快，是量子計算機的最大特征。
傳統(tǒng)計算機要算15萬年的難題，未來的量子計算機可能只需1秒即可解決。40多年前，物理學(xué)家費曼提出利用量子構(gòu)建計算系統(tǒng)。如今，科學(xué)家正在驗證這一設(shè)想。
量子計算機，被稱作“信息時代的原子彈”。幾乎每一個世界強國都在研發(fā)自己的量子計算機，就像核武器一樣，關(guān)鍵核心技術(shù)是“要不來，買不來，討不來”的。它的技術(shù)門檻很高，目前世界上只有美國、加拿大和中國具備量子計算機整機交付能力。
成立于2017年9月的本源量子計算科技（合肥）股份有限公司（簡稱“本源量子”），是國內(nèi)首家將量子計算正式推向商用領(lǐng)域的量子計算企業(yè)，由兩位中國量子計算行業(yè)領(lǐng)軍人物——中科院院士郭光燦和中科大教授郭國平，帶領(lǐng)中科院量子信息重點實驗室博士團(tuán)隊創(chuàng)立。
15年前，不到30歲的郭國平就下定決心：“中國一定要有自己的‘量子算力’！”本源量子的名字，取自“追本溯源”之意。過去6年間，這家公司從實驗室起步，迅速邁入量子計算領(lǐng)域第一梯隊，多項技術(shù)研究成果位居國內(nèi)第一，并在國際競爭中為中國贏得話語權(quán)。
現(xiàn)為本源量子總經(jīng)理的張輝，師從郭國平教授，主攻量子計算，是量子實驗室培養(yǎng)的第一個博士生。但在15年前，由于國內(nèi)沒有一家做量子計算的企業(yè)，他甚至找不到一個對口工作。直到6年前本源量子成立，他放棄上海高薪工作，響應(yīng)導(dǎo)師呼喚，重拾未竟的事業(yè)。
在張輝博士和團(tuán)隊的努力下，本源量子創(chuàng)造了多個“第一”：
首款國產(chǎn)量子計算機控制系統(tǒng)、國內(nèi)首個自主研發(fā)的可交付使用的超導(dǎo)量子計算機“本源悟源”、國內(nèi)首個基于真實量子計算機的超導(dǎo)量子計算云平臺、國內(nèi)首款量子計算機操作系統(tǒng)“本源司南”、國內(nèi)首個量子芯片設(shè)計工業(yè)軟件“本源坤元”等。
攝影：李艷艷
在量子計算領(lǐng)域，谷歌、英特爾、IBM等公司早已布局，本源量子與這些巨頭展開競爭，難度著實不小。為擺脫束縛，本源量子是世界上極少數(shù)具備全棧式量子計算研發(fā)生產(chǎn)制造能力的公司之一，也是一家從不接受一分錢外資的量子計算企業(yè)。
“這條路很難走，硬著頭皮也必須要做。”張輝說，本源量子成立的初衷，就是要讓量子計算機走出實驗室，真正為人類社會服務(wù)。“我們的信心，源自我們對大勢的看好，擁有國內(nèi)最好的團(tuán)隊，而且他們也很年輕，扛得住賽道的長周期�！�
7月10日，中國移動通信有限公司研究院與本源量子成功實現(xiàn)全國首例基于通用量子計算機真機的通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法驗證，初步結(jié)果滿足預(yù)期要求，實現(xiàn)了量子計算應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)的良好開局。
安徽省合肥市高新區(qū)的云飛路，近年來得了一個別稱“量子大道”。前后不過幾百米的街道上，坐落著20多家量子科技關(guān)聯(lián)企業(yè)，涵蓋量子通信、量子計算、量子精密測量等多個細(xì)分領(lǐng)域。有投資人直言：“做量子領(lǐng)域的投資之前，必須去逛逛‘量子大道’和中科大�！�
備受熱捧的量子科技龍頭企業(yè)“本源量子”就成長于此。根據(jù)國外第三方機構(gòu)發(fā)布的“2022年全球量子計算技術(shù)發(fā)明專利排行榜”，本源量子以234件量子計算發(fā)明專利數(shù)和133件發(fā)明專利被引證數(shù)排名全球前十，是前十中唯一一家中國企業(yè)。
1999年，張輝進(jìn)入中科大求學(xué)，那時候，國內(nèi)量子計算相關(guān)研究剛剛起步。他到中科院量子信息重點實驗室的第一件事，是和導(dǎo)師團(tuán)隊一起組建實驗室。讓他印象最深的工作，就是“挖坑”。實際上，大到挖坑埋設(shè)備，小到在鋁質(zhì)屏蔽盒上打孔，幾乎都由他們手工完成。
回憶起本源量子醞釀之初的那段日子，張輝用了“悲壯”這個形容詞。
當(dāng)時的實驗室，簡陋到只有一張桌子、一把椅子。椅子被坐壞了，大家只能“站”著工作。“2010年前后，開始有企業(yè)參與進(jìn)來。2014到2015年，郭老師（郭國平教授）找融資，幾乎沒人愿意參與。”張輝說。
好不容易搭完平臺，張輝又開始愁畢業(yè)。彼時，量子計算還停留在實驗室階段，很多研究者都面臨畢業(yè)壓力，以及轉(zhuǎn)行或科研“二選一”的抉擇，不少科研成果難以傳承。由于當(dāng)時國內(nèi)尚沒有一家量子計算企業(yè)，甚至在實驗室所在地合肥，張輝也找不到一份專業(yè)對口的工作。
博士畢業(yè)后張輝回到老家上海，做起園區(qū)招商和金融工作。等他再回合肥，已過去近十年。
信息技術(shù)的進(jìn)步超乎想象。在張輝熟悉的量子領(lǐng)域，中國量子領(lǐng)域的頂尖科學(xué)家，幾乎全部出自中科大或跟中科大有很深的淵源。同時，量子技術(shù)逐漸從實驗室走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，相關(guān)企業(yè)相繼在合肥成立。
2017年，張輝以“編外人員”身份，幫助本源量子處理融資事宜。兩年后，他正式入職。“前面幾輪投資人，始終覺得這個賽道還很遠(yuǎn)。所以投給本源的錢，沒有任何對賭，也沒要求盈利、上市。唯一要求，就是要我們把團(tuán)隊建起來，參與未來國際競爭�！睆堓x說。
轉(zhuǎn)機出現(xiàn)在2019年。
2019年9月，谷歌宣布率先實現(xiàn)“量子霸權(quán)”，他們研發(fā)的“懸鈴木”量子計算原型機，可以在200秒內(nèi)完成百萬量子采樣，而美國最快的“頂點”超級計算機，需要1萬年才能模擬完成。這一下子引爆了當(dāng)時的科技圈，也讓資本和市場各方重新審視量子的價值。
“那時候，大家都看我們，投資人也任我們挑，但越是這時候，我們越要把自己往回拉�！睆堓x說。一年后，本源量子推出國內(nèi)首個工程化的量子計算機——悟源，且在眾多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)自主研發(fā)；同年，公司還發(fā)布了超導(dǎo)量子計算云平臺和量子計算機操作系統(tǒng)“本源司南”等。
“這是個非常重要的節(jié)點，（意味著）我們從科學(xué)研究團(tuán)隊真正蛻變成做產(chǎn)品的團(tuán)隊。我們原來一直考慮怎么造，后來考慮怎么用，怎么解決問題。我們一直認(rèn)為，它是個工具，不應(yīng)該留在實驗室里，而且一開始我們就考慮到了，技術(shù)一定要自主可控。”張輝說。
作為一家致力于量子計算全鏈條開發(fā)的企業(yè)，本源量子已成功完成多臺量子計算機工程化研制，正發(fā)力量子芯片設(shè)計與生產(chǎn)制造鏈，還開發(fā)出國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)量子芯片工業(yè)設(shè)計軟件、量子芯片激光退火儀、量子芯片無損探針儀等量子芯片工業(yè)母機。
國際領(lǐng)先的團(tuán)隊、硬核科技的加持，加上量子賽道的火爆，讓張輝坐在辦公室里就有各路資本找上門。2022年8月，本源量子宣布完成B輪融資，金額近10億元，刷新全球量子計算企業(yè)融資紀(jì)錄，未來將用于更高位數(shù)量子計算機的研制、量子計算應(yīng)用的落地推廣。張輝透露，接下來，公司將發(fā)布最新量子計算機“悟空”，并在今年下半年啟動C輪融資。
今年春節(jié)期間，《流浪地球2》上映。電影中，以moss為代表的“550系列量子計算機”擁有頂尖算力，可以調(diào)動全球計算資源，控制太空電梯、行星發(fā)動機的運行等。moss的形象，讓普羅大眾第一次對量子計算機產(chǎn)生了直觀印象。
過去兩年資本的“涌入”，量子賽道急速升溫。公開數(shù)據(jù)顯示，2022年，全球量子信息公司的融資總額超過23.5億美元，相比2020年實現(xiàn)翻番。張輝再也不用發(fā)愁，怎么跟外界介紹到底“什么是量子”了。
本源量子的成長軌跡，也是量子行業(yè)從無到有的縮影。2021年，“量子信息”首次出現(xiàn)在“十四五”規(guī)劃及政府工作報告中。這一年起，教育部正式把量子信息學(xué)科加入本科生教育，以加快量子領(lǐng)域人才梯隊培養(yǎng)。越來越多的人才和資本流向量子賽道，產(chǎn)業(yè)得以蓬勃發(fā)展。
張輝對《中國企業(yè)家》介紹，2022年以來，本源量子的思考重點側(cè)重于產(chǎn)品和用戶。“這是我們技術(shù)之外的另一條腿。所以，包括思維和團(tuán)隊，我們都在做很大的調(diào)整。提到今天的量子計算，大家第一反應(yīng)是本源�！睆堓x稱，“當(dāng)然，我們不是單打獨斗�！�
在量子計算機工程之路上，“先行者”本源量子，不僅催生出一大批原創(chuàng)性成果，還牽頭組建了國內(nèi)第一家量子計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。今年5月，中國航空工業(yè)集團(tuán)、鄭州大學(xué)國家超級計算中心等34家企業(yè)、機構(gòu)、高校加盟，涉及金融、航空航天、大數(shù)據(jù)、先進(jìn)計算等領(lǐng)域。
目前，處于產(chǎn)業(yè)擴張階段的本源量子還未實現(xiàn)盈利。張輝說：“在滿足國家需要的基礎(chǔ)上，要盡快產(chǎn)品化，把賺錢邏輯理順。去年底，我們召開管理層會議明確了要把產(chǎn)品化、商業(yè)化的事放在重要位置。”
當(dāng)前，國內(nèi)外量子科技主要在3個方向展開激烈競爭：量子計算、量子通信、量子測量。量子計算機能夠在眾多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，提供超越經(jīng)典計算機極限的核心計算能力，在新材料研發(fā)、生物醫(yī)學(xué)、金融分析及人工智能領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要的作用。
目前量子計算技術(shù)路線呈現(xiàn)百花齊放態(tài)勢，主要技術(shù)路徑包括超導(dǎo)、離子阱及光量子等，在超導(dǎo)方面，布局者主要是IBM、谷歌以及國內(nèi)的本源量子、國盾量子等，離子阱路線則包括霍尼韋爾以及國內(nèi)的啟科量子等。
最近兩年，競爭態(tài)勢升級，國外量子計算巨頭頻繁“秀肌肉”。2022年11月，IBM發(fā)布了公司最大的量子計算機處理器“Osprey”，含有433個量子比特，數(shù)量是上一代的三倍；谷歌則在2023年2月宣稱，已實現(xiàn)通過增加量子比特來降低計算錯誤率。
“郭老師一直講，我們要死死咬住國際最強的團(tuán)隊。技術(shù)突破就是這樣，越往上走越難，目前我們跟國際相比，差距還比較大�！睆堓x說。他透露，目前國內(nèi)在量子計算芯片領(lǐng)域落后國外最先進(jìn)水平3至4年，若考慮國外巨頭實驗室中未公布的成果，這項差距可能更大。
攝影：李艷艷
當(dāng)一項技術(shù)開始走出實驗室談生態(tài)，距離真正的應(yīng)用便不再遙遠(yuǎn)。但對整個量子計算領(lǐng)域來說，真正產(chǎn)業(yè)化的到來或許還沒那么快。這條路還有多遠(yuǎn)？
“目前量子計算正處在產(chǎn)業(yè)化前夜�！睆堓x說，“我們正站在大門前，能窺探到門里的東西了，以前大門在哪兒都不知道。我相信，這扇門很快就會推開。今天的公司都在做產(chǎn)業(yè)鋪墊，我們定義量子計算是工具，而一些企業(yè)雖然做技術(shù)應(yīng)用，但不一定會對行業(yè)產(chǎn)生價值�！�
諾貝爾物理學(xué)獎得主Haroche提醒稱，量子計算領(lǐng)域存在炒作，基礎(chǔ)科學(xué)和其應(yīng)用之間總是伴隨著意想不到的曲折，我們必須小心謹(jǐn)慎。張輝表示，盡管這兩年賽道在升溫，但很多企業(yè)仍然很困難，只是看起來風(fēng)光。一些企業(yè)可能與投資人有對賭，所以壓力很大。
“我們還在等最大的爆點，（觀察）哪個領(lǐng)域可以展現(xiàn)量子計算的優(yōu)越性。我們判斷這個爆點在未來的兩到三年就會發(fā)生�！睆堓x說，“應(yīng)用層面，本源量子目前已有很多探索。成效如何，如郭老師所說，今天的量子計算就像當(dāng)年的蒸汽機一樣，將會發(fā)揮巨大作用�！�