科學界發現：「人工智能芯片突破還需量子芯片。」目前芯片技術的發展遇到了物理極限，「摩爾定律」放緩，量子計算新的突破被認為是絕對制高點。

中國出現全球第一顆量子衛星「墨子號」的硬件優勢，在量子通訊的技術上不斷有實驗突破，合肥的「量子谷」與多家國家級大數據企業合作，共同打造「量子計算全球開發者平台」。

量子概念股包括國盾量子、科大國創等近日一度大漲，反映資本市場的敏銳。量子計算突破經典算力極限，帶領人類進入後摩爾時代，讓傳統芯片性能極限突圍，通過量子芯片，重塑以芯片為核心的現代電子信息製造體系。

中美兩則科技大新聞，捕捉了人們對於未來科技奇點（technological sigularity）的想像。第一自然是話題源源不斷、在社交媒體上遍網「洗版」的人工智能「對話」軟件ChatGPT，已經讓逾百萬網民從中窺探到很多中低技術成分的工作將會被人工智能取代的未來。第二是由電影《流浪地球2》中引伸出來的話題，是有關電影中一部據說能承擔起人類全球一萬部「行星發動機」的運算工作的「量子電腦人工智能」，在電影中名曰「MOSS」，深得影迷熱愛，也有很多人好奇我們到底距離這樣的科技有多遠。

在現實之中，位於安徽合肥、在該領域中已經於今年成為全球融資最多的「本源量子」公司（Origin Quantum）乘著電影的熱門話題火速獲得中國內地傳媒關注。它的「悟空」量子芯片突破物理學界限摩爾定律；到二零二五年，該系列的量子電腦處理器速度將是顛覆性，也將加強中國在人工智能的基礎性優勢。

亞洲週刊去年報道，本源量子靠著中國於二零一六所發射的世上第一顆量子衛星「墨子號」的硬件優勢，在量子通訊的技術上不斷有實驗突破，成位首家達成一千二百公里量子天地傳輸的公司。加上本源量子同時也是量子電腦軟件的龍頭開發團隊，不但有量子電腦平台於網上開放，更於合肥「量子谷」中與多家國家級大數據企業合作，共同打造「量子計算全球開發者平台」。

中國量子科技全面優勢

這使到中國在量子科技的硬件（芯片和量子位元）、軟件（量子工業軟件）和量子通訊設備（墨子號）三方面取得全面的優勢，異軍突起，打破了美國一度自稱已達到的「量子霸權」（quantum supremacy），讓一些媒體直呼：「本源量子已經造出MOSS的雛型！」

在量子科技領域，中國的優勢已經顯露出來：二零一八年至二零二零年，中國發表的科學論文總數、研究人員引用次數進入前百分之一的「頂尖論文」數量和引用次數進入前百分之十的「受關注論文」篇數三大關鍵指標上，中國全部超過美國，躍居全球首位。

而這將會直接影響中國人工智能發展。行內有一種聲音認為：「人工智能芯片突破還需量子芯片。」目前芯片技術的發展遇到了物理極限，「摩爾定律」放緩，量子計算新的突破被認為是絕對制高點。韓國電子通信研究院（ETRI）量子技術研究中心高級研究員Park Seong-soo表示：「ChatGPT也可以用大量的計算資源，但如果與未來的量子計算機結合，它將成為一個更高智能的人工智能。」

一旦進入後摩爾時代，中國就有機會掌握算力制高點，完成在《新一代人工智能發展規劃》中所設定的，到二零三零年，發展出世界級的人工智能理論、技術和應用，成為全球主要的人工智能創新中心，估計屆時可打開人工智能核心產業規模達一萬億元人民幣（約一千五百億美元）的大門。那時候，可能真的如傳媒所言，「流浪地球二」中的「黑科技」「不再是夢」。

美國曾稱擁有量子霸權

二零一九年十月二十三日，全球最重要科研單位之一的谷歌（Google）發表了一份名為《利用超導處理器達至量子霸權》的重磅論文，宣布旗下的量子電腦「無花果」（Sycamore）僅用了二百秒的時間就完成了當時世界上最快的超級電腦、IBM的「高峰」（Summit）需要用一萬年才能完成的複雜計算，打破了科技業界對於運算速度的一般認知，兩者大概是十五億倍的差距，而一般家用電腦和「高峰」之間本來已經有數百萬倍運算速度的差距。當天，前任美國總統特朗普的女兒伊萬卡在推特上發表推文稱：「這是官方訊息：美國已獲得量子霸權！」

相比於傳統計算機的二進制模式，量子計算機使用的量子比特可以用複雜混合的量子態表示和存儲信息，並利用疊加和糾纏等量子現象進行直接計算，具有巨大信息攜帶量，可實現超強的並行計算處理能力。在高性能計算中，量子芯片可突破摩爾定律的物理極限，避免傳統芯片的大量耗能散熱問題，因此量子計算在新材料開發、藥物合成等應用領域具有天然優勢。簡言之，量子計算在這些領域的應用無需再將問題轉化為數字化問題，可直接利用量子世界的功能工具進行計算和研究，將大大提升研究的速度和效率。

谷歌的「無花果」僅一個家用廚房的大小、僅憑一個芯片，就輕鬆完敗五百二十二平方米之大、擁有一萬多個芯片的「高峰」，而且僅僅是一個實驗品。以二零一四年的科技，最多能做出一個處於糾纏的量子位，而到了二零一六年，大概可做出三十個，而二零一九年的「無花果」則已經到達了五十三個，已經是上了另外一個級量的技術。當時就有不少人預測，以這個速度運算的人工智能相信已經可以達到「科技奇點」，或至少以前很多「不可能」的運算，如準確預測天氣，變為可能。但如今本源量子一下子把目標設在一千零二十四個量子位，難怪引起了市場與公眾的興奮。

如果把人工智能和背後最主要的「機械學習」演算法看成是科技奇點所需要的「軟件」，那麼對於量子電腦的超高速突破就可以視為其「硬件」，用這個速度製作出來的人工智能的能力恐怕已經是超越了我們現在的想像。中國能在這方面獲得如此大的進步，有望可在未來一改現時美國於人工智能領先的格局，簡單來說就是打破了美國人曾以為自己已經緊握在手的量子霸權。

全球人工智能戰略布局

AI和量子電腦被譽為未來兩大科技創新，已成全球競逐的「天王山」。歐洲方面，歐盟發布了《二零三零數字化指南：歐洲數字十年》、《升級二零二零新工業戰略》等文件，擬重塑其數字影響力，其中將推動人工智能發展列為重要工作，其後於「地平線歐洲」計劃出資九百五十五億歐元（約一千億美元）、於「數字歐洲」計劃推出七十五點九億歐元進行此工作。

美國隨後相應成立了國家人工智能倡議辦公室、國家人工智能研究資源工作組，將人工智能列為「未來產業」和「未來技術」與之抗衡，以確保龍頭地位，並於二零二一年把人工智能非國防預算增加約百分之三十，即十五點三億美元，以及於《美國創新競爭法案》將人工智能和量子計算列為優先開發項目，投入逾一千億美元。日本亦制定《科學技術創新綜合戰略戰略二零二零》和《人工智能戰略二零二一》，推出相關基建建設，在農業、交通、物流、智慧城市、自動化製造業等多個領域探索人工智能的應用。

英國於二零二一年發布國家級人工智能新十年戰略，以投資及規劃人工智能生態系統作為長期戰略，於二零一四年至二零二一年間投入二十三億英鎊（約二十八億美元），啟動人工智能辦公室和英國研究與創新局聯合計劃等。

中國把握機遇加入賽道，於「十四五」中瞄準人工智能領域，二零二一年四月，工信部創建北京、天津、杭州、廣州、成都等創新應用先導區，自此不斷發展海量人工智能工業應用場景，論文數量井噴，雖然在基礎研究領域上仍落後於美國，但是依然成功發展成人工智能第二大科技強國。

值得注意的是，當各國都把人工智能視為未來兵家必爭之地的時候，美國的計劃是人工智能和量子霸權兩條腿同時走，背後宏大布局不言而喻。多家量子人工智能的先進研究單位都在美國。谷歌正研發新的量子計算機Bristlecone，已經在嘗試在其上開發算法，包括TensorFlow Quantum；IBM也發布了自己新的量子處理器IBM Q；微軟也在嘗試將量子計算與現有人工智能平台Azure合二為一；其他企業包括D-Wave Systems、Rigetti Computing、Cambridge Quantum Computing、Sandbox AQ、Quantinuum、Xanadu、QuLabs、Zapata、Terra Quantum和Menten AI等。

本源量子後來居上

但這些機構在量子電腦的硬件上發展大概都是在同一量級，很少出現現象級的飛躍。反觀中國的本源量子領導的一眾公司，憑著中國對量子科技的圍堵式研究和擁有量子衛星墨子號的優勢，漸漸出現了後來居上的後發制人之勢。

去年，本源量子公司推出擁有完全獨立知識產權的量子計算機，標誌著中國成為了繼加拿大與美國之後，首個具備量子計算機整機交付能力的國家。中國技術團隊的此次突破，確立了中國在國際量子計算研究領域的領先地位。

本源量子成立於二零一七年，是中國首家將量子計算機正式推向商用領域的量子計算企業。二零一八年，本源量子牽頭成立了國內首個量子計算產業聯盟「本源量子計算產業聯盟」；二零二零年上線國內首台國產超導量子電腦「本源悟源」；二零二二年發布了國內首個量子電腦和超級電腦協同計算系統解決方案。使到在量子計算科學研究領域，中國已躋身世界先進水平。 

本源量子公司的展出：超導量子計算機模型

這背後離不開身兼科學家及創業者的郭國平，除了是本源量子創始人、首席科學家，他還是中科院量子信息重點實驗室副主任以及中國科學技術大學微電子學院副院長。讀碩博期間，郭國平發現外國的頂級高校都在從事半導體量子計算方面的研究，在該領域，中國幾乎空白。於是經和導師商量，他決定走一條更難走的路，轉為研究半導體量子芯片。

而這是一個很好的選擇，因為在量子芯片上的突破，一方面自然對於中國挑戰美國量子霸權有幫助，二來其實同時有另一個很好的「見合點」（圍棋術語，指「兩者必得其一」的好棋），那就是同時瞄準量子電腦為人工智能發展帶來「質的飛躍」。人工智能行業的數據量大概每數個月就增長一倍，為了滿足算力需求，全球芯片競賽全面展開，而美國也正為此要「卡中國脖子」，開始了四方芯片聯盟制裁中國。但是，如果中國能在量子芯片上實現自主，至少可以在人工智能發展上仍有力一戰。

郭國平是中國「量子計算第一人」，早在二零零九年，郭國平團隊就在國內實驗復現了經典的量子霍爾效應，從而掌握了半導體納米器件極低溫、極弱信號測量技術，為量子芯片和量子計算的後續研製打下重要技術基礎。此後漸漸奠定了中國量子計算機的基石。在郭國平看來，量子計算已從純粹的科學研究，發展到科學研究與工程技術並重的階段，但如果只依賴高校研究團隊，工程技術發育不足，則無法適應量子計算技術的前沿發展趨勢。但量子計算是一個前沿研究，前景莫測，企業不願意投入，因此郭國平奮勇向前，自己走出來創立了本源量子，大步走在量子芯片的競爭賽道上。

關於中美科技競爭，有一說是中國重應用、美國重基礎研究。要在中國這個資本回收率極快的市場上做基礎研究，難如登天。郭國平說：「連續十四年的五一假期，我都是在實驗室裏過。」而當年他創業時的六人小組，如今已發展成二百多人的科研團隊，且平均年齡不到二十七歲。郭國對學生說「英雄走窄門」，就是要做十年，甚至五十年以後重要的事。

現時，本源量子在其行業中的科創評估等級為A級，處於行業領先水平。該公司當前共有已登記軟件著作權一百二十九件，以及四十六件專利申請，且發明專利佔比超過百分之五十。本源量子在量子芯片、量子測控系統、低溫電子器件（如濾波器）、量子計算操作系統及編程語言等相關領域已積累了顯著的技術優勢。以量子計算領域為例，麥肯錫諮詢公司估計，世界各國迄今已投入三百億美元公共資金用於研究量子計算，而中國則處於領先地位：它計劃為研發量子計算機投資一百五十億美元。瑞士《新蘇黎世報》網站報道引用加州理工學院理論物理學家約翰．馬丁尼斯的話說：「在製造高質量量子位元方面，中國人走在了世界前列。」 

後摩爾時代的呼喚

到了現在，郭國平的理想可說得到了資本市場得認可，在量子芯片生產線於今年投產的新聞發表後，二月七日，量子概念股包括國盾量子、科大國創等再度大漲，其中龍頭國盾量子在此前五個交易日股價已經大漲逾百分之四十。招商證券指出，量子計算機的量子比特數量以指數增長的形式快速上升，量子計算可高速處理大數據，實現人工智能移動化。海通證券表示，量子計算為突破經典計算算力極限的革命性技術，帶領人類進入後摩爾時代，量子計算有望幫助傳統芯片性能極限突圍，並通過量子芯片重塑以芯片為核心的現代電子信息製造體系。