谷歌量子芯片“洪荒算力”引驚歎，後摩爾時代中國能否迎來換道機遇？

21世紀經濟報道見習記者 陳歸辭 上海報道

數日前，谷歌Willow量子芯片一發布，就迅速以其在RCS（隨機線路採樣）基準測試中，5分鐘內就能完成當下最先進的超級計算機需要花10^25年——比宇宙年齡還長得多的時間——才能完成的計算之驚天算力，震撼全球。

近年來，人工智能、大數據、雲計算等浪潮激涌，讓全球面臨巨大的算力飢渴。隨着傳統半導體芯片逼近物理極限，摩爾定律失效，超導量子芯片、光量子芯片、硅光子芯片等新型芯片，日漸成爲業界密切關注的新方向，被寄予突破摩爾定律的厚望。

谷歌Willow量子芯片的公佈，讓業界感到振奮：後摩爾時代，“洪荒算力”的曙光似乎初現。

而在中國，政府、學界、產業、投資等各界均已對量子計算、光子計算產業有所關注。12月10日，在無錫濱湖光子芯谷舉行的集成電路前沿技術與產業投資共創匯上，元禾璞華合夥人殷伯濤表示，在半導體領域，未來光子計算、量子計算產業可能會像新能源汽車一樣成爲中國換道超車的機會。

換道機遇

在推動世界邁向新一輪工業革命的科學技術中，量子計算位於科技發展的前沿陣地，而電子芯片面臨的多重挑戰更加凸顯了發展量子芯片、光子芯片的重要性。

“只有絕對的技術痛點和難點，纔有可能驅動技術的變革。”上海交通大學教授、圖靈量子創始人、無錫光子芯片研究院院長金賢敏認爲，在半導體領域，電子芯片走向極限，是一個很大的痛點。而隨着數據和計算需求爆發式增長，摩爾定律供給與算力需求之間出現巨大的剪刀差，也讓痛點足夠痛。這些因素驅動着量子計算、光子計算、光連接等新技術植入到產業裡。

近一二十年來，不少國家陸續開始對相關產業進行戰略性佈局。量子計算產業成爲科技競爭的新高地。

美國在1999年發佈了有關“量子信息科學”的科學技術報告，率先投資該領域，其後多年來陸續頒佈了數項相關政策文件。2018年，美國政府通過了《國家量子倡議法案》，旨在鞏固美國在量子技術領域的領導地位，撥款近13億美元。今年11月，美國衆議院全體委員會通過了《國家量子倡議重新授權法案》，其後，美國多位參議院議員又共同提出新的法案，在原法案基礎上將研發撥款從18億美元提高到27億美元。

英國政府於2014年啓動“國家量子技術計劃”，在十年裡投入10億英鎊研發資金，在計算、通信、成像、傳感、計量等領域佈局，並建立數個多學科研究中心、技能培訓中心和博士培訓中心等機構。2023年，英國發布《國家量子戰略》，承諾從2024年開始，在10年裡投入25億英鎊開發量子技術，並將引入10億英鎊私人資本。

此外，日本、韓國、德國、加拿大等多國政府也都就量子計算領域制定了戰略計劃。

中國方面，政府自2016年起圍繞量子計算髮布了多項政策。2016年8月國務院頒發《“十三五”國家科技創新規劃》，將量子計算機列入科技創新2030重大項目。近年來，包括上海、廣東、北京、安徽合肥、江蘇無錫等多地都出臺了地方發展計劃，對量子計算產業進行佈局。

中國一些大公司如阿里、華爲、騰訊、百度等也都已經自建團隊開展相關佈局，圖靈量子、曦智科技、國盾量子、科大國創等一批公司也在嶄露頭角。

多位業內人士認爲，在電子芯片面臨瓶頸、美國對華實施半導體制裁的背景下，量子計算、光子計算領域從長遠來看會是對中國而言更重要的機會。

德科立光電子董事長桂桑表示，光電子行業是中國目前距離全球頂尖科技水平最近的一個行業。整體而言，以前中國與行業最頂尖國家的差距約在10年到15年，現在略有拉大，但依然是最靠近頂尖水平的國家。

殷伯濤認爲，光子計算、量子計算產業是中國在半導體領域換道超車的機會，未來10年到20年，這個領域會成爲一個非常大的賽道。

產業化難題

量子計算目前主要有三種技術路徑：超導路線、離子阱路線和光量子路線。

谷歌、IBM、英特爾等大公司，以及中國科學技術大學、北京量子信息科學研究院等，選擇的是超導路線。美國的PSIQuantum、加拿大的Xanadu、英國的ORCA Computing等公司，以及中國的圖靈量子、曦智科技等公司，選擇的是光量子路線。而美國的IonQ、Quantinuum，德國的Infineon Technologies等公司，選擇的是離子阱路線。

三條技術路徑目前還處於並行發展的狀態，還沒有哪條路線形成絕對優勢，量子芯片還遠不能代替傳統芯片。然而，一場顛覆性的變革正在臨近。

中國應如何承接住這個換道機遇，避免再被“卡脖子”？21世紀經濟報道記者從多方瞭解到，解決問題的核心在於打好硬件基礎，補好產業化方面的短板。

“在許多硬科技領域，國內與國外相比，差距不在科學研究上，而主要在產業化上。由於工程化研究的缺環，科技與產業之間長期存在嚴重脫節的問題，科技成果難以有效向產業轉化。”金賢敏表示，例如在光子芯片領域，行業面臨平臺建不起、工藝壁壘高、產品難驗證、產能拿不到、研發週期長等難題，阻礙了科技創新與產業化。在這背後，他認爲，共性關鍵光子芯片中試工藝平臺的缺失，是一大症結。

爲此，他推動無錫市與上海交通大學在2021年合作建立了無錫光子芯片研究院，並在今年正式啓用了國內第一條光子芯片中試線，爲從科技成果的商業化轉化提供硬件配套、工藝設備和全閉環工藝等方面的支撐，加速技術迭代創新。同時，研究院還通過孵化培育創新企業及基金，助力科技成果轉化與產業的創新發展。

國內的投資環境是導致產業化難題的另一個重要原因。金賢敏表示，目前國內對於高科技公司的投資體量相較國際競爭對手還顯著不足，這導致相關公司難以甩開手去做技術的工程化。國內的併購環境也給科技創業帶來困難。

業界呼籲資本更多爲技術買單。殷伯濤認爲，中國的資本市場，無論是一級還是二級資本市場，都還沒有發展到爲技術買單，而是爲營收和利潤買單，“我做投資之後對這點感觸很深”。

“我經常和投資界的朋友開玩笑說，你們根本就不是投資而是可轉換債，在約定的時間付約定的利息，甚至還要抵押物到期就要回購。”桂桑表示，這實際上對科學發展和技術應用是非常不利的。

對此，桂桑認爲，創業者也需要反思，爲什麼會給投資者留下必須要有抵押物才能投資的印象，以及需要想清楚每筆投資的方向，到底是爲了技術、應用，還是創造營收或者其他。

但也需指出的是，國內科創投資起步相對較晚，也是問題的另一面。交大母基金合夥人丁鋼表示，美國不少投資人如PayPal創始人Peter Thiel，都是在科技創業成功以後開始對科技創業進行投資。中國對科技創新的投資到今天實際上還不足10年到15年，因此期待科技創業者們在完成資本積累後反哺科技投資。

殷伯濤認爲，發展一項新技術是非常艱難的，中國資本市場還沒有發展到足以支撐開啓新技術的程度。因此，推動行業生態建設中一個比較符合國情的方法是通過國家層面搭建一個平臺去推動產業，同時結合市場化的運營以激發活力。