圖靈量子，挖出了一座“算力煤礦”

讓潛藏著指數(shù)級(jí)算力、但尚處于場(chǎng)景驗(yàn)證階段的QPU（量子處理單元），與算力能力雖然有限、但生態(tài)成熟的GPU（經(jīng)典處理單元）協(xié)同工作，是否就能創(chuàng)造出一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，破解AI時(shí)代算力不夠用的難題？

這種量子-經(jīng)典混合計(jì)算模式，是目前包括英偉達(dá)在內(nèi)的全球芯片廠商的核心發(fā)展共識(shí)。然而，不同于已廣泛應(yīng)用的GPU，QPU的很多探索仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

近日，國(guó)內(nèi)光量子計(jì)算龍頭圖靈量子與國(guó)產(chǎn)GPU領(lǐng)軍企業(yè)摩爾線程達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將攜手打造“QPU+GPU”異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，借助GPU的強(qiáng)大算力加速量子計(jì)算模擬，實(shí)現(xiàn)量子與經(jīng)典計(jì)算的深度融合。這也意味著，中國(guó)量子計(jì)算正式從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化階段。新年伊始，圖靈量子宣布完成數(shù)億元戰(zhàn)略融資，這也是它半年內(nèi)第二次完成數(shù)億元戰(zhàn)略融資。

此次與摩爾線程的合作能為哪些行業(yè)帶來福音？涉足一個(gè)尚在發(fā)展初期的領(lǐng)域，圖靈量子又是如何快速實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地，贏得資本和市場(chǎng)青睞的？

QPU+GPU，“碰”出萬億“藍(lán)海”

AI時(shí)代，算力是驅(qū)動(dòng)起社會(huì)運(yùn)作的“水電煤”，但隨著數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)計(jì)算方式和載體所能提供的算力越來越難以滿足社會(huì)發(fā)展的需求，而量子計(jì)算一個(gè)被廣為人知的優(yōu)勢(shì)就是能夠突破經(jīng)典計(jì)算的算力瓶頸。

“在經(jīng)典計(jì)算方式里，GPU通過海量計(jì)算，精準(zhǔn)、高效地處理數(shù)據(jù)，這種處理方式是固定的，而在量子計(jì)算里，QPU作為量子處理單元，能夠利用量子疊加和糾纏等量子力學(xué)原理，‘碰撞’出無數(shù)種可能的處理方式，處理信息的規(guī)模和速度是指數(shù)級(jí)的優(yōu)勢(shì)。”圖靈量子負(fù)責(zé)人解釋道，這兩者的區(qū)別，不止是后者處理數(shù)據(jù)更多更快，而是提供了人類想象不到的解決路徑，有望實(shí)現(xiàn)算力跨越式的顛覆增長(zhǎng)。

然而，量子計(jì)算雖然潛力巨大，但目前尚處于“場(chǎng)景驗(yàn)證”階段，主要在優(yōu)化計(jì)算、模擬仿真等特定領(lǐng)域展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，通用量子計(jì)算機(jī)仍是長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。而GPU憑借成熟的通用計(jì)算能力、完善的軟件生態(tài)和廣泛的產(chǎn)業(yè)兼容性，能與其形成互補(bǔ)。

“QPU與GPU不是誰取代誰，而是互補(bǔ)協(xié)同，兩者的融合會(huì)是未來行業(yè)研究的重點(diǎn)方向。”圖靈量子負(fù)責(zé)人斷言，圖靈量子與摩爾線程的合作正是這一邏輯的實(shí)踐。

“兩者的融合能將一些現(xiàn)階段難算的、不能算的東西算出來，可落地應(yīng)用的場(chǎng)景是巨大的。”圖靈量子認(rèn)為，以生物醫(yī)藥領(lǐng)域?yàn)槔孔佑?jì)算機(jī)能天然模擬生命最底層的量子行為，并以前所未有的效率處理該領(lǐng)域的海量復(fù)雜數(shù)據(jù)，比如可以精確模擬藥物分子與靶點(diǎn)蛋白的相互作用等等，其次量子計(jì)算還可以為科學(xué)計(jì)算、生物醫(yī)藥、金融科技、航空航天、材料化學(xué)、密碼分析、通信網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域提供計(jì)算支持。

當(dāng)前，量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)正迎來高速增長(zhǎng)階段，據(jù)預(yù)測(cè)，2035年全球市場(chǎng)規(guī)模有望超過萬億元。

換道超車填補(bǔ)國(guó)際空白

“如果說AI已經(jīng)是個(gè)很熱鬧的市場(chǎng)，那量子計(jì)算尚處于發(fā)展期。”圖靈量子負(fù)責(zé)人坦言，如同任何新興行業(yè)的起步，量子計(jì)算面臨的是技術(shù)、人才、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)鏈等多方面的瓶頸。

僅以人才為例，量子計(jì)算是高度交叉的學(xué)科，需要的是“軟-硬-算法-應(yīng)用”全鏈條的復(fù)合型人才，截至2025年，我國(guó)量子計(jì)算專業(yè)人才儲(chǔ)備僅約千人規(guī)模，而產(chǎn)業(yè)鏈上下游的崗位需求已達(dá)數(shù)萬級(jí)。

目前，國(guó)際主流的技術(shù)路線主要有超導(dǎo)、離子阱及光量子三條，其中超導(dǎo)路徑參與者最多，谷歌、英特爾以及國(guó)內(nèi)部分企業(yè)都在這一路線上布局，但該路線需要在極低溫的環(huán)境下運(yùn)行，花費(fèi)成本巨大，且超導(dǎo)量子比特極其脆弱，相干時(shí)間極短，高密度下很難保持獨(dú)立與穩(wěn)定，這些物理瓶頸在規(guī)模化、工程化時(shí)變得尤其突出。

而光量子路線恰好提供了針對(duì)上述弊端的解決方案。光量子計(jì)算以光為載體，在室溫下就可以運(yùn)行，大幅降低了系統(tǒng)成本與運(yùn)行難度。同時(shí)它還可以與現(xiàn)有成熟的半導(dǎo)體工藝兼容，可以依托成熟的晶圓級(jí)產(chǎn)線低成本、大批量制造地制造光子芯片。

2021年，上海交通大學(xué)教授金賢敏創(chuàng)立了圖靈量子，成為國(guó)內(nèi)光量子芯片及光量子計(jì)算的先行者。光量子芯片，即利用光子的量子特性進(jìn)行信息處理和傳輸?shù)男酒盘?hào)以光速在指甲蓋大小的線路中奔跑，光子的疊加態(tài)、糾纏態(tài)等量子特性，可實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)更快速、更強(qiáng)大的計(jì)算能力。

但很快問題又來了，依賴成百上千個(gè)光學(xué)鏡片搭建的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，面臨著系統(tǒng)穩(wěn)定性差、難以擴(kuò)展、無法自由編程等工程化和產(chǎn)業(yè)化的根本性難題。

為了突破現(xiàn)有的技術(shù)瓶頸，金賢敏教授團(tuán)隊(duì)換了一個(gè)思路。他們不只局限于實(shí)驗(yàn)室中的成果，而是轉(zhuǎn)向了“更具有產(chǎn)業(yè)價(jià)值的芯片化集成”方向，致力于設(shè)計(jì)和制造大規(guī)模、可編程、可拓展的三維集成光量子芯片，從底層重構(gòu)了光量子計(jì)算的硬件范式，從而實(shí)現(xiàn)“換道超車”。

如今，圖靈量子已制備出世界最大規(guī)模三維集成光量子計(jì)算集成芯片；制備出全球首個(gè)軌道角動(dòng)量波導(dǎo)光子芯片；國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)一種結(jié)合集成芯片、光子概念和非馮諾依曼計(jì)算架構(gòu)的可擴(kuò)展光子計(jì)算機(jī)；首次完成光子芯片中分形網(wǎng)絡(luò)量子傳輸驗(yàn)證并揭示分形空間量子輸運(yùn)規(guī)律……

從實(shí)驗(yàn)室走向千企百業(yè)

很多顛覆性技術(shù)在誕生初期，往往面臨著難以商業(yè)落地的尷尬。而圖靈量子在成立的第二年就已實(shí)現(xiàn)營(yíng)收，2023年，圖靈量子的年?duì)I收突破千萬，僅2025上半年，就完成了上億元訂單簽署。

它是如何做到的呢？

“量子計(jì)算的成熟需要時(shí)間，可能需要三到五年逐步放量。我們團(tuán)隊(duì)選擇‘沿途下蛋’的商業(yè)化布局路徑，將光量子計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)向下兼容，催生出光計(jì)算、光連接等相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品與解決方案，不斷創(chuàng)造出階段性的商業(yè)價(jià)值。”圖靈量子負(fù)責(zé)人表示。

而完成這種“沿途下蛋”式的商業(yè)化布局，還需要滿足三個(gè)必要條件。

首先是以科研團(tuán)隊(duì)為代表的智力支撐。25年前，圖靈量子創(chuàng)始人金賢敏加入牛津大學(xué)教授伊恩·沃姆斯利團(tuán)隊(duì)，這是國(guó)際上率先涉足光量子芯片研究的兩大團(tuán)隊(duì)之一，金賢敏在其中參與了眾多關(guān)于量子計(jì)算芯片化和集成的開創(chuàng)性研究，也是這些經(jīng)歷讓他深知這一新興技術(shù)將為祖國(guó)帶來的機(jī)會(huì)，于是在毅然決定回國(guó)后，他聯(lián)合上海交大組建了國(guó)內(nèi)唯一的集“芯片制備+量子計(jì)算+光子計(jì)算+人工智能技術(shù)”于一體的團(tuán)隊(duì)，并在人工智能、金融科技、生物醫(yī)藥、通信加密和數(shù)字安全等領(lǐng)域提供了領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)化解決方案。

相比學(xué)術(shù)型團(tuán)隊(duì)，金賢敏帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)更擅長(zhǎng)將技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化落地，早在團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立之初，他們便堅(jiān)定走自主可控的道路，構(gòu)建全鏈條研發(fā)能力。

“2021年創(chuàng)業(yè)后，我們大團(tuán)隊(duì)用三年時(shí)間建成國(guó)內(nèi)首條光量子芯片中試線，從2022年設(shè)備采購到2024年9月平臺(tái)啟用，再到2025年6月實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)拉通，形成了全鏈條自主可控的芯片流片和量產(chǎn)能力。這讓我們?cè)诩夹g(shù)迭代和自主可控上占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。”金賢敏在一次采訪中表示。

此外，在不斷進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān)的同時(shí)，圖靈量子還積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)協(xié)同發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)鏈上游，利用國(guó)內(nèi)首條光子芯片中試線和產(chǎn)業(yè)化基地，帶動(dòng)高端制造設(shè)備、原材料供應(yīng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展；在下游，其研發(fā)的量子計(jì)算相關(guān)產(chǎn)品和解決方案，則為金融、生物醫(yī)藥、通信、教育等下游應(yīng)用行業(yè)提供技術(shù)支撐，促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈完善。

如今，圖靈量子的客戶已覆蓋金融、生物醫(yī)藥、電力、水利、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域，而誠(chéng)如金賢敏所期待，隨著技術(shù)的進(jìn)步，量子計(jì)算未來有望像“水和電”一樣普惠，賦能千企百業(yè)。

（大眾新聞·風(fēng)口財(cái)經(jīng)記者 呂華）