实验物理学家、2023年度国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士薛其坤在3月27日的2025中关村论坛年会开幕式暨全体会议上说，通用量子计算机的研制，是挑战人类的最高智慧，“研发难度肯定要高于人类首次登月，是一个国家最强科技实力的象征之一”。

　　薛其坤回顾了传统计算机芯片的原理。他介绍，1947年，半导体场效应晶体管发明，它的结构就像一个非对称的“三明治”，上面是电极，中间是绝缘层，下面是半导体硅。“晶体管的发明，包括在这个基础上集成电路的发明，先后两次获得了诺贝尔物理学奖。在过去的80多年间，我们见证了这么一个非常简单的非对称‘三明治’发展的奇迹，以至于我们现在的超级计算机，可以达到每秒100亿亿浮点数的信息处理速度。这个超级计算机的晶体管数目达到了6千万亿个，占地3亩左右，每天消耗的电是50万度。”

　　薛其坤说，在过去的四分之一个世纪里，我们见证了从CPU到GPU，核心还是半导体“三明治”的发展。

　　他表示，在人工智能时代，需要强大的算力。6秒的视频用200张H100的GPU芯片要训练1个月。如果变成30秒的视频，就需要400张这样的芯片训练3个月。“如果做两小时的电影，可能我们一个电站发的电量都不够用。”

　　薛其坤提到，量子计算机或是解决方案：“60个逻辑比特的量子计算机，理想状态下，能比拟占地3亩的超级计算机的运行速度。”

　　但不同于传统的半导体“三明治”可在室温工作，超导“三明治”——超导量子比特晶体管，需要在-273℃，几乎达到绝对零度的状态下才能进行有效的量子信息处理。“这就造成我们的超导量子计算机长得非常丑陋，因为它需要一个强大的制冷机。”薛其坤表示，未来如果研制成功，超导量子计算机占地可能也需要1/4个足球场，不能小型化，“所以你永远见不到一个超导量子计算机的笔记本电脑”。

　　对于什么时候才能研制出量子计算机，薛其坤引述2012年诺贝尔物理学奖获得者、法国科学院院士塞尔日·阿罗什的观点：“也许永远研制不成功，也许需要10年到20年。”薛其坤进一步表示，“我想强调的是，通用量子计算机的研制，是挑战人类的最高智慧，研发难度肯定要高于人类首次登月，是一个国家最强科技实力的象征之一。”

　　薛其坤也表示，实现量子计算除了超导这一技术路线外，也有离子阱、原子阵列、光量子、半导体量子点等途径的探索。“究竟最后谁赢？我们都没有一个明确的结论，还需要继续研究。”

　　他透露，目前相对于传统的半导体晶体管10⁻¹⁵出错率，超导量子比特晶体管的出错率大概在10⁻³到10⁻⁴，“也就是1000到1万次操作会出一次错，所以我们还有非常漫长的道路需要走。”

　　薛其坤还提到，从科学发现到走向产业，需要很长的时间。在量子信息这种高科技领域，这一点表现得更加突出。例如，从1962年约瑟夫森效应发现，到超导量子比特晶体管的出现，花了近40年的时间。“所以需要非常漫长的基础科研，才能把一个原理变成真正有可能实现的技术。”

　　南方+记者 王诗堃 吴彬彬

　　【作者】 王诗堃；吴彬彬

　　科技能见度