谷歌量子芯片“洪荒算力”引惊叹，后摩尔时代中国能否迎来换道机遇？

21世纪经济报道见习记者 陈归辞 上海报道

数日前，谷歌Willow量子芯片一发布，就迅速以其在RCS基准测试中，5分钟内就能完成当下最先进的超级计算机需要花10^25年——比宇宙年龄还长得多的时间——才能完成的计算之惊天算力，震撼全球。

近年来，人工智能、大数据、云计算等浪潮激涌，让全球面临巨大的算力饥渴。随着传统半导体芯片逼近物理极限，摩尔定律失效，超导量子芯片、光量子芯片、硅光子芯片等新型芯片，日渐成为业界密切关注的新方向，被寄予突破摩尔定律的厚望。

谷歌Willow量子芯片的公布，让业界感到振奋:后摩尔时代，“洪荒算力”的曙光似乎初现。

而在中国，政府、学界、产业、投资等各界均已对量子计算、光子计算产业有所关注。12月10日，在无锡滨湖光子芯谷举行的集成电路前沿技术与产业投资共创汇上，元禾璞华合伙人殷伯涛表示，在半导体领域，未来光子计算、量子计算产业可能会像新能源汽车一样成为中国换道超车的机会。

换道机遇

在推动世界迈向新一轮工业革命的科学技术中，量子计算位于科技发展的前沿阵地，而电子芯片面临的多重挑战更加凸显了发展量子芯片、光子芯片的重要性。

“只有绝对的技术痛点和难点，才有可能驱动技术的变革。”上海交通大学教授、图灵量子创始人、无锡光子芯片研究院院长金贤敏认为，在半导体领域，电子芯片走向极限，是一个很大的痛点。而随着数据和计算需求爆发式增长，摩尔定律供给与算力需求之间出现巨大的剪刀差，也让痛点足够痛。这些因素驱动着量子计算、光子计算、光连接等新技术植入到产业里。

近一二十年来，不少国家陆续开始对相关产业进行战略性布局。量子计算产业成为科技竞争的新高地。

美国在1999年发布了有关“量子信息科学”的科学技术报告，率先投资该领域，其后多年来陆续颁布了数项相关政策文件。2018年，美国政府通过了《国家量子倡议法案》，旨在巩固美国在量子技术领域的领导地位，拨款近13亿美元。今年11月，美国众议院全体委员会通过了《国家量子倡议重新授权法案》，其后，美国多位参议院议员又共同提出新的法案，在原法案基础上将研发拨款从18亿美元提高到27亿美元。

英国政府于2014年启动“国家量子技术计划”，在十年里投入10亿英镑研发资金，在计算、通信、成像、传感、计量等领域布局，并建立数个多学科研究中心、技能培训中心和博士培训中心等机构。2023年，英国发布《国家量子战略》，承诺从2024年开始，在10年里投入25亿英镑开发量子技术，并将引入10亿英镑私人资本。

此外，日本、韩国、德国、加拿大等多国政府也都就量子计算领域制定了战略计划。

中国方面，政府自2016年起围绕量子计算发布了多项政策。2016年8月国务院颁发《“十三五”国家科技创新规划》，将量子计算机列入科技创新2030重大项目。近年来，包括上海、广东、北京、安徽合肥、江苏无锡等多地都出台了地方发展计划，对量子计算产业进行布局。

中国一些大公司如阿里、华为、腾讯、百度等也都已经自建团队开展相关布局，图灵量子、曦智科技、国盾量子、科大国创等一批公司也在崭露头角。

多位业内人士认为，在电子芯片面临瓶颈、美国对华实施半导体制裁的背景下，量子计算、光子计算领域从长远来看会是对中国而言更重要的机会。

德科立光电子董事长桂桑表示，光电子行业是中国目前距离全球顶尖科技水平最近的一个行业。整体而言，以前中国与行业最顶尖国家的差距约在10年到15年，现在略有拉大，但依然是最靠近顶尖水平的国家。

殷伯涛认为，光子计算、量子计算产业是中国在半导体领域换道超车的机会，未来10年到20年，这个领域会成为一个非常大的赛道。

产业化难题

量子计算目前主要有三种技术路径:超导路线、离子阱路线和光量子路线。

谷歌、IBM、英特尔等大公司，以及中国科学技术大学、北京量子信息科学研究院等，选择的是超导路线。美国的PSIQuantum、加拿大的Xanadu、英国的ORCA Computing等公司，以及中国的图灵量子、曦智科技等公司，选择的是光量子路线。而美国的IonQ、Quantinuum，德国的Infineon Technologies等公司，选择的是离子阱路线。

三条技术路径目前还处于并行发展的状态，还没有哪条路线形成绝对优势，量子芯片还远不能代替传统芯片。然而，一场颠覆性的变革正在临近。

中国应如何承接住这个换道机遇，避免再被“卡脖子”？21世纪经济报道记者从多方了解到，解决问题的核心在于打好硬件基础，补好产业化方面的短板。

“在许多硬科技领域，国内与国外相比，差距不在科学研究上，而主要在产业化上。由于工程化研究的缺环，科技与产业之间长期存在严重脱节的问题，科技成果难以有效向产业转化。”金贤敏表示，例如在光子芯片领域，行业面临平台建不起、工艺壁垒高、产品难验证、产能拿不到、研发周期长等难题，阻碍了科技创新与产业化。在这背后，他认为，共性关键光子芯片中试工艺平台的缺失，是一大症结。

为此，他推动无锡市与上海交通大学在2021年合作建立了无锡光子芯片研究院，并在今年正式启用了国内第一条光子芯片中试线，为从科技成果的商业化转化提供硬件配套、工艺设备和全闭环工艺等方面的支撑，加速技术迭代创新。同时，研究院还通过孵化培育创新企业及基金，助力科技成果转化与产业的创新发展。

国内的投资环境是导致产业化难题的另一个重要原因。金贤敏表示，目前国内对于高科技公司的投资体量相较国际竞争对手还显著不足，这导致相关公司难以甩开手去做技术的工程化。国内的并购环境也给科技创业带来困难。

业界呼吁资本更多为技术买单。殷伯涛认为，中国的资本市场，无论是一级还是二级资本市场，都还没有发展到为技术买单，而是为营收和利润买单，“我做投资之后对这点感触很深”。

“我经常和投资界的朋友开玩笑说，你们根本就不是投资而是可转换债，在约定的时间付约定的利息，甚至还要抵押物到期就要回购。”桂桑表示，这实际上对科学发展和技术应用是非常不利的。

对此，桂桑认为，创业者也需要反思，为什么会给投资者留下必须要有抵押物才能投资的印象，以及需要想清楚每笔投资的方向，到底是为了技术、应用，还是创造营收或者其他。

但也需指出的是，国内科创投资起步相对较晚，也是问题的另一面。交大母基金合伙人丁钢表示，美国不少投资人如PayPal创始人Peter Thiel，都是在科技创业成功以后开始对科技创业进行投资。中国对科技创新的投资到今天实际上还不足10年到15年，因此期待科技创业者们在完成资本积累后反哺科技投资。

殷伯涛认为，发展一项新技术是非常艰难的，中国资本市场还没有发展到足以支撑开启新技术的程度。因此，推动行业生态建设中一个比较符合国情的方法是通过国家层面搭建一个平台去推动产业，同时结合市场化的运营以激发活力。

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