中国量子计算的"两条腿走路"
中国在量子计算领域采取了一条独特的"两条腿走路"策略：在光量子计算（基于光子）和超导量子计算两条技术路线上同时投入，并行推进。
2026年，这条策略的效果正在显现：中国的光量子计算（“九章"系列）在特定问题上保持了"量子霸权"地位，超导量子计算（“祖冲之"系列）快速追赶全球最先进水平，量子通信（“墨子"系列）继续领跑全球。
根据2026年6月发布的"全球量子计算国家竞争力指数”（由Quantum Insider编制），中国在量子计算领域综合排名全球第二，仅次于美国，在量子通信领域排名全球第一。
九章：光量子计算的"中国特色”
光量子计算使用光子作为量子比特，其核心优势是：
- 可以在室温下工作（不需要昂贵的稀释制冷机）
- 光子之间几乎没有串扰
- 天然适合"玻色采样”（Boson Sampling）问题
九章三号：2026年的最新进展
2026年4月，潘建伟团队发布了"九章三号"光量子计算机，性能参数：
| 参数 | 九章一号(2020) | 九章二号(2022) | 九章三号(2026) |
|---|---|---|---|
| 探测光子数 | 76 | 113 | 255 |
| 模式数 | 100 | 144 | 400 |
| 玻色采样速度 | 10¹⁴倍 | 10²⁴倍 | 10⁴⁰倍 |
| 工作温度 | 室温 | 室温 | 室温 |
| 系统体积 | 约10m² | 约15m² | 约20m² |
九章三号在高斯玻色采样问题上的计算速度是经典超级计算机的10⁴⁰倍——这意味着经典计算机需要计算到宇宙终结的问题，九章三号几秒钟就能完成。
但需要说明的是，玻色采样是一个"为量子计算量身定制"的问题——它没有已知的实际应用，其唯一目的是证明量子计算机比经典计算机快。九章三号更像是一个"量子优势的物理证明"，而非一个"通用的量子计算机"。
光量子计算的通用化挑战
将光量子计算从"专用"（玻色采样）走向"通用"（运行任意量子算法），面临的核心挑战是：
- 光子损耗：光子很容易在传输和操作中丢失。
- 逻辑门确定性：光子之间的两比特门操作不是确定性的（概率性成功）。
- 单光子源的效率：产生确定性的高质量单光子仍是一个技术挑战。
2026年，中国团队正在攻关"容错光量子计算"——使用"量子纠错编码"和"簇态"（Cluster State）方案来克服光子损耗和概率性操作的问题。目标是在2028年之前实现光量子计算的逻辑比特演示。
祖冲之：超导量子的追赶之路
超导量子计算是全球量子计算的主流路线，也是中国投入最大的方向。
祖冲之三号：2026年的里程碑
2026年5月，潘建伟团队（中国科学技术大学）发布"祖冲之三号"超导量子计算机：
| 参数 | 祖冲之二号(2023) | 祖冲之三号(2026) | Google Willow(2026) |
|---|---|---|---|
| 物理比特数 | 66 | 198 | 105 |
| 单比特门保真度 | 99.9% | 99.96% | 99.97% |
| 两比特门保真度 | 99.2% | 99.6% | 99.7% |
| 量子体积 | 2¹² | 2¹⁸ | 2¹⁸ |
| 逻辑比特演示 | 无 | 1个(d=7) | 1个(d=7) |
祖冲之三号在比特数量上超过了Google Willow（198 vs 105），在门保真度上接近Willow（单比特99.96% vs 99.97%，两比特99.6% vs 99.7%），在纠错演示上达到了相同水平（d=7表面码，1个逻辑比特）。
这是中国超导量子计算首次在"全线指标"上接近全球最先进水平。此前，中国在比特数量上领先但保真度落后，2026年实现了"量质并进"。
祖冲之四号的路线图
2026年6月，潘建伟团队公布了"祖冲之四号"的路线图：
- 目标：500+物理比特，预期2027年底推出。
- 技术升级：采用"倒装芯片"（Flip-Chip）技术，将控制和读出电路与量子比特芯片分离，突破布线瓶颈。
- 纠错目标：实现d=9或d=11的表面码，演示多个逻辑比特的编码和计算。
中国量子计算的国家战略
中国量子计算的发展离不开国家战略的支持。
“十四五"量子科技专项
中国在"十四五"规划中将量子科技列为"国家战略科技力量”，设立了量子科技重大专项，2021-2025年总投入约¥500亿。2026年进入"十五五"规划编制期，量子科技的投入预计将进一步增加。
量子信息科学国家实验室
2026年，位于合肥的"量子信息科学国家实验室"（QNLS）全面投入运行。这是全球最大的量子科技研究机构，拥有约3,000名研究人员，覆盖量子计算、量子通信、量子传感三大方向。
QNLS的核心设施包括：
- 超导量子芯片制造线（可自主生产100+比特的量子芯片）
- 极低温测试平台（数十台稀释制冷机）
- 量子通信卫星地面站（支持"墨子"系列量子卫星）
- 量子传感研发中心（NV色心、冷原子等）
量子计算产业联盟
2026年，中国量子计算产业联盟（由本源量子发起）成员已超过100家，涵盖金融、能源、制药、材料等领域的龙头企业。联盟的目标是推动量子计算在各行业的应用落地——虽然量子计算机还不能解决实际问题，但"早期探索"对于建立应用生态至关重要。
量子通信：中国的全球领先地位
量子通信是中国量子科技中"最不具争议"的领先方向。
墨子号卫星的遗产
2016年发射的"墨子号"量子科学实验卫星，在2026年仍在运行（原设计寿命2年，已超期服役8年），持续为全球量子通信实验提供星地纠缠分发和量子密钥分发服务。
墨子三号：下一代量子卫星
2026年，中国正在准备"墨子三号"量子通信卫星，计划2026年Q4发射。与墨子号相比：
| 参数 | 墨子号 | 墨子三号 |
|---|---|---|
| 纠缠分发距离 | 1,200km | 3,000km |
| 密钥生成率 | 1kbps | 50kbps |
| 量子光源 | 单光子 | 纠缠光子对 |
| 工作模式 | 夜间 | 昼夜均可用 |
| 覆盖范围 | 单站 | 多站同时服务 |
墨子三号的核心突破是"昼夜可用"——利用1550nm波长（而非墨子号的850nm），降低了日间太阳背景光的干扰，使得量子通信可以在白天进行。
地面量子通信网络
中国已建成全球最大的地面量子通信网络，总长度超过10,000公里（光纤），连接北京、上海、广州、武汉、合肥等主要城市，以及香港和澳门。2026年，该网络为超过100家金融机构和政府机构提供量子安全通信服务。
中国量子计算的优势与挑战
优势
- 政策支持力度大：量子科技是国家战略，获得持续和稳定的资金支持。
- 人才储备雄厚：中科大、清华、北大等高校每年培养数百名量子科技博士。
- 量子通信全球领先：在量子密钥分发和量子中继器方面拥有全球最好的技术积累。
- 光量子计算的独特优势：九章系列在玻色采样问题上持续保持世界纪录。
挑战
- 超导量子芯片制造：高端量子芯片的制造设备（如电子束光刻机）依赖进口，存在供应链风险。
- 极低温设备：稀释制冷机（用于超导量子芯片的冷却）主要依赖进口（芬兰Bluefors、英国Oxford Instruments）。
- 量子软件生态：Qiskit、Cirq等主流量子编程框架由美国公司主导，中国量子软件生态相对薄弱。
- 国际协作受限：在量子计算领域的中美科技合作受到限制，中国团队难以使用国际顶级的量子硬件进行实验。
2026下半年的中国量子看点
- 墨子三号卫星发射：预计2026年Q4发射，将开启全球量子通信的新篇章。
- 祖冲之四号的技术公布：预计2026年底公布500+比特芯片的设计细节。
- 量子计算国家实验室的新成果：QNLS预计在2026年下半年发布多项量子计算和量子传感的突破。
- 本源量子的产业化：本源量子正在建设中国首条超导量子计算机生产线，目标年产能10台。
中国量子计算的故事才刚刚开始。从九章到祖冲之，从墨子到墨子三号，中国正在量子科技领域走出一条"非对称赶超"的道路——不追求全面超越，而是在关键节点上形成突破，在量子通信这样的方向建立不可替代的领先优势。2030年，当量子计算真正走向实用化时，中国将是一个不可忽视的玩家。