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量子计算作为重塑全球科技竞争格局的颠覆性核心技术，已从早期学术探索演变为国家间综合国力的战略博弈。“十五五”规划建议将量子科技列为未来产业首位，地方政府、科研机构和企业纷纷布局，投入热情高涨。但热潮之下也暴露出发展方向不清晰、技术路线分歧、资源配置分散等问题，向何处努力成为制约我国量子计算发展的关键瓶颈。当前，全球量子竞争已升级为全链条技术栈与生态构建的综合国力博弈战，核心是系统性能力的全面比拼。结合自身20余年科研攻关与产业化实践，围绕锻造量子芯片系统、量子计算测控系统、量子计算环境支撑系统（“三硬”），以及量子操作系统与软件、量子计算云平台、量子计算应用软件（“三软”）六大核心能力提出建议，为我国量子计算科技自立自强提供可行路径。

量子计算核心能力的内涵与重要性

量子计算的健康发展依赖“三硬三软”六大核心能力的协同支撑。它们环环相扣、缺一不可，共同构成量子计算自主可控产业生态的基石。

一是量子芯片系统。作为量子计算的“大脑与心脏”，量子芯片系统是直接决定算力上限的核心硬件，涵盖超导、光量子、离子阱、中性原子等多条技术路线，涉及芯片设计、制备、测试全流程研发。

二是量子计算测控系统。该系统堪称控制量子硬件的“神经中枢”，负责精确操控与读取脆弱的量子比特，其精度与稳定性直接影响量子芯片潜力发挥，包括通用与专用调控设备研发、脉冲序列优化等关键技术。

三是量子计算环境支撑系统。这是量子计算机稳定运行的“生命保障”，无论是超导量子计算所需的毫K级稀释制冷机，还是中性原子、离子阱系统依赖的超高真空与磁光阱设备，都是硬件稳定运行的基础。

四是量子操作系统与软件。作为连接硬件与开发者的“大管家”，它定义着硬件调用与软件开发规则，核心包括量子资源管理、自动化校准、编译优化等底层技术，是吸引开发者、构建自主生态的核心枢纽。

五是量子计算云平台。这是连接高端算力与市场需求的“桥梁纽带”，通过构建量子—经典混合云平台，降低用户使用门槛，提供量子算力租赁等服务。

六是量子计算应用软件。作为量子算力的“价值载体”，该软件直接将量子算力转化为生物医药、金融、新材料等领域的实际价值。

从产业发展内在逻辑来看，六大核心能力是量子计算自立自强的根本支撑，重要性体现在全链条各环节。

一方面，硬件底座是产业安全的前提。量子芯片系统的自主研发与规模化集成能力，是我国摆脱技术依赖、筑牢产业根基的核心；量子计算测控系统的自主可控，是突破工程化瓶颈、避免技术“卡脖子”的关键；量子计算环境支撑系统的自主化，能保障硬件稳定运行，规避供应链风险。没有自主可控的硬件底座，量子计算发展便如同“无源之水、无本之木”。

另一方面，软件生态是能力落地的核心。量子操作系统与软件是构建自主生态的基础，缺乏自主软件体系，再先进的硬件也难以形成产业竞争力；量子计算云平台能打通算力供给与市场需求通道；量子计算应用软件则直接实现量子技术产业价值，赋能传统产业升级，是践行新质生产力发展要求的重要体现。

从突破优先级来看，量子芯片系统、量子计算测控系统、量子操作系统与软件三者构成自主技术核心，直接关系产业发展主动权，是必须集中力量实现自主可控的必备能力。其余三者可依托市场需求与地方资源禀赋，由不同主体选择性突破，属于协同补位的延伸能力。

可以说，量子计算的竞争本质是六大核心能力的全链条比拼，只有牢牢掌握这六大核心能力，才能在全球量子博弈中抢占主动，筑牢我国量子计算科技自立自强的坚实根基。

国内外量子计算核心能力发展现状

当前，全球主要科技力量已将量子计算上升为国家战略，通过立法、巨额投资与国际协作围绕六大核心能力展开系统性布局，抢占全球量子科技话语权。在量子芯片系统领域，存在多条技术路线并行发展。美国在《国家量子倡议法案》框架下支持IBM等公司聚焦超导路线推出“夜鹰”“秃鹫”等系列量子处理器；欧盟量子旗舰计划支持荷兰代尔夫特理工大学研发硅基量子点芯片，QuantWare公司2025年发布的VIO-40K架构展现出万比特级扩展潜力。在量子计算测控系统领域，聚焦强化自主性与产业安全。美国将量子信息技术列入关键新兴技术清单；瑞士苏黎世仪器公司推出SHFQC量子计算测控一体机，占据全球领先商业测控方案市场。在量子计算环境支撑系统领域，积极强化技术垄断与自主研发。美国将稀释制冷机列入对华出口管制清单，芬兰Blue-fors、英国牛津仪器等公司主导着当前国际市场。在量子操作系统与软件领域，各国通过政策引导构建生态。美国IBM推出Qiskit开源框架及其庞大社区，谷歌Cirq围绕其硬件构建软件层；欧盟“量子互联网联盟”开发QNodeOS实现跨平台适配。在量子计算云平台领域，通过整合资源提供多元服务。美国IBM量子云平台服务近300家知名机构、拥有超60万名活跃用户，亚马逊AWSBraket平台聚合第三方量子硬件提供租赁服务；欧盟通过“欧洲量子计算机网络”在六个成员国建设并整合量子计算与超级计算资源。在量子计算应用软件领域，聚焦重点领域探索应用。美国高盛、默克等企业在金融、化工领域开展量子算法探索；欧盟组织跨国团队开发量子材料模拟软件服务新能源领域。

美、欧等地的实践证明，量子计算竞争核心是全链条能力的系统性比拼。对于正处于从“并跑”向“领跑”冲刺阶段的我国而言，掌握六大核心能力既是对标国际竞争的需要，更是破解自身发展短板、筑牢科技自立自强根基的必然选择。

从发展现状来看，在国家战略引领下，我国已形成千帆竞发的产业布局热潮。安徽合肥依托中国科学技术大学科研优势聚焦量子芯片等硬件，构建完整链条，国产化率超80%的“本源悟空”自主超导量子计算机标志着自主产业链基本成型；广东凭借制造业优势建设规模化专用光量子计算机制造工厂；北京、上海发挥人才密集、软件产业发达优势，聚焦操作系统与应用软件培育“软能力”生态。

但热潮背后，核心元器件依赖进口、科研成果转化低效、自主产业生态薄弱等瓶颈依然突出，各地发展缺乏对全链条能力协同发展的系统性认知。相较于美欧全链条布局，我国亟须补齐短板，构建自主可控技术体系，关键在于牢牢掌握六大核心能力，以系统思维推动“三硬三软”协同突破。

我国量子计算科技自立自强的发展路径

量子计算作为涉及多技术路线、多产业链环节的复杂系统工程，需从国家层面强化统筹部署，引导各类主体精准施策，构建上下联动、协同攻坚的发展格局。

强化顶层设计，构建全链条支撑体系。一是强化统筹攻关。由科技部门牵头制定量子计算核心技术攻关清单，对量子芯片、操作系统等必备能力实施“揭榜挂帅”“赛马制”联合攻关，建立多技术路线动态评估与统筹机制，防止地方盲目跟风。工信部门可协同开展未来产业创新任务“揭榜挂帅”，重点突破量子芯片制造、稀释制冷机等核心器件自主化瓶颈，补齐产业链短板。二是聚焦产业培育。发改部门可牵头布局量子信息未来产业技术研究院和先导示范区，出台区域布局指引，明确各地能力定位与准入门槛，引导形成优势互补而非同质竞争的产业集群。三是强化要素保障。在资金方面，可由财政部门设立国家级量子科技产业基金，推广风险容忍机制，落实税收优惠与研发费用加计扣除政策；在人才方面，教育部门应扩大量子信息科学专业设置，构建多层次培养体系；在标准与产权方面，市场监管与知识产权部门可联合制定技术标准体系，加强知识产权保护，建立核心技术专利池。四是统筹开放合作。在保障国家安全前提下，商务部门可依托“一带一路”推广非敏感量子云服务出口，外交部门协同推动与欧洲、东南亚地区的量子科技合作，牵头参与国际技术标准制定，搭建非敏感基础研究领域国际学术交流平台，构建开放包容的发展生态。

聚焦必备能力，筑牢源头创新根基。在量子芯片领域，可依托顶尖院校牵头组建跨机构创新联合体，统筹超导、光量子、离子阱、中性原子等多技术路线，覆盖设计、制备、测试的全流程研发，建立技术成熟度评估机制，避免实验室技术闲置。在量子计算测控领域，针对不同技术路线适配需求，可定向研发适配不同路线的高速、低噪声调控设备，突破脉冲序列优化、多比特同步调控等关键技术，构建自主可控标准，打破国外垄断。在量子操作系统与软件领域，要重点攻关资源管理、量子纠错等底层核心技术，构建兼容多技术路线的自主软件栈，同时吸取传统操作系统“断供”教训，建立应急备份与技术迭代机制。联动企业开展深冷物理、超高真空技术等基础研究，完善“沿途下蛋”机制，将产业需求前置融入基础研究，推广“科研—工程化”协同模式，缩短技术转化周期，为环境支持系统等能力突破提供理论支撑。

锚定市场需求推动成果转化，填补软硬能力衔接断层。企业作为技术产业化核心载体，需立足市场需求布局能力建设，破解“软硬脱节”与场景缺失困局，推动技术从实验室走向产业场，同时对接国家战略构建主导的产学研用协同体系。平台型头部企业应发挥整合优势，统筹“三硬三软”六大核心能力，打造全栈解决方案，攻关国外垄断的关键设备核心部件，破解供应链薄弱环节；专精特新企业应聚焦细分领域，集中突破量子芯片、光量子装备等薄弱环节，补齐产业链短板；互联网企业与电信运营商需依托云基础设施，布局量子—经典混合云服务，优化算力调度与接入体验，降低使用门槛，培育多元化应用生态；各类企业应联合科研机构组建行业应用联盟，围绕生物医药、金融、新材料等重点领域开发专用量子应用软件，建立场景化验证与迭代机制，推动量子算力转化为实际产业价值，为新质生产力培育提供支撑。

立足资源禀赋精准定位，打造差异化产业集群，强化跨区域协同。地方政府需结合本地科研资源、产业基础、人才储备等禀赋条件科学规划，强化应用场景供给与要素保障，防范重复建设与资源浪费。科研资源富集地区可重点打造量子硬件制造与基础研发核心区，推动量子芯片、稀释制冷机等硬件产业化，建设测试验证平台；人才与金融优势突出地区则聚焦量子软件与生态创新高地，加快操作系统与应用软件生态培育；制造业基础雄厚地区可打造量子技术产业化与应用示范区，推动量子装备制造与行业解决方案落地。出台差异化、长周期支持政策，设立高容忍度种子基金，建立容错纠错机制，打造政府专业化场景服务商，主动对接企业与科研机构需求，提供全链条服务，推动跨区域协作与资源共享，保障全国量子计算六大能力建设布局落地见效。

当前，全球量子计算竞争已进入“全链条比拼+供应链博弈”的新阶段。唯有牢牢锚定六大核心能力，以国家顶层设计为引领，以“三硬三软”协同突破为抓手，强化科研机构源头创新、企业产业转化、地方政府场景支撑的协同闭环，形成“全国一盘棋”的攻坚格局，才能真正筑牢我国量子计算领域科技自立自强的坚实根基。

（作者系安徽省量子计算工程研究中心主任、安徽省量子计算芯片重点实验室主任）

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本文系未央网专栏作者发表，属作者个人观点，不代表网站观点，未经许可严禁转载，违者必究！首图来自图虫创意。

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