日前，中国科学技术大学团队成功构建了求解费米子哈伯德模型的超冷原子量子模拟器，以超越经典计算机的模拟能力首次验证了该体系中的反铁磁相变。相关成果于7月10日发表在国际学术期刊《自然》，期刊高度评价称该项目“有望成为现代科技的里程碑和重大突破”。
随着量子计算领域纵深推进，其被云网融合进程充分激活，从产能、产业、研发等角度改变着数字经济时代的生产方式。而在科学系统的布局下，量子计算最终将形成一个广泛的生态，逐渐替代传统的经典计算，完成数字化生产力的转型。
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量子计算能力优势显著
量子计算具有经典计算无法比拟的计算能力，原理是因为其利用了量子叠加和量子纠缠等量子力学现象，可以在同一时间内处理多个计算任务。实际上，量子运算的发展规划大致被分为三个阶段。第一阶段是实现量子优越性，即针对特定问题的计算能力超越经典超级计算机；第二阶段是搭建具有实际应用价值的专用量子模拟系统；第三阶段则是研发可编程通用量子计算机。目前，第一阶段目标已在2019年由谷歌公司在其超导量子计算系统上率先实现。
由于量子计算具备压倒性的运算效率，因此其也成为诸多科技型企业发展算力的必争“高地”。如中电信量子集团推出的“天衍”平台，就基于前述量子力学基本原理，研发出了具备“量子优越”“自主可控”“算力颠覆”“生态融合”四大核心优势的运算系统，其速度比目前最快的超算还要快1000万倍。
而基于如此巨大的算力潜能，各方均开始提前布局。如中国电信对于量子领域的总体发展规划为：到2025年，平台接入不低于500量子比特的量子计算机；到2030年，平台将对接不低于1万量子比特的超级量子计算机。而在这个计划周期内，相信其运算能力还会得到进一步升级。
与此同时，其他厂商及团队亦强势跟进。如北京量子院推出的“Quafu”量子云算力集群，在发布后以免费形式向全球开放，用户可体验量子算力的巨大优势。此外，中国移动携手中国电科推出的量子云也在积极布局当中。
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量子上“云”激活生产力
尽管量子运算最早为实验室产物，但如今已投入到许多领域的实践当中。如前文所提及的中电信量子集团“天衍”量子计算云平台，全球访问量已突破500万次，作为全球首个具备“量子优越性”的量子计算云平台，受到开发者的广泛关注，而这便是量子能力与云技术结合的积极作用。
此外，量子云的能力也在其他平台得到彰显。例如在2024中关村论坛年会开幕式上发布的“大规模量子云算力集群”就直观地为各路观众展示了量子云优势。该次展出的5台百比特规模的新一代量子计算系统通过与经典计算融合，可以形成集群协同工作。具体举例来说，银行通用的2048位的RSA密码如果用经典计算机破解，需要耗费百万年以上的时间；但如果实现2000万个量子比特的集成，就可以在8小时以内破解2048位的RSA密码。如此量级的提升，相信足以支撑我们去设想在不久的将来，量子计算这个新兴产业被云技术充分激活，使其以生态链形式对大数据、国防、金融等领域造成深远影响。
而从社会生产角度来讲，量子云也有着极其显著的先进性。在云网融合时代，量子计算不再局限于前沿概念，而是在市场上进行广泛配置，像水、电资源一样随时取用。从产能和成本两个角度讲，量子云服务都有巨大利好。例如，无法承担经典运算软硬件成本、搭建算力系统的中小企业和个人，此后无需自费进行配置，便可获得量子云服务，这鼓励了数据时代的产品设计和研发，相对公平地进行了虚拟资源的再分配，从而拉动数字经济发展。“让慢车走上快车道，让快车跑得更快”，这就是量子云的“引擎”价值所在。
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量子云应用未来展望
中国科学院院士、清华大学教授、南方科技大学校长薛其坤谈及量子领域时指出，以量子计算为核心代表的量子信息科学，将有可能爆发一次革命：“这次革命不一定比现在我们正在发生的这种信息革命的意义小，而且难度更大。”可见量子技术未来所面向的前景之广阔，可能性之丰富。综上所述，结合我国量子领域发展现状，面对多样化的应用领域和商业价值，要坚持几个基本策略：
其一是深度推进云网融合基础设施建设，让更多的量子产品和量子计算平台“上云”，最终形成云端生态链。只有搭建了更加完善的量子云生态，才能最大限度地发挥量子性能优势，并使其更好地辐射至广泛的社会生产活动当中。如中电信量子集团就在“通话+量子”“网+量子”“云+量子”“平台+量子”四大业务方向达成突破，亦为行业提供了参考典范。
其二是立足我国国内巨大市场优势，持续推动量子信息技术发展，在量子产品进行实装的同时进行市场推广，获取用户数据反馈，以便加快算力迭代。与此同时，企业、开发者的具体需求也能为量子产业指明发展路径，为后续研发更丰富的量子应用模块和实体产品做出铺垫。
其三是科研团队继续前沿领域探索，推动高温量子反常霍尔效应的研究工作以及拓扑量子物态应用，努力攻克拓扑量子计算等重大科学问题，使量子技术更好为算力服务。此外，降低量子计算的误差概率也是目前亟待解决的问题。由于量子的特殊性，导致外部环境将不可避免地干扰量子计算机中的信息，使其脱离所表征信息的特定量子态。因此，这就需要研发人员立足实践，持续推动量子纠错技术的研究。
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