“人工智能和量子信息正在改變這個(gè)世界，它們是當(dāng)前科學(xué)前沿的關(guān)鍵領(lǐng)域，正跨越傳統(tǒng)技術(shù)的極限，為信息科技注入新動(dòng)力。”

在9月21日舉行的2025浦江創(chuàng)新論壇“AI量子：量子智能”分論壇上，來自中國(guó)、美國(guó)、歐洲、新加坡等世界各地的量子科技領(lǐng)域?qū)＜遥接懭斯ぶ悄芘c原子量子計(jì)算、量子信息科學(xué)、量子線路優(yōu)化、量子算法應(yīng)用的交叉融合，研判量子人工智能領(lǐng)域當(dāng)下亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。在這里，無處不在的量子與無所不能的AI相撞，有關(guān)未來的創(chuàng)新變革誕生。

量子與AI各自“突破”

還在20年前，量子與AI仿佛兩條平行線，在各自的學(xué)科里歲月靜好，孤獨(dú)又“無名”。1950年，圖靈提出“圖靈測(cè)試”，為機(jī)器模仿人類智能立下首個(gè)標(biāo)桿；1986年，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的出現(xiàn)，讓AI從抽象概念向技術(shù)落地邁出關(guān)鍵一步。進(jìn)入本世紀(jì)，AI迎來“爆發(fā)期”：2016年至2018年，“阿爾法狗”擊敗世界圍棋冠軍、“阿爾法折疊”破解蛋白質(zhì)折疊難題，完成了上世紀(jì)“想都不敢想”的任務(wù)；2022年，OpenAI推出的ChatGPT實(shí)現(xiàn)接近人類的語言交流能力，達(dá)到“能像人一樣普通交流，甚至更聰明一點(diǎn)”的水平；2025年，開源大模型的推出更具里程碑意義——它成本低、易開發(fā)，打破了大模型的技術(shù)壟斷，讓全球研究者能共同推進(jìn)創(chuàng)新，是行業(yè)里非常重要的時(shí)刻。

當(dāng)AI從理論到實(shí)用步步跨越時(shí)，量子領(lǐng)域的突破同樣步步扎實(shí)。一個(gè)世紀(jì)前，科學(xué)家完成量子力學(xué)的復(fù)數(shù)定義，為理解微觀世界搭建理論框架；1981年，研究者意識(shí)到“傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法推演量子效果”，提出需構(gòu)建遵循量子邏輯的新型計(jì)算機(jī)；1994年，量子算法可破解RSA密碼的發(fā)現(xiàn)，讓各國(guó)政府開始重視量子計(jì)算研發(fā)。“傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)靠0和1的經(jīng)典比特，量子計(jì)算機(jī)用量子比特，雖算力更強(qiáng)，卻有個(gè)大問題——量子比特易受環(huán)境干擾出錯(cuò)，早年很多科學(xué)家覺得‘實(shí)現(xiàn)實(shí)用量子計(jì)算機(jī)不可能’。”姚期智院士坦言，直到1996年量子糾錯(cuò)原理被發(fā)現(xiàn)，這一困局才出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)；而去年谷歌量子芯片實(shí)現(xiàn)“指數(shù)級(jí)錯(cuò)誤降低”，錯(cuò)誤率降至0.1%以下，“第一次突破關(guān)鍵門檻，給了行業(yè)巨大鼓舞”。

一邊“補(bǔ)短板”一邊“拓邊界”

“將量子與AI這兩項(xiàng)顛覆性技術(shù)結(jié)合，或許能推動(dòng)人類突破現(xiàn)有知識(shí)極限，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能力的躍升。”在姚期智院士看來，二者的融合不是簡(jiǎn)單疊加，而是相互賦能的“化學(xué)反應(yīng)”。

最典型的突破在量子糾錯(cuò)領(lǐng)域。谷歌去年推出的量子芯片，正是借助AI技術(shù)解決了量子計(jì)算的核心痛點(diǎn)。“它是一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，采集數(shù)千個(gè)由量子模擬得到的樣本，經(jīng)AI機(jī)器訓(xùn)練學(xué)習(xí)而成，直接支撐了Willow量子計(jì)算芯片的誕生。”姚期智院士解釋說，這就像給量子計(jì)算裝上“智能糾錯(cuò)系統(tǒng)”，讓原本易出錯(cuò)的量子比特能穩(wěn)定工作，“這是AI賦能量子的關(guān)鍵一步，也為實(shí)用量子計(jì)算機(jī)研發(fā)按下‘加速鍵’”。

在前沿科學(xué)探索中，這種融合更展現(xiàn)出驚人潛力。2015年，LIGO探測(cè)器首次探測(cè)到引力波，證實(shí)愛因斯坦百年前的預(yù)言；而近期谷歌DeepMind與相關(guān)研究院合作，用AI強(qiáng)化學(xué)習(xí)治理引力波探測(cè)系統(tǒng)的噪聲，“就像擦掉眼鏡上的灰塵，原本模糊的宇宙信號(hào)變清晰了，觀測(cè)邊界也更遠(yuǎn)了”，姚期智院士形象地比喻，這項(xiàng)突破“開啟了新一代引力波研究，能更有效地檢驗(yàn)物理學(xué)和宇宙學(xué)基礎(chǔ)理論”。與此同時(shí)，量子計(jì)算未來可能破解現(xiàn)有RSA加密，而AI為“后量子密碼”設(shè)計(jì)提供了新思路。

中國(guó)AI量子：基礎(chǔ)扎實(shí)潛力無限

量子材料應(yīng)用分析，量子算法在優(yōu)化計(jì)算中的應(yīng)用，量子控制和量子計(jì)算中的捷徑方法，高軌道量子模擬……論壇上，來自復(fù)旦大學(xué)、清華大學(xué)、上海量子科學(xué)研究中心、新加坡量子技術(shù)中心、荷蘭烏德勒支大學(xué)、盧森堡大學(xué)等的科學(xué)家們，分享了各自量子算法、AI物理學(xué)、量子計(jì)算、量子加密等領(lǐng)域的最新進(jìn)展。特別是，中國(guó)科學(xué)家在量子糾錯(cuò)、AI賦能量子等領(lǐng)域緊跟國(guó)際前沿，最新研究進(jìn)展在部分方向上已經(jīng)具備了“并跑”，甚至局部“領(lǐng)跑”的可能。

“中國(guó)在量子與AI融合賽道上有優(yōu)良基礎(chǔ)，也有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。”

中國(guó)科學(xué)院院士俞大鵬指出，中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域已取得顯著突破。以深圳為例，過去10年量子研究從零起步，不僅吸引大量國(guó)際化人才，還收獲多項(xiàng)關(guān)鍵成果，其中“證明復(fù)數(shù)量子必要性”的研究，為全球量子計(jì)算算法設(shè)計(jì)與硬件研發(fā)提供重要依據(jù)，成功躋身國(guó)內(nèi)量子研究“國(guó)家隊(duì)”行列。

在上海，復(fù)旦大學(xué)成功研制出中性原子量子計(jì)算系統(tǒng)，制定高效并行量子計(jì)算指令集；開發(fā)ai+量子調(diào)控方案，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模原子系統(tǒng)的自動(dòng)校準(zhǔn)、優(yōu)化，為量子計(jì)算增效提速；自研物鏡的性能也已支撐萬比特級(jí)中性原子量子計(jì)算；近期在量子優(yōu)化算法上又取得新突破，大幅提升np問題的量子計(jì)算效率……

展望未來，姚期智院士認(rèn)為，量子與AI的融合將深刻改變?nèi)藗兊纳睢＠纾卺t(yī)療領(lǐng)域，二者結(jié)合能精準(zhǔn)模擬分子結(jié)構(gòu)，大幅縮短新藥研發(fā)周期；能源領(lǐng)域，可優(yōu)化能源分配與利用，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)；通信領(lǐng)域，后量子密碼能保障信息安全，應(yīng)對(duì)量子計(jì)算帶來的加密挑戰(zhàn)。

不過，量子人工智能仍有未知待探索，比如AI早年靠大數(shù)據(jù)才展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，量子AI何時(shí)能在數(shù)據(jù)需求上體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，還需要更多研究。“可以確定的是，這一領(lǐng)域理論與實(shí)踐緊密相連，必須重視原創(chuàng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。我們要抓住機(jī)遇，加強(qiáng)資源投入，讓中國(guó)在量子與AI融合的時(shí)代浪潮中保持領(lǐng)先。”姚期智院士說。

隨著技術(shù)持續(xù)突破與產(chǎn)業(yè)布局完善，量子計(jì)算正逐步從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，而中國(guó)在這一賽道上的每一步突破，都將為全球量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新動(dòng)能。

來源：新民晚報(bào) 上觀新聞