量子科学是20世纪以来最重要的科学发现之一。量子计算作为一种能够高速计算、存储和处理信息的新计算技术，有望克服计算限制，给现有经典计算机的计算能力带来质的飞跃。当前，各行业数据信息体量不断增加，各国产业发展亟待提高算力、降低能耗，量子计算作为该背景下的前沿技术，也日趋成为世界各国抢占的战略制高点。

量子计算科技具有重大科学意义和战略价值，或将引领新一轮产业变革方向

量子计算机是一种按照量子力学规律运行的物理设备，能处理量子比特信息，进行高速的数学和逻辑运算，由于量子比特的叠加性、相干性、纠缠性，量子计算机可以在很短的时间内解决在经典计算机上难以解决的问题。

新技术研究路径尚未收敛。量子计算机，根据其逻辑架构主要分为量子逻辑门计算机和量子退火计算机；根据其用途，可以分为专用量子计算机和通用量子计算机。目前量子计算机的技术路线主要包括：超导、离子阱、光量子、量子点、冷原子等。主要技术路线的相关原理不尽相同，各路线百花齐放，百舸争流。从技术研发上看，超导路线拥有最多的技术追随者。基于超导量子位的量子计算是一种最早被提出和研究的量子计算实现方法，它基于超导性能的材料，使用电荷量子比特、磁通量子比特和相位量子比特这三种方式来形成量子比特，超导量子比特在操控、耦合、测量、扩展等方面具有显著优势，在过去几十年中，超导量子计算有一定的发展，实现了与量子态所需精度相当的高精度控制、微波单光子状态的制备等主要技术。超导技术路线的缺点是易受环境噪声影响使得退相干时间变短，进而增加量子比特的操作难度。当前国际科技企业国际商业机器公司（后简称IBM）开发的超导量子芯片比特数量已进入百位时代，在全球已部署了30余台量子计算机，2022年11月发布了一台名为“鱼鹰”的433量子比特量子计算机。Rigetti两个40位量子芯片组装的80位芯片开始商用。国内本源量子已向用户交付1台24比特的超导量子计算机、1台64比特超导量子计算机。其他研究路径上，各有所长，均在不同程度推进。基于离子阱的量子计算则是利用电荷与电磁场间的相互作用力来牵制带电粒子的运动，并利用受限离子的基态和激发态组成两个能级，作为量子比特。同时，利用微波激光照射操纵量子态，通过连续泵浦光和态相关荧光，实现量子比特的初始化和探测。该技术路线的优势是量子比特品质高、相干时间较长、量子比特的制备和读出效率较高，其劣势主要是量子比特操纵速度相对较慢，随着量子比特数的增加，量子比特的操纵在技术上有困难。光量子计算机研究方向也有许多团队追随，其优点在于光子的量子态与外部环境的相互作用极其微弱，使得光量子计算机可以在室温的大气环境中工作；同时光子是量子通信的最佳信息载体，它们以光速传播，可为高速、大容量数据传输提供大带宽。缺点在于光子之间相互不作用，因此很难实现需要光子之间相互作用的两量子比特纠缠门。基于半导体量子点技术的量子计算机利用半导体量子点中的电子制造量子比特，将其电子的自旋方向编码为量子态储存量子信息。因其与传统芯片技术有相通之处，比其他方案更具可扩展性，有助于实现芯片产业化。由于半导体量子比特体积小、数量少且相干性较弱，量子点技术路线还未像超导、光量子技术路线一样实现高量子比特数。

国家战略计划聚焦量子计算。如今，量子计算俨然成为科技领域的研究热点，多国政府以及各大科技公司都纷纷投入大量精力和资金来研究和开发量子计算技术。美国在量子计算技术领域率先投资，早在1999年就发布了有关“量子信息科学”的科学技术报告。2018年美国政府推出《国家量子倡议法案》，2020年发布《美国量子网络战略愿景》等量子专项战略，并于2022年发布关于促进量子计算的《国家安全备忘录》。几年间，美国政府不断颁布多项量子计算政策。加拿大政府在2021年7月宣布制定国家量子战略，该战略由加拿大创新、科学和经济发展部(ISED)的秘书处协调，不仅提供大量资金支持该领域研究，还成立了量子计算发展机构，与加拿大商业界密切合作。英国政府于2014年启动“国家量子技术计划”，成立4个国家量子技术中心来开展工作，中心致力于培养人才、开展研究和推动产业应用，以加快量子技术的商业化。德国政府于2021年制定了《量子计算路线图》，并启动慕尼黑量子谷研究集群计划。日本政府也主张该领域的研究和发展，并成立量子计算研究与应用中心。自2016年起，中国政府发布多项量子技术相关政策，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，研制通用的量子计算原型机和实用化量子模拟机。“十四五”规划期间，全国多个省级行政区出台地方发展规划，支持量子计算产业发展。中国政府在量子计算领域开始重点投入，并成立量子计算产业联盟，吸纳中国建设银行、中国移动、平安银行等行业领军企业相继开展商业化应用探索。从各国近年来加大对量子计算的研究与商业化支持力度来看，已经形成量子计算从基础研究到商业应用化研发全覆盖的局面。

量子计算成果不断涌现。继谷歌2019年宣布成功演示“量子霸权”证明量子计算巨大潜力后，在其量子计算路线图上达到第二个关键里程碑：首次通过实验证明可以通过增加量子比特的数量来降低计算错误率。如果量子计算机想在实用性方面取得进展，并解决普通计算机无法解决的问题，有效纠错就是必备技能。此外，作为美国科技巨头的IBM一直在政策的大力扶持下布局量子计算产业，其发布的“Eagle”是一款127量子位的量子处理器，IBM声称它不能被任何经典计算机模拟，它的性能几乎是2020年发布的65量子比特处理器Hummingbird的两倍。2022年11月，IBM推出拥有433个量子比特的量子芯片“鱼鹰”，成为世界上迄今为止最大的通用量子处理器。（来源：人民论坛）