
量子技术正经历几十年来最活跃的发展期,但Semiconductor Engineering对该领域的一项全面调查发现,有意义的商用量子计算机距离通用目的的使用仍需数年,在某些情况下甚至需要数十年。
这项评估基于对量子经济发展联盟(QED-C)领导层和行业专家的采访,描绘了一幅”最大创造力遭遇最大混乱”的图景。至今尚未出现统一的方法来处理量子比特设计、纠错或软件问题,该行业仍处于类似于上世纪70年代和80年代半导体制造业的阶段,,研发规模、垂直整合,没有哪怕达到台积电十分之一规模的代工生态系统。
多种量子比特模式,尚无胜者
多种量子比特技术正在并行竞争:在约0.04开尔文温度下运行的超导电路(需要稀释制冷机)、基于标准半导体制造工艺构建的自旋量子比特、离子阱、中性原子和光子学系统。IBM最近展示了128个超导量子比特以高于0.5的保真度纠缠,,这被认为是进行有用计算所需的阈值。中性原子实验已装载了超过10,000个可控原子,但尚未达到有用的保真度。
极端的冷却要求意味着量子计算机在可预见的未来几乎肯定将继续部署在数据中心。”我们不太可能经历每个企业都在某个壁橱里拥有自己的量子计算机的阶段,”QED-C执行董事Celia Merzbacher表示。大多数组织将通过量子即服务模式访问量子能力。
纠错是瓶颈
物理量子比特和逻辑量子比特之间仍然存在关键差距,,后者需要具有冗余性的多个物理量子比特,类似于经典计算中的纠错码。表面码主导着当前的研究,但扩展性不佳。针对256位加密密钥运行Shor算法,,量子计算最著名的应用,可破解当前的公钥密码学,,可能需要数百万个物理量子比特。
时间表估计差异很大
在QED-C的一项成员调查中,约50%的受访者预计在3至5年内会出现商用量子产品,而约33%的受访者认为需要5年以上。一些物理学家报告称,在过去两年中,他们的估计已从”10年以上”缩短至”3至5年”。
量子计算机预计不会取代经典系统。主流观点认为,它们将作为加速器,,与CPU和GPU并行的QPU,,用于特定的高价值问题:药物发现、材料科学、优化和因数分解。量子网络(通过纠缠实现不可破解的通信)和量子传感(导航、生物医学成像、国防)正在并行发展,但各自面临根本性挑战。
婷 翻译
来源:Where Does Quantum Computing Stand?(Semiconductor Engineering,2026年7月9日)

