方正浩:从比特规模到容错能力,量子计算迈向系统能力竞争-新华网
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2026 09/18 09:38:46
来源:中国金融信息中心

方正浩:从比特规模到容错能力,量子计算迈向系统能力竞争

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  “别人在比谁的原子更多,我们在回答谁能先把错误关进笼子里。容错时代,物理比特不是最终资产,可靠的逻辑计算能力才是。”9月15日,太一量生(上海)量子科技有限公司创始人、首席执行官方正浩在新华网 (新华量子频道)、新华社上海分社、中国金融信息中心联合主办的新华量子访谈第四期暨蓝宝石思享汇第十九期上表示。

  他说,随着量子计算从技术突破走向系统能力竞争,真正决定其能否迈向实用的,已不只是物理比特数量,更在于能否持续识别、控制和纠正错误。容错,正在成为量子计算迈向实用化的关键命题。

  “量子计算不是一台更快的计算机,而是另一种计算方式。”方正浩谈到,近四十年经典算力提升数亿倍,可精确求解的电子体系仅从18个推进到26个,量子计算让一类原本算不动的问题首次变得可计算。容错是量子计算走向实用的必由之路,没有量子纠错,再高的单次保真度也撑不起真正有价值的算法。

  技术路线上,太一量生并非从物理比特规模出发,而是从未来真正有价值的计算问题出发,反向定义量子纠错、系统架构与物理底座。公司选择镱(Yb)中性原子技术路线,重点利用其在擦除错误转换等方面的物理特性,探索降低量子纠错资源开销的系统路径。成立数月以来,太一量生已打通面向纠错的实时控制闭环,并在6个月内完成全技术栈整机集成,从整机设计之初即围绕容错要求构建系统能力。

  产业层面,他提出补经典算力短板、“量子×经典×AI”异构协同、成为AI数据底座三大判断,未来将以“产业出题、科研解题、工程落地”的路径,推动容错量子计算在中国落地。

  以下为新华量子访谈第四期论坛实录:

中国金融信息中心党委委员、总裁 张凤明

  中国金融信息中心党委委员、总裁张凤明致辞表示,量子计算已走出理论探索与原型验证阶段,进入以工程化、商业化为导向的系统性攻坚期,容错量子计算成为全球技术竞速的核心赛道。

  2026年以来,我国量子科技领域多技术路线同步中国金融信息中心党委委员、总裁 张凤明突破,国家级耐心资本持续加注,行业应用从概念验证加速走向金融、医药、制造等实体场景。与此同时,上海作为全国科技创新中心,正加快构建量子产业生态优势。徐汇区近期正式印发《关于加快推进量子计算产业发展的若干措施》,推出十条精准扶持举措,为量子企业发展提供了坚实支撑。

  本期访谈的主讲嘉宾太一量生,正是扎根徐汇的本土量子科技企业代表。作为国内中性原子镱原子量子计算技术路线的开创者、聚焦容错量子计算的科技企业,太一量生成立以来快速组建起覆盖硬件、控制、编译、纠错和算法的近百人全栈国际化科研团队,并获得头部投资机构及前沿产业资本支持,走出了一条技术原创驱动产业落地的发展路径。

太一量生(上海)量子科技有限公司创始人、首席执行官(CEO)方正浩

  主旨分享环节,方正浩带来《从技术突破到系统工程,容错量子计算进入新阶段》主题报告,从量子计算本质、容错必要性、技术路线选择、系统工程实践到产业落地路径,展开了完整的体系化阐述。

  “量子计算不是一台更快的计算机,而是用量子系统直接理解和计算量子世界。”在他看来,微观世界遵循量子力学规律,经典计算求解量子体系时复杂度呈指数级增长——近40年算力提升数亿倍,可精确求解的电子体系仅从18个推进到26个。“经典计算遇到的不是速度问题,而是一堵指数墙。每增加一个电子,问题都是指数级增长的。”

  量子计算的价值在于让一类原本“算不动”的问题第一次变得可计算,其底层原理并非大规模并行计算,而是对量子干涉过程的精确设计与操控——通过精准操控量子态的振幅,让错误路径的振幅相互抵消、正确路径的振幅同向放大,最终得到高概率的正确结果。

  谈及容错的必要性,方正浩给出核心判断:没有量子纠错,再高的单次保真度,也撑不起一个真正有价值的算法。

  他用数据直观对比:经典计算中CPU、GPU计算已极为可靠,而当前量子物理比特的单次操作错误率在10的负2到负4次方区间。“解决一个化学计算或密码破解问题,往往需要执行几千万到几亿次操作。如果单次错误率是万分之一,累计计算一亿次后,整体正确率会无限趋近于零,计算结果没有实际意义。”

  方正浩用“合唱团”比喻解释量子纠错的原理:一个人唱歌可能走调,但上百人一起合唱时,通过彼此间的信息校验,整体音调依然准确。量子纠错正是通过几十、上百乃至上千个物理比特进行冗余编码,持续完成检错与纠错,最终形成一个可靠逻辑比特。

  他同时强调,超导、离子阱、中性原子、光子等不同量子计算技术路线的选择,本质上是在选择未来的容错代价。太一量生选择中性原子技术路线,并在中性原子体系中进一步锁定镱(Yb)原子,是国内中性原子镱原子量子计算技术路线的开创者。

  据介绍,中性原子体系天然具备三大特性:原子天然全同、可移动可重排、阵列规模扩展性好,天然适配分区式容错架构,为量子纠错设计提供了更灵活的物理空间。

  镱原子的差异化优势之一,来自其丰富的能级结构:可利用擦除错误转换(Erasure Conversion)机制,将部分难以定位的计算错误转化为位置可探测的错误,为降低纠错复杂度与资源开销提供新的可能。方正浩用比喻直观解释:传统量子纠错就像在几千人的村庄里寻找一个身份未知的小偷,既不知道是谁也不知道位置,需要布设大量检测点、反复校验,资源消耗极高;而镱原子相当于给犯错的原子装上了会发信号的“电子脚镣”,错误一旦发生,系统就能立刻定位其位置。

  通过这一机制,系统可提前获得错误的位置信息,大幅降低纠错解码的复杂度与物理资源开销——这可以显著降低实现同样精度的高质量逻辑比特所需要的物理比特数。

  他以破解RSA-2048密码这一行业通用基准为例,说明资源效率的演进:早期行业估算需要约2000万个物理比特;随着架构与纠错编码的持续演进,所需物理比特数量逐步下降;2026年初发布的Pinnacle(顶峰)架构已将这一数字降至约10万个。而太一量生的核心技术方向,正是重新审视物理底座、错误结构与纠错架构,目标是将解决同等问题所需的物理资源再降低一个数量级。

  “从0到1的科学突破很难,从1到10的系统构建同样难。”方正浩表示,容错不是在量子计算机上额外加一个模块,而是按照纠错要求重新设计整台机器。成立数月以来,太一量生打通面向纠错的实时控制闭环,并在6个月内完成全技术栈整机集成。对太一而言,整机集成并非终点,而是进一步构建量子纠错与容错能力的系统基础。

  对于产业落地路径,他提出三个判断:第一,先补上经典计算“算不动”的短板,聚焦化学模拟、新材料研发、药物发现等经典方法失效的场景;第二,形成“量子×经典×AI”的异构协同,三者结合共同解决微观世界的计算与预测问题;第三,量子计算有望成为AI的数据底座,提供经典方法难以获得的精确基态模拟数据,形成“量子产生数据、AI放大规律”的协同模式。

  在他看来,中国的机会在于把全球前沿的技术与工程方法,同中国的人才密度、供应链能力和产业基础结合起来,以“产业出题、科研解题、工程落地”的路径,推动容错量子计算的未来在中国发生。

访谈环节

  访谈对话由主持人陈星颜主持。双方围绕创业初心、技术路线、系统工程、产业前景等展开深度交流。

  方正浩表示,在2026年初选择下场创业是一种“使命感”。他带队调研过国内超过60家量子领域企业,判断中性原子技术异军突起、经典算力逼近物理极限、国家政策持续加码,量子计算时代正加速到来。他与原微软量子首席架构师刘弘斌博士双向奔赴,共同创立太一量生。

  为何选择镱原子路线?方正浩表示:我们不是先爱上镱原子,再去寻找它的优点。我们先问,未来一台容错量子计算机最昂贵的东西是什么。答案是纠错开销。于是我们向下追问:什么样的物理体系,能够让错误更容易被识别、更容易被纠正?最后才来到镱原子。他称这是“难而正确的事”。镱原子工程实现难度更高,但在可擦除误差等容错特性上上限更高。他透露,谷歌在做了十多年超导后,今年3月也将中性原子列为主线研究计划,由长期研究镱原子等碱土类原子体系的 Adam Kaufman 领衔,“这印证了我们选择的是上限更高的下一代技术”。面对巨头入场,他表示并不担心:“今天的GPU、大模型,无一例外对手都是巨头,但最终跑出来的往往是创业公司。”

  关于系统工程,方正浩用“马拉松”作比喻:起点、方向、速度、加速度决定最终胜负。团队起点是创始人兼CTO刘弘斌有多次参与实现容错系统商业化交付的经验;方向已获国际头部企业验证;人才密度与组织效率决定加速度,单点冷原子硬件技术不足以实现容错量子计算系统,其关键核心是能串联多技术领域的“π型人才”,刘弘斌正是极少数具有这样经验的科学家。

  对于产业化节奏,他表示未来5至8年将是量子计算持续迈向实用化的重要窗口期,可靠量子计算能力的规模与质量将成为关键指标。他将发展分为“可用、有用、好用”三阶段,类比当下正处于“波士顿动力机器人时代”。商业模式将从科研合作、联合攻关与系统验证逐步走向整机及算力服务,长期则有望形成面向产业的量子计算基础设施与云端服务能力;技术终局未必由单一物理路线覆盖所有计算需求,不同技术路线未来可能形成协同与融合。

  谈及与同窗的“兄弟创业”,方正浩表示最大优势是降低摩擦成本,核心在于权责清晰、能力互补。他给年轻创业者的建议是想清楚“为什么是你、为什么是现在、怎么做”,归根结底是天时地利人和。(作者:刘暑冰 审核:夏寅)

【纠错】 【责任编辑:郭晓婷】