NEC退出量子计算研发:26年积淀止步8量子比特,富士通扛起日本万比特大旗

移动通信网 林知远

9月18日,据日本共同社消息,日本网络设备大厂NEC正式退出量子计算机研发,退出理由直白而残酷——量子计算机走向实用化需要未来十多年持续投资,公司判断难以实现盈利。这一决定在行业内引发震动,因为NEC并非量子领域的迟到者,而是全球公认的元老级企业。1999年,NEC率先在全球实现量子计算领域的基础技术“超导量子比特”,比谷歌、IBM的量子计算布局早了近二十年。然而26年过去,NEC的公开技术积累仅停留在8个量子比特,与当前国际第一梯队动辄数百乃至上千量子比特的水平形成巨大反差。NEC的退出,标志着日本量子计算“双雄”格局就此瓦解,另一家网络设备巨头富士通成为日本自研量子计算机的唯一扛旗者。日本政府已将量子技术列为17个增长领域之一,计划到2040年度前累计投资超过10万亿日元,约合人民币4369亿元,NEC的撤退无疑让这笔巨额押注的天平进一步向富士通倾斜。

【关键数据】

[1] NEC公开量子比特数仅8个(1999年首创超导量子比特技术)

[2] 日本政府计划到2040年度前投资超10万亿日元(约合人民币4369亿元)

[3] 富士通2025年4月完成256量子比特超导计算系统,目标2030年前建成1万量子比特

[4] 富士通金刚石掺锡原型机计算效率提高10倍

[5] IBM已推出1121量子比特Condor处理器,规划2033年建成10万量子比特系统


超导量子比特是当前量子计算主流技术路线之一,其原理是利用超导电路在接近绝对零度环境下形成的宏观量子态,通过约瑟夫森结构造可实现量子叠加与量子纠缠,从而执行远超经典计算机的并行运算。NEC在1999年的突破正是基于氮化铌约瑟夫森结器件,这一成果为后来IBM、谷歌的超导量子路线奠定了实验室基础。但从实验室原型到工程化产品之间存在巨大鸿沟:量子比特数量扩展需要解决比特间串扰、纠错开销、极低温制冷系统稳定性等一系列问题,业界估算每增加一个逻辑量子比特需消耗约1000个物理量子比特用于纠错。NEC在8量子比特后长期停滞,反映出其研发投入规模无法支撑技术迭代。相比之下,富士通9月8日公开的原型机采用差异化路线——在高纯度人造金刚石中掺入锡,利用金刚石氮空位色心结构提升量子操控精度,官方数据显示计算效率较此前提高10倍,展现了非超导路线的可行性。

从全球竞争格局看,量子计算赛道正处于投入爆发期。IBM已于2023年推出1121量子比特的Condor处理器,并规划2033年前建成10万量子比特系统;谷歌2019年以53量子比特的Sycamore实现“量子优越性”验证;中国本源量子的超导路线已交付多台国产整机。富士通与日本理化学研究所的合作项目代表了日本的最快速度:2025年4月完成256量子比特超导计算系统开发,随即宣布启动1万量子比特超导量子计算机研发,目标2030年前完工。但即便1万量子比特如期实现,富士通仍需面对IBM、谷歌在纠错技术和软件生态上的先发优势。市场数据同样显示行业盈利遥遥无期——麦肯锡预测量子计算产业收入要到2035年才可能达到千亿美元量级,而全球头部企业目前年研发投入普遍在数亿美元至十亿美元级别,NEC“十多年难以盈利”的判断与行业共识基本一致,只是它选择了不再等待。

NEC退出对日本量子产业链的冲击不容低估。上游来看,超导量子计算机依赖稀释制冷机、高纯度硅芯片、超导线缆等核心部件,日本企业在低温设备领域原本具备一定供应能力,NEC的研发线撤除将压缩国内订单规模。中游整机环节,日本目前仅有富士通与理研联合体在推进,2021年4月日本制定国产量子计算机发展战略后,理化学研究所2023年才研制出日本第一台量子计算机,进度已落后中美约五年。下游应用方面,制药分子模拟、材料设计、金融组合优化被视为量子计算最先落地的三大场景,富士通的1万量子比特目标正是瞄准新药研发中蛋白质折叠模拟等需求。成本结构上,一台超导量子计算机整机造价通常超过1亿美元,其中稀释制冷系统占比约三成,极低温运行每日电耗与维护成本高昂,单一企业长期独撑的压力可想而知,这也是NEC权衡后放弃的直接原因。

商业化进展方面,富士通目前走在日本最前列。其与理化学研究所共建的量子计算平台已向日本国内企业和科研机构开放云端访问,采用混合量子-经典计算架构,先以64量子比特系统服务商业客户,再逐步升级至256量子比特。落地案例包括与日本制铁合作优化炼钢排程、与瑞穗银行开展金融衍生品组合计算试验等。此次公开的金刚石掺锡原型机则开辟了第二条技术路线,掺锡工艺可提升金刚石量子比特的相干时间,为常温附近的量子传感与量子存储提供可能。反观NEC,其退出研发后将资源转向量子安全通信等更接近商用的领域,公司仍保留网络设备、AI计算等主业——NEC 2024财年研发总投入约2000亿日元,量子计算的长期失血显然与其股东回报导向的财务策略冲突。日本经济产业省对此未作官方回应,但10万亿日元的国家投入计划仍在推进,后续资金将进一步集中于富士通-理研体系。

NEC的退出折射出量子计算行业的深层分化:一方面是主权力量驱动的国家队长线投入,另一方面是商业公司对投资回报周期的精算取舍。类似剧本在业界早有先例——英特尔2018年后收缩量子硬件投入转向硅自旋量子比特,霍尼韦尔则拆分量子业务独立融资。对日本而言,量子自研能力如今系于富士通一身,其2030年1万量子比特目标的成败,直接决定日本在全球量子竞赛中能否保住第二梯队位置。可对照的坐标是IBM规划2033年的10万量子比特和谷歌的纠错量子芯片Willow——后者2024年已实现纠错后逻辑量子比特性能随规模扩展而提升的关键验证。富士通若要在六年内将量子比特数从256扩展至1万,需实现约40倍增长,年均扩容速度须达到80%以上,工程难度极高。NEC用26年时间证明了量子计算烧钱之烈,富士通则要用未来六年证明这份投入终能兑现为产业竞争力,日本量子计算的下一程,已无退路可选。


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