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量子技术迎来“晶体管时代”,或将开启大规模现实运用!

量子技术迎来“晶体管时代”,或将开启大规模现实运用! Surpath 驿玛科技
2025-12-10
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#科技 #量子科技 #前沿科技

量子技术,这个听起来颇为科幻的词汇,如今正迎来它发展历程中一个至关重要的节点。

来自美国芝加哥大学、麻省理工学院及欧洲多所高校的科学家在《科学》杂志联合发表观点文章,明确提出量子技术已迎来其 “晶体管时刻”

这个比喻意味着,量子技术可能正处在类似于上世纪中叶晶体管发明后、现代计算产业爆发前夜的那个关键转折点。

1947年晶体管发明后,人们知道它能替代真空管,但如何制造出稳定、廉价、集成的芯片,并催生出个人电脑和互联网,还需要数十年的持续耕耘。

而当前量子技术的状态,恰好就处在这个充满希望与挑战的“1950年代到1970年代之间”。

那么,为什么权威科学家们会判断,量子技术在当下迎来了它的“晶体管时刻”呢?

首要原因是,经过数十年的探索,支撑量子计算、通信和传感的基础物理原理已经牢固确立。

其次,能够执行特定任务的、功能性的量子系统已经在实验室中被反复验证存在。

更重要的驱动力是,曾经推动微电子产业崛起的“三方协作”模式——即学术界、政府与产业界的深度融合正在量子领域重现并发挥强大效力。这意味着,资源、智慧和目标正在被整合,共同推动技术走出实验室。

这一时刻的到来,首先意味着量子技术的发展重点,发生了历史性的转移。核心议题从“如何实现量子效应”变成了“如何规模化、工程化”

其次,它意味着巨大的机遇窗口已经打开。正如晶体管时代孕育了英特尔、微软等巨头,量子“晶体管时刻”也正在催生新的产业生态和投资热点

最后,它也预示着一种深刻的挑战,即技术理想与工程现实之间的碰撞

当然要实现量子技术的实用化,我们必须翻越几座坚实的“大山”。

第一座是制造之山:许多量子芯片仍依赖于实验室的“手工”制备,而要大规模生产,就必须发展出与现有工业体系兼容的、能保持量子特性的新材料和新工艺。

第二座是布线之山:目前每个量子比特往往需要独立的控制线缆,当比特数增加到百万时,这套系统将变得无比臃肿和低效,这被称作“布线的暴政”。

第三座是热与功率之山:量子比特极其脆弱,超导路线需要极低温制冷,而其他路线可能依赖大功率激光,未来的巨型量子计算机如何管理其惊人的能耗和热负荷,是一个严峻问题。

第四座是校准之山:随着系统变得复杂,初始化校准所需的时间可能超过实际计算时间,这要求发展出智能化的自动校准系统。

面对这些挑战,产业界的共识是借鉴历史经验,走向“模块化”。未来的量子计算机可能不是一个庞然大物,而是由许多专门化的模块(如计算模块、存储模块)通过量子互连技术组合而成。这样可以有效控制单个模块的复杂性,是实现大规模扩展的可行路径。

在这一架构中,能够在室温下工作且易于传输的光子学技术,将成为连接各个模块、构建量子网络的关键。

在这个全球性竞赛中,中国力量是不可忽视的一极。中国的量子科技发展已被写入国家规划蓝图,被明确列为培育新经济增长点的未来产业之一。

中国团队在光量子计算原型机“九章”和超导量子计算原型机“祖冲之号”系列上取得的成果,使中国成为目前唯一在两种物理体系都达到“量子计算优越性”里程碑的国家。

在产业层面,以安徽合肥的“量子大道”为代表,中国正在形成覆盖量子通信、计算、测量三大领域的完整产业链集群。

国内的量子计算机,如“本源悟空”,也已通过云平台面向全球提供服务,完成了数百万个计算任务。

当然,正如晶体管发明后我们仍需等待数十年才迎来个人电脑革命一样,对量子技术的实用化也需要保持理性的“历史的耐心”

量子技术从目前的“原理验证”阶段,发展到能广泛解决实际问题的“工业级容错”阶段,很可能也需要十年甚至更长时间的努力。

因此,量子技术的“晶体管时刻”不是一个即刻兑现的承诺,而是一张指向未来的路线图。

它告诉我们,这项变革性技术的基础已经铺就,通往新大陆的船只正在建造之中。量子革命不会在一夜之间发生,但它却已悄然启程。

【声明】内容源于网络
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