重大突破！国产自研量子计算机核心器件可测宇宙最低温度，刷新国内纪录

瞻观前沿

6月15日，据安徽省量子信息工程技术研究中心消息，科大国盾量子技术股份有限公司(以下简称国盾量子)自主研发了高性能抗干扰氧化钌温度计，产品起测温度接近6毫开尔文(mK)，刷新了国内纪录，标志着我国超导量子计算极低温测量技术达到世界先进水平。

据介绍，氧化钌温度计是量子计算机的核心器件之一，可用于对量子芯片的工作环境进行测温。此次研发的最新器件可测低温接近"绝对零度"，也就是被称为"宇宙最低温度"的0开尔文(约零下273.15℃)。科大国盾量子计算技术专家李旭介绍称，这也是理论上能达到的热力学最低温度的极限。

由于量子态非常脆弱，量子芯片需要在绝对零度条件下运行，每一个微小温度波动都可能导致量子信息丢失。使用氧化钌温度计来精准监测量子芯片的工作温度，对于确保量子计算机稳定运行、提高计算的准确性和可靠性至关重要。

另据介绍，与普通的氧化钌温度计相比，国盾量子氧化钌温度计的标定基准在20mK以下温区采用顺磁盐温度计，显著降低了标定过程的环境干扰和测量误差，大幅提高温度标定的准确性和可靠性。此外，该产品还具有较强的抗干扰能力，满足科研和工业应用中的严格要求，为国内超导量子计算及相关低温技术的发展提供了关键支撑。

图片来源：摄图网

技术价值观察

量子信息主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域。量子信息产业链从上游到下游主要包含基础光电元器件、量子通信核心元器件、量子通信传输干线、量子系统平台、以及应用层五个环节。其中基础光电元器件和核心设备是支撑起量子通信的技术和硬件基础;量子传输干线是实现远程量子通信及量子网络的传输渠道;量子系统平台主要负责对信息进行整合处理并根据需求做出相关指令，是维护整个系统健康运转的软件基础;应用层则为量子信息产业化的下游，主要为军事国防、政务、金融、互联网云服务、电力等领域的应用。

超导量子计算核心器件：国产自主研发氧化钌温度计测温技术达到新突破，达到热力学最低温度极限。因此，从量子计算产业链上看，该技术处于产业链的上游环节。

宏观市场观察

——量子信息三大领域发展定位及应用前景

目前，国家层面的量子信息产业发展规划暂未出台，参考中国信通院对量子信息领域的发展定位及应用前景，十四五期间，我国量子信息产业的发展目标各有不同、各有侧重。其中，量子计算侧重于突破经典计算极限的算力飞跃、量子通信技术侧重于服务经典通信加密、量子测量注重实现物理量测量和信息获取的精度、分辨率、稳定度等。

——全球量子计算行业发展情况

总的来看，在全球范围内，量子计算技术得到了前所未有的关注和投资，量子计算机研发已经成为全球主要国家在前沿科技领域攻关突破的重点方向之一，近年来取得样机研制与技术验证主要代表性成就如下所示。大规模可容错通用量子计算机仍是需要长期探索和努力的目标，量子计算领域的发展与竞争也将是一场科技马拉松。

结合量子计算所需的物理学基础与算法基础，量子计算有望在10-15年内实现商用。根据IDC数据，2022年全球量子计算技术(包括硬件、软件和即服务解决方案)市场规模为11亿美元，2027年将增长至76亿美元左右。预计量子计算的商用元年在2030年，市场需求超过1000亿美元，2022-2030年年均复合增长率达79.72%。

——量子计算：多种技术路线竞相发展

量子计算包含量子处理器、量子编码、量子算法、量子软件、以及外围保障和上层应用等多个环节。目前，量子处理器的物理比特实现仍是量子计算研究的核心瓶颈，主要包含超导、离子阱、硅量子点、中性原子、光量子、金刚石色心和拓扑等多种方案，研究取得一定进展，但仍未实现技术路线收敛。

量子计算硬件技术主要分两大类，一类是以超导和硅半导体为代表的人造粒子路线，另一类是以离子阱、光量子和中性原子为代表的天然粒子路线。量子计算硬件研发目前处于各种技术路线并行发展和开放竞争阶段。

——中企在量子计算领域布局情况

在量子计算领域，我国科技巨头阿里巴巴、腾讯、百度和华为通过与科研机构合作等方式成立量子实验室，布局量子处理器硬件、量子计算云平台等领域;而初创公司-本源量子，则在量子处理器硬件、开源软件平台和量子计算云服务等方面进行探索：

——量子计算未来发展

当前量子计算元年无法预测，但是可以预见的是，在所有商业应用领域不存在偶然爆发的情况下，前5年的发展将非常平稳。生物医药和化工行业作为庞大的行业，在量子元年应用市场规模将占据大部分份额，随着时间推移，搜索、机器学习和数字安全三个行业凭借本身对计算的直接需求，将以量子计算作为时代跳板，市场规模占比逐渐扩大，成为量子计算应用领域的主流。

近几年全球范围内在量子计算物理验证取得的进展是有目共睹的，并且也导致了越来越高的市场兴趣和投资活动，但是在实际解决问题方面，国际公认短期内无法实现通用量子计算机。根据赛迪智库电子信息研究所9月发布的《量子计算发展白皮书(2019年)》，量子计算发展预计分为近期、中期与远期三个阶段。

近期的量子霸权仅为技术研发初期的一种特有概念形式，距离真正的量子计算机仍有很大距离;中期将利用可控的人造量子系统实现对复杂物理过程的高效量子模拟;后期通用量子计算机将对大数据。人工智能。密码破译等领域产生颠覆性影响，并且量子计算机与经典计算机将实现功能互补。

中国量子计算技术赛道热力图

根据产业热力图显示，与量子计算关键技术强关联的城市集群主要集中在华南、华东地区，并且以海南、安徽、广东省为重点发展区域，未来布局量子计算技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南、华东优先导入，其中可重点关注海南省海口市龙华区、安徽省合肥市庐阳区、广东省深圳市福田区及广东省广州市天河区所处量子计算的相关企业，以及该地方对于量子计算产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

经济学人APP资讯组

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标签： 量子 计算 技术 随笔