當地時間10月7日，諾獎諾獎委員會將諾貝爾物理學獎授予約翰?克拉克（John Clarke）、燃爆米歇爾?H?德沃雷（Michel H.Devoret）和約翰?M?馬丁尼斯（John M.Martinis）三人，激情他們因發現了“電路中的量計宏觀量子力學隧穿和能量量子化”而獲獎。 諾貝爾物理學委員會成員埃娃·奧爾松在接受新華社采訪時說，算商這一獲獎成就打開了“通向另一個世界”的業化大門，使人們能夠在更大尺度上研究量子力學世界。資動 量子計算破冰 三人使用的本萌核心器件是約瑟夫森結：兩片超導電極中間隔著一層極薄的絕緣層。處于低溫時，諾獎電子成對耦合成“庫珀對”并以群體方式運動。燃爆因為這些庫珀對共享統一的激情量子相位，整個回路的量計量子態可用一支宏觀波函數來描述，仿佛一個整體行動的算商“單粒子”。 在適當的業化偏置條件下，電流會被“鎖定”在零電壓的資動穩定態中。實驗發現，系統能夠憑借量子隧穿越過勢壘并突然切換到出現電壓的狀態——這就是“宏觀量子隧穿”。隨后通過微波激發進行譜學測量，人們觀測到能級是離散且可逐級激發的，表明這一宏觀電路的行為完全受量子力學規律支配。 實際上，這類宏觀量子態為利用粒子微觀世界的現象開展實驗提供了新可能，因為此類“人工單粒子”可模擬其他量子系統，幫助研究者理解這些系統特性。三位諾獎得主的實驗不僅具有重大科學意義，也將量子力學從理論與微觀世界帶進了可工程化的電路體系。 對比經典計算機，被稱為“量子計算機”的新概念受到行業廣泛重視。 1982年，諾貝爾獎獲得者理查德·費曼就提出了“量子計算機”的概念，此后長達幾十年的時間里，量子計算機的研發一直停留在科學家的實驗室里。但最近兩年，量子計算機開始頻繁出現在媒體報道與大眾視野中。 2024年12月，谷歌推出全新的量子芯片——Willow（共105個量子比特），在物理學界和AI圈掀起了海嘯般的巨震，美股量子概念股暴漲。 現有計算機計算體系采用的是經典計算，以0和1的比特按確定性邏輯門逐步演化來處理信息；而量子計算則反其道行之，借助量子比特的疊加與糾纏，讓多種可能態并行演化，直接模擬包括分子化學與新材料在內的大量量子體系的本征規律。理論上，量子計算進行某些類型計算的速度可以比傳統計算機快數十億倍。 量子商用路徑 因為量子計算在通信、金融、醫療、生物、人工智能等諸多領域都擁有廣闊的應用前景，諸多國家與科技巨頭紛紛加入了這場量子計算研發競賽。美國、日本等先后制定了國家層面的量子計算發展規劃，谷歌、英偉達、IBM、微軟等科技巨頭積極推進研究。 在中國，本源悟空、玻色量子、國盾量子（688027.SH）等公司在量子計算領域也耕耘已久。 量子計算要走向可規模化商業化，面臨數個關口：首先，要把量子比特（qubit）做得“穩而準”， 保持疊加態，在長相干時間與高門保真下實現可用的量子糾錯，降低從物理比特到邏輯比特的巨大開銷；其次，硬件與控制系統需工程化擴展，從幾十到成千上萬比特的規模，解決低溫與光學控制、互連與封裝的良率與可重復性；最后，應用端要找到可驗證的量子優勢場景，將量子—經典混合算法嵌入真實工作流。 不過，解決上述問題仍是困難重重，各路線都在試錯階段。以保持量子系統中保持一個量子比特的疊加態為例，就必須盡可能保證量子比特不與環境發生不可控耦合。任何微弱的“擾動”，無論是溫度閃動、電磁場波動、材料缺陷、雜質還是外部線路的信號串擾，都可能成為“噪聲源”，把量子信息“泄露”出去，使系統失去相干性，這種現象被稱為“退相干”。 目前全球推進量子計算機的技術路線包括超導量子、離子阱、光量子、拓撲量子等多個技術路線。 其中，超導量子計算機是利用超導材料極低溫形成的庫珀電子對作為量子比特，再通過微波脈沖操控，代表廠商包括 IBM、谷歌、國盾量子、本源量子等，是量子計算機主流路線。但該路線需接近絕對零度的環境，以及量子比特相干時間較短，是主要挑戰。 頗值得注意的是拓撲量子，這是一種較新的技術路線。 今年2月，微軟宣布取得量子計算的“突破性進展”，為了制造量子芯片，其研究人員創造了世界上第一個“拓撲導體”。微軟表示，該拓撲導體利用了一種被稱為“拓撲超導”的物質狀態，“拓撲超導”既不是固體、液體也不是氣體的材料，過去只存在于理論中。這種拓撲量子計算機理論上高度抗干擾，錯誤率低，微軟還表示正在開發的量子芯片，使其能夠容納100萬個量子比特，不過，“拓撲導體”材料目前仍制備困難。 多條技術路線并進、相互競爭，本身也說明量子技術仍帶有濃厚的“理論色彩”。因此，即便實驗頻傳捷報，業界仍難判斷：這些突破能否在數年內轉化為可商用的量子計算機，抑或仍需十年甚至更久。 實際上，在知名IT顧問咨詢公司Gartner過去幾年發布的新興技術炒作周期曲線中，量子計算技術已在“創新觸發期”（Innovation Trigger）盤桓多年，一直未進入下一個周期。 由于技術方向尚未收斂，資本側趨于謹慎，更多投資者選擇觀望。真正值得期待的，是能顯著拉近“可用”與“可賣”距離的實質性進展，以及某個類似生成式AI浪潮的“ChatGPT時刻”——一旦到來，它或將像過去兩年AI行業那樣點燃并加速量子計算的繁榮。 資本激情萌動 盡管諾獎進一步肯定了量子力學的潛力、科技巨頭也在持續加碼，但從資本市場看，量子領域仍處在高投入、長周期的“燒錢”階段。 多家機構判斷其潛在市場空間巨大。摩根大通分析師Samik Chattejee在最新量子計算報告中預計，量子計算將受益于持續資本投入，僅2025年全球公共投資或將達到450億美元。 海外資本市場方面，當前已上市的量子計算相關公司包括IonQ、Quantum Computing、D-Wave Quantum與Rigetti Computing，從體量上看均屬與量子計算密切相關的小型股。且財務表現仍顯薄弱，上述公司上市時間不長，至今均未實現盈利。其中IonQ相對最成熟，但其2024年銷售額也僅為4310萬美元。 同時，鑒于這些公司深耕的仍是尚未被商業驗證的技術賽道，它們本質上依舊是高投機標的。如今年2月微軟披露“突破性進展”后，板塊情緒提振，消息發布不久，D-Wave午盤一度漲逾7%，Rigetti Computing亦接近4%的漲幅。 隨后，量子計算股今年的股價走向愈加“瘋狂”，Quantum Computing自3月14日低點4.37美元/股上漲至7月11日高點21.88美元/股，累計漲幅304.41%；截至本月，Quantum Computing在二級市場仍整體上行，13日收盤報21.46美元/股。另據盤面表現，美股量子計算板塊近半年集體走強：IonQ六個月大漲近223%，D-Wave Quantum亦漲逾478%。 對于此類公司異常的股價漲幅變動，瑞穗證券美國公司董事總經理Daniel O’Regan的判斷頗為直白：這是一場“炒作中的炒作”。 不少公司幾乎沒有收入，買入者多是在編織下一個風口的想象。 相較之下，國內量子科技上市公司數量更少，除已上市的國盾量子外，國儀量子、本源量子正處于上市輔導階段，更多創業公司仍在融資推進中。總體來看，技術路徑未定與商業模式待證的雙重不確定性仍在，但產業鏈的“耐心資本”與技術里程碑正不斷累加。 今年以來，國內量子計算賽道投融資活躍。截至三季度末，就有14家企業合計完成16輪融資，覆蓋天使到C輪不等。 其中，中科酷原與玻色量子均完成兩輪融資：前者同時布局原子量子計算與量子精密測量，核心產品包括“漢原1號”原子量子計算機、便攜式原子量子重力儀等；后者專注光量子計算，2025年4月發布新一代具備約1000個計算量子比特的相干光量子計算機真機，并在蘇州、深圳、南京等地建設實驗室，面向人工智能、生物制藥、金融、通信、能源等領域開展場景驗證。 （作者：彭新 編輯：朱益民） |