全鏈路國產替代！中國第三代量子電腦訪問突破2000萬次，國產化率超80%！

2月14日本源量子官宣：今日，中國第三代自主超導量子電腦“本源悟空”全球訪問量突破2000萬次，刷新了我國自主量子算力服務規模紀錄。

據瞭解，“本源悟空”已覆蓋全球139個國家和地區，海外使用者中，美國、俄羅斯、日本、加拿大等國使用者活躍度位居前列。有意思的是，美國使用者訪問量一直穩居境外訪問量第一。

其實，本源悟空只是國產量子產業技術應用的一個縮影，目前國產晶片、作業系統、稀釋製冷機等核心技術已基本實現國產化替代。

一、本源悟空，完成30萬個量子計算任務

量子計算作為全球最前沿的新技術，其主要技術路徑主要包括：超導、離子阱、光量子、量子點、冷原子等。從技術研發上看，超導路線擁有最多的技術追隨者。

基於超導量子位的量子計算是基於超導性能的材料，使用電荷量子位元、磁通量子位元和相位量子位元這3種方式來形成量子位元。超導量子位元在操控、耦合、測量、擴展等方面具有顯著優勢。過去幾十年裡，超導量子計算有一定的發展，實現了與量子態所需精度相當的高精度控制、微波單光子狀態的製備等主要技術。超導技術路線的缺點是易受環境噪聲影響使得退相干時間變短，進而增加量子位元的操作難度。

如國際商業機器公司（IBM）開發的超導量子晶片位元數量已進入千位時代，在全球已部署了70余台量子電腦。

同時，國產第三代自主超導量子電腦——本源悟空，搭載72位自主超導量子晶片“悟空芯”，這款晶片在中國首條量子晶片生產線上製造，共有198個量子位元，其中包含72個工作量子位元和126個耦合器量子位元。目前，已完成137個國家使用者的30萬個量子計算任務。

二、量子計算實現全面國產替代

量子電腦是一項綜合而複雜的技術整合。以超導量子電腦為例，量子電腦主要包含量子晶片、量子計算測控系統、低溫製冷系統、量子電腦作業系統、應用軟體等多個方面。

1、量子晶片

量子晶片作為量子電腦的“心臟”，是量子電腦中最難的部分，負責執行關鍵的運算加速過程，而這一過程需要將問題轉化為量子演算法，並通過特殊的調製脈衝訊號輸入量子晶片，最終採集並分析量子晶片輸出的訊號以獲得問題的解答。其相當於電腦的核心資源最佳化環節。

目前，國產量子晶片就上述提到的本源量子“悟空芯”，其高密度微波互連模組已完全國產化，國產化率超過80%，打破國外壟斷。

2、量子計算測控系統

量子晶片的高效運行並非孤立存在，它還需要一個完善的硬體系統來支援，包括量子芯片封裝技術、量子晶片測試平台以及量子測控系統、相關元器件等。

其中，量子計算測控系統負責量子晶片所需訊號的生成、採集、控制與處理，是實現量子晶片程式設計的關鍵工具。它如同一名精通量子語言的“翻譯官”，將人類世界的複雜問題轉化為量子晶片能夠理解的“語言”，並引導量子晶片進行高效的計算。

目前，國產“本源天機”第三代測控系統，支持同時下發和執行200個量子線路，顯著提升運行效率，並實現量子晶片批次自動化測試。

3、稀釋製冷機

量子晶片測試平台由極低溫稀釋製冷機及配套設施構成，為量子晶片提供接近絕對零度的極低溫環境、紅外輻射噪聲遮蔽、磁場噪聲遮蔽和極低的機械振動等高度隔離的運行條件，同時還需要高效率的導熱元件來及時帶走量子晶片執行階段產生的熱量。

國盾量子聯合科大於2024年推出的國產室溫操控系統和稀釋製冷機，已經實現了國產化替代；並且達到國際先進水平。

4、量子糾錯與訊號傳輸技術

高密度微波互連模組是關鍵，承擔量子晶片與外部裝置的訊號傳輸，需在極低溫下隔絕熱量。中國通過自主研發，成功實現該模組的國產化，成本遠低於進口，支援100+位量子晶片的穩定傳輸。

5、量子作業系統級軟體技術

在軟體技術方面，量子電腦同樣需要一套完整的軟體系統來支援其運行，包括量子電腦作業系統、量子語言編譯器、量子應用軟體以及量子電腦整合開發環境等。這些軟體系統不僅為使用者提供量子程序的程式設計和操作介面，還需要對接硬體，將程序轉換為硬體所需的指令訊號，確保量子電腦能夠高效、精準地執行各種計算任務。

目前包括量子作業系統、程式語言和應用軟體，需與硬體深度適配。中國已實現從作業系統到應用的全鏈條自主可控，國產化率超過80%。

如上所述，大部份量子計算核心部件均實現國產替代；但在部分底層元器件（如部分極低溫線纜）仍需依賴進口，需進一步補足短板。

也就是說，目前國產量子計算產業，在量子晶片、作業系統、稀釋製冷機等核心技術和裝置上已形成全產業鏈自主能力，關鍵硬體國產化率超過80%；已基本能實現國產化替代，產業鏈相對完整。

三、量子計算全球格局

根據科技諮詢公司ICV發佈的資料，2023年全球量子產業規模達到47億美元，2023至2028年的年均複合增長率（CAGR）預計將達到44.8%，到2035年量子計算產業總市場規模有望達到8117億美元。

而根據賽迪顧問資料，2025年，中國量子計算產業規模持續迅速上升，預計保持30%以上的增長率，市場規模將達到115.6億元。

從全球佈局來看，美國和歐洲是量子產業生態的活躍地區，歐美國家的量子企業聚集度較高，全球佔比超過60%。

其中，國際商業機器公司（IBM）作為全球量子計算領跑者，於2023年12月發佈1121位元量子處理器Condor，並推出首款模組化量子計算機IBM Quantum System Two。

近期，美國Google公司開發的一款量子晶片Willow，首次實現了“低於閾值”的量子計算——即在擴展量子位元數量時，能夠降低誤差率，這是量子計算領域一個重要里程碑。

目前，加拿大、日本、中國的量子計算團隊也在迅速向幾百、上千位元迭代。其中國產本源量子於2024年1月上線“本源悟空”超導量子電腦，搭載由72個計算位元和126個耦合位元構成的量子晶片。

相比而言，IBM、Google等企業在量子糾錯和生態鏈建設領先，如IBM Quantum Network擁有250多家成員，覆蓋多國企業與學術機構。但中國在硬體國產化率（如“本源悟空”80%以上）和算力服務規模（2000萬次訪問）上表現突出。

同時，全球量子計算仍處於從實驗室向產業過渡的階段。中國通過“本源悟空”等裝置率先實現算力規模化服務；而歐美更聚焦於底層技術突破，如Google的糾錯晶片。

因此，中國在量子計算領域已形成全產業鏈自主能力，關鍵硬體國產化率超過80%，並在算力服務規模、跨行業應用及國際化合作上領先。儘管在量子糾錯等底層技術上仍需追趕歐美，但憑藉政策支援、專利積累和商業化落地速度，中國正從“並跑”向“領跑”轉變。未來需進一步補足核心元器件短板，加速量子計算與人工智慧、6G等技術的融合，以鞏固全球競爭力。 (飆叔科技洞察)