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量子计算或两年普及2030前部分替代GPU

2026-01-06

摘要:英特尔前CEO预测量子计算将在两年内普及并在2030年前取代GPU。量子硬件公司QuantWare计划于2026年实现量子芯片的大规模量产,其新建的晶圆厂预计将产能提升20倍。2025年,量子计算领域取得多项进展:谷歌宣布实现“可验证的量子优势”,IBM发布了性能提升的处理器并与AMD合作降低控制成本,微软发布了拓扑量子芯片原型。英伟达调整了其量子战略,通过投资覆盖多条技术路线并推出了连接QPU与GPU的技术。行业分析认为,2026年是量子计算从工程验证迈向效用验证的关键节点,混合计算架构可能成为标准,且各国正加速构建本土量子工业体系。

线索:2026年被视为量子计算技术验证与早期应用落地的关键年份,这带来了潜在的投资机会与风险。机会方面,关注点在于:1. 技术路线验证:不同技术路线(如超导、离子阱、光量子)的公司将在2026年尝试兑现其激进的技术目标(如逻辑比特演示、系统集成、大规模量产),成功者可能获得显著的先发优势。2. 混合计算架构的部署:随着英伟达CUDA-Q等平台的推广,量子计算作为经典计算加速器的混合模式可能率先在特定领域(如药物发现、材料模拟、复杂优化)产生实用价值,关注相关软件、算法及云服务集成商。3. 供应链与基础设施:量子计算产业链的关键部件(如稀释制冷机、特种线缆、控制电子设备)的自主化与成熟度提升,可能带来细分领域的投资机会。风险方面需警惕:1. 工程不确定性:多数2026年的技术目标具有挑战性,存在延期或失败的风险,可能导致市场预期波动。2. 商业回报周期长:短期内量子计算在广泛商业场景中产生明确投资回报率(ROI)仍面临挑战,应用生态的培育需要时间。3. 地缘政治与供应链:各国加速构建本土量子工业体系可能导致技术标准和供应链的分化,增加全球化运营公司的合规与成本风险。

正文

量子处理器(QPU)的发展进程可能比预期更快。英特尔前CEO帕特·基辛格在近期表示,量子计算将在两年内普及并加速戳破AI泡沫,且将在2030年前彻底取代图形处理器(GPU)。他认为,量子计算、经典计算和AI计算将共同构成未来计算的基础。

2025年12月9日,量子硬件初创公司QuantWare发布了全新的量子处理器扩展架构VIO-40K,并计划于2026年实现量子芯片的大规模量产。该公司正在荷兰代尔夫特建设全球最大且首个专门用于量子芯片生产的晶圆厂Kilofab。据称,该工厂将使其产能较现有水平提升20倍。

2025年初,英伟达CEO黄仁勋曾表示量子技术距离实际应用至少还需20年,但到了年底,行业内的技术路线图变得更为激进。

2025年,量子计算行业取得了多方面进展。谷歌在2025年10月宣布实现“可验证的量子优势”。其Willow超导量子处理器运行“量子回声”算法时,处理特定任务的速度比经典超级计算机快1.3万倍。实验数据显示,随着物理量子比特规模增加,系统的逻辑错误率呈指数级下降。谷歌深化了与英伟达的合作,并同意向英国科研机构开放其量子处理器的云端访问权限。

IBM在2025年发布了代号为“Nighthawk”的120量子比特处理器,计算性能较前代提升约20%,并推出了用于验证组件稳定性的实验性芯片“Loon”。同年10月,IBM公布了与AMD的合作成果,利用商用FPGA芯片实现了对量子比特的实时纠错控制,该方案有助于降低构建容错量子计算机的工程成本。

微软于2025年2月发布了首款基于拓扑超导体材料的量子芯片“Majorana 1”。该原型机验证了拓扑保护机制在硬件层面的可行性。

以IonQ、Rigetti、D-Wave和Quantum Computing(QCI)为代表的上市量子计算公司在2025年经历了市场整合与业务调整。IonQ完成了对英国初创公司Oxford Ionics的收购,涉及金额约11亿美元。Rigetti Computing优化了其处理器的互联性能。D-Wave重点展示了量子退火技术在物流等领域的应用。Quantum Computing继续在光子学领域进行探索。

英伟达在2025年调整了其量子计算战略。3月,英伟达公开确立了量子计算的战略地位。9月,其投资部门在一周内连续投资了Quantinuum(离子阱路线)、QuEra(中性原子路线)以及PsiQuantum(光量子路线)。同年年底,英伟达推出了名为NVQLink的技术,实现了量子处理器与图形处理器的直接通信。黄仁勋指出,已有17家量子计算公司和8个美国能源部国家实验室接入英伟达的量子生态。

基于主要厂商的技术路线图,2026年被视为量子计算从工程验证迈向效用验证的关键节点。行业关注点将从物理比特规模扩展转向逻辑比特质量验证及混合计算架构的实际部署。

在超导路线方面,IBM将2026年设定为展示“量子优势”的关键年份,计划尝试在特定科学任务中证明其比经典计算机具备成本或精度优势,其处理器目标支持约7500个量子门操作。谷歌则面临向构建长寿命逻辑量子比特过渡的工程挑战。

在新兴路线方面,QuEra Computing提出了在2026年发布拥有100个逻辑量子比特系统的目标。PsiQuantum正加速其超大规模光量子系统的组装,预计将在2026年进入关键的系统集成阶段。QuantWare计划启动其晶圆厂以推进量子芯片的工业化量产。这些计划均存在较高的工程不确定性。

随着中间件平台的推广,2026年“量子-经典混合计算”或将成为数据中心的标准部署模式之一。量子处理器将更多地作为加速器集成到高性能计算集群中。行业预计将出现更多基于混合算力的应用测试,特别是在大模型训练优化和复杂分子模拟领域。

在云服务领域,主要云服务商可能在2026年进一步整合“量子+经典”的混合算力资源,服务模式向提供集成化的混合算力环境演进。

在安全层面,美国政府正强制推动数字基础设施的抗量子化升级。依据国家安全备忘录的战略部署,美国联邦机构已进入后量子密码迁移的实质执行阶段,并将2025-2030年设定为核心系统完成升级的关键窗口期。

2026年,全球主要经济体在量子计算领域的竞争重点转向构建工业体系与掌握产业链核心环节。

美国在2026年的战略重心转向夯实内部工业基础,政策侧重于培育技术工人与工程师,并探索新的扶持模式,以构建完整的本土工业闭环。

2026年是中国“十五五”规划的开局之年,量子科技被定位为新的经济增长点。产业界正探索将量子计算融入国家级算力网络,并试点“量子计算+超算+智算+通用计算”的融合模式。中国企业正致力于构建全栈自主的生态系统,推进关键部件的研发验证,并在光量子等路线上进行布局。

欧洲与英国同样在加速推进“技术主权”战略。英国承诺持续投入资金支持量子产业。欧盟则倾向于支持本土公司建设量子芯片代工设施,以在芯片制造环节掌握更多话语权。

发布时间:2026-01-04 15:41:19

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