发挥量子计算优势的应用场景。

姚麟最常被问到的问题是:华翊量子什么时候能真正靠量子计算本身赚钱?他的答案从来不绕弯子:通用量子计算机的成功研制,可能还需要10年,甚至更长。

这不是因为他们对技术悲观。恰恰相反,正是因为对技术有足够清醒的判断,他们才能在不确定的等待期里,保持战略定力。从实验室原型到商业化交付,从依赖进口部件到100%国产化,华翊量子的选择是:用工程积累替代叙事,用产品兑现判断。


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