移动通信网 林知远
8月27日，未来产业大会·未来信息主题交流活动在成都天府国际会议中心举行，本次活动以“量子筑基·安联未来”为主题，由中国电子信息产业发展研究院与成都市经济和信息化局联合主办，汇聚政产学研用金全链条主体，参会规模达1000人。成都中微达信科技有限公司总经理吴峰在会上发表题为《高精度量子测控：解锁未来信息算力的关键钥匙》的演讲，系统阐述了量子测控行业向专用化、低温化、智能化演进的三大方向，并公布了该公司超导量子测控的完整技术路线。吴峰在演讲中首先厘清了量子计算的基础概念：量子并非某一种粒子，而是构成物质最基本单元的全称，具备不可分割特性。经典比特只能处于0或1两种状态，而量子比特可处于|0?与|1?的叠加态，N个量子比特能够同时携带2?种状态，实现信息容量指数级增长。借助布洛赫球模型，经典比特仅可停留在南北两极，量子比特则可处于球面上任意一点，量子纠缠更被爱因斯坦称作“遥远地点之间的诡异互动”，构成量子并行算力的另一核心来源。
【关键数据】
[1] 中微达信2018年推出国际首个二次变频架构8比特测控系统，2025年迭代至支持1000比特
[2] “九章”76光子原型机求解高斯玻色取样用时200秒，超算“富岳”需约6亿年
[3] “蜀山系列”低温CMOS测控芯片可在4K环境中实现量子比特测控
[4] 更换低噪声AWG设备后量子比特系统性能相比国际同类产品提升50%
[5] IBM GEN3数字直出射频测控电子学支持400比特，下一代低温CMOS目标支持1000以上比特
量子测控系统是宏观经典世界通往微观量子世界的桥梁，其定位类比传统计算机的主板。测控系统的根本任务，是完成经典世界与量子世界之间信号的双向转换与处理：操控即写操作，将经典电信号转换为作用于量子比特的微波脉冲或激光脉冲，脉冲需在频率、相位、幅度、持续时间上保持极高精度，以在量子芯片上执行X门、Hadamard门、CZ门等逻辑门操作；测量即读操作，针对超导量子比特谐振腔频率变化等最终状态，开展微弱信号探测、放大、混频、模数转换，还原为0或1的经典二进制数据，这是获取量子计算结果的唯一途径。算力优势方面，吴峰给出一组对比数据：300位大数分解任务，万亿次经典计算机需15万年完成，万亿次量子计算机仅需1秒；亿亿亿变量线性方程组求解，亿亿次超级计算机需要100年，量子计算仅需0.01秒。2019年谷歌“悬铃木”53个超导比特原型机求解随机线路采样问题，超级计算机Summit约需1万年，量子原型机仅用时200秒；我国“九章”76个光子原型机求解高斯玻色取样，超算“富岳”约需6亿年，原型机仅用200秒即完成验证。
全球超导量子测控技术已形成三条清晰的竞争路线。IBM以规模、低温为关键词迭代产品，从传统测试仪器起步，先后推出GEN1定制超外差第一代测控电子学（20比特）、GEN2集成超外差测控电子学（40比特）、GEN3数字直出射频测控电子学（400比特），下一步将研发低温CMOS测控电子学，目标支持1000以上比特。谷歌聚焦规模、纠错、AI三条主线，规划了从54个物理比特实现量子优越性，到10?物理比特量子纠错、10?物理比特构建逻辑比特、10?物理比特构建逻辑门、10?物理比特工程化扩展，最终实现10?物理比特大规模容错量子计算机的完整里程碑。英特尔围绕规模与低温研发，工作温度低于-270℃，技术路线由常温分立测控设备，向集成控制器演进，最终走向异构封装片上就近测控。中微达信的常温产品按比特规模分阶段迭代：2018年推出国际首个采用二次变频体制架构的8比特量子测控系统，2019年扩展至100比特，2022年达到1000比特，2025年迭代到第四代支持1000比特的低噪声、具备快速反馈能力的全套软硬件系统，与IBM、英特尔处于同一规模量级。
在低温化路线上，中微达信自主研发“贡嘎”、“峨眉”、“西岭”等“蜀山系列”低温CMOS测控芯片，集成多通道操控与读取，可在4K环境中实现量子比特测控，目标实现全球首个突破千比特的低温阵列化测控。产业链上游的关键环节方面，该公司低温低噪声放大器已实现自主知识产权，打破国外禁运，综合性能实现对国外产品的超越。吴峰强调，低温化是规模化量子计算的必由之路：当比特数量达到上千乃至百万级别，常温架构下布线密度、功耗、信号串扰、延迟将成为难以逾越的瓶颈，将测控电子学下沉至K乃至mK温区、与量子芯片就近集成是唯一解法，未来系统将采用常温加低温混合架构——常温承担算力与调度，低温完成就近操控与读取。专用化方向上，行业正由通用测试仪器拼凑模式，转向为量子比特量身打造专用测控系统与专用芯片。在比特、XY、QA、链路等外部条件全部不变、仅做Z控对比的测试中，更换低噪声AWG设备后，量子比特T2r相干时间明显提升，相比国际同类产品系统性能提升50%，印证了噪声每降低一点都会直接转化为量子比特性能提升的行业规律。
商业化落地方面，中微达信的行业重点产品包括超导量子测控专用多通道任意波形发生器、中性原子量子计算测控系统两大方向，覆盖当前超导与中性原子两条主流技术路线的实验需求。智能化即量超智融合，被吴峰定位为量子计算产业化的重要发展方向：测控系统作为核心枢纽，向上对接超算、智算GPU、CPU、FPGA与AI智能算法，向下管控量子QPU量子芯片。2025年10月，NVIDIA发布NVQLink开放式系统架构，通过高速互连连接量子处理器与GPU超级计算机，构建混合量子-经典计算系统，黄仁勋提出“未来的超级计算机将是QPU-GPU系统”的判断。中微达信已布局国内首个量超融合组件，在量超智融合赛道卡位。从应用场景看，量子计算对RSA公钥加密体系安全性形成根本挑战，同时可支撑海量变量科学计算与人工智能工作，测控系统作为算力落地的物理入口，其专用芯片、低温集成、量超智融合三大技术方向将直接决定量子计算从实验室原型机走向工程化规模扩展的速度。
从行业动向看，量子测控环节的战略权重正在快速上升。IBM、谷歌、英特尔三家头部企业均已将测控电子学纳入核心自研体系，且不约而同地将低温CMOS列为下一代技术重点，谷歌的10?物理比特容错目标更依赖测控快速反馈与AI算法支撑比特扩容与纠错。国内方面，中微达信以“规模、低温、快速反馈、AI”四个关键词对齐国际路线，2018年至2025年七年间完成从8比特到1000比特低噪声快速反馈系统的四代迭代，低温测控芯片与低噪声放大器的自主化也为国内超导量子计算供应链提供了国产保障。本次未来产业大会汇聚产学研各方，量子信息已被纳入未来产业培育范畴，成都依托中微达信等企业形成量子测控区域产业集聚。吴峰在演讲最后强调，面向未来，量子测控将持续推进专用芯片、低温集成、量超智融合技术落地，支撑量子计算产业向前发展——测控系统作为连接经典算力与量子算力的桥梁，其每一次性能跃迁都将同步放大整机的算力上限。
