金思宇/文


引言：一个数字的两种命运


“针对特定问题，处理速度比世界最快的超级计算机快4.5亿倍。”


这个数字属于“天衍—287”。它搭载与“祖冲之三号”同源的超导芯片，拥有105个数据比特与182个耦合比特，单比特门保真度超过99.9%，双比特门保真度达99.54%，读取保真度超过98.7%，可提供74比特24层随机线路采样的“量子计算优越性”云服务。2025年11月，它接入“天衍”量子计算云平台并面向全球开放，成为全球首次将具备“量子计算优越性”级别的算力全面开放为可访问、可重复验证的云服务。


这个数字可以有两种命运。一种是被读成“中国计算机已经全面超越超算”，在热搜上狂欢三天，然后被下一个热点覆盖。另一种是被读成一个精确的技术坐标：它标定的是中国超导量子计算在一条特定赛道上的位置，既不放大，也不缩小。


选择哪一种读法，决定了我们接下来在哪些地方用力，在哪些地方保持耐心。


一、4.5亿倍的“能指”与“所指”：优越性不等于可用性


“针对特定问题”这五个字，是全部理解的锁扣。


量子计算的速度优势从来不是普适的。它在随机线路采样、特定组合优化、量子系统模拟等具有特殊数学结构的任务上，具备经典计算难以企及的加速潜力；但在常规文本处理、数据库查询、视频渲染上，它不如一台普通服务器。这不是工程缺陷，而是量子力学原理划定的边界。“量子计算优越性”这个概念本身，指的就是这种任务特定性上的相对优势，而非通用替代能力。


真正值得关注的技术信号，不在倍数里，而在倍数背后那组更“枯燥”的指标上：比特数决定规模上限，保真度决定结果可信度，而纠错阈值决定这一切能否从演示走向实用。


“天衍—287”的保真度数据——单比特99.9%、双比特99.54%、读取98.7%——已经站在国际第一梯队的区间内。但保真度再高，单次操作仍有千分之一到百分之一量级的错误。当电路深度增加、比特数扩展时，错误会累积，计算结果会退化为噪声。这正是全球超导路线共同面对的关口：物理比特的“漂亮数字”必须转化为逻辑比特的“可信计算”，否则优越性只能停留在 benchmark 上。


2025年底，中国科大团队基于107比特“祖冲之3.2号”处理器，在码距为7的表面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错，逻辑错误率随码距增加而显著下降，错误抑制因子达到1.4，成功演示了“越纠越对”。这一成果的方法论意义甚至大于数字本身：团队采用的是“全微波量子态泄漏抑制架构”，在硬件效率和扩展性上较谷歌Willow处理器所依赖的直流脉冲方案具有频分复用的天然优势，为向更大规模扩展提供了一条更“轻”的路径。谷歌Willow在2024年底实现的表面码纠错抑制因子为Λ=2.14，同样跨过了阈值，但其技术路线对芯片布线和低温硬件施加了更多约束。两条路线各有千秋，但共同指向一个判断：纠错“低于阈值”已经从愿景变成了可复现的实验事实，接下来比拼的是谁的架构更容易规模化、谁的工程开销更低。


在这个意义上，4.5亿倍是一个里程碑，但它度量的是“物理优越性”的高度，而非“逻辑可用性”的成熟度。从“能算出一个令人惊叹的结果”到“能可靠地算完一个真实问题”，中间隔着的正是纠错工程化这道最硬的墙。


二、云平台的分量：为什么450万次任务比4.5亿倍更值得细看


如果说4.5亿倍回答的是“机器有多快”，那么“天衍”云平台的数据回答的是一个更产业化的追问：有没有人真的在用，用了之后有没有反馈，反馈有没有沉淀为能力。


截至最新披露，平台已服务60多个国家和地区，累计访问5500万次，实验任务数超过450万，并且是全球首个同时提供超导与光量子双技术路线的量子计算云平台。这些数字需要放在产业逻辑中重新掂量。


量子计算的价值链，从来不终结于稀释制冷机内部的相干时间。它终结于一个用户——可能是药物化学家、电力调度工程师、金融量化研究员——在不懂微波控制、不懂低温物理的前提下，能不能把自己的问题提交上去，拿到一个比经典方法更有参考价值的结果。云平台做的正是这件事：把“国之重器”翻译成“可调用的算力”。


450万次任务的意义，不在于数量本身，而在于它所承载的失败样本和调优经验。量子算法在真实硬件上的行为，与理论预期之间存在着巨大的鸿沟：噪声的统计特性、编译策略的优劣、问题映射的效率，只有在海量真实任务中才能被刻画和优化。这些不性感的积累，恰恰是未来纠错方案设计、编译优化、应用框架迭代最稀缺的“燃料”。一个每天被全球研究者调用的平台，和一个只在论文中出现的原型机，在产业成熟度上处于完全不同的量级。


更值得注意的结构性事实是：“天衍”已经不是一个孤立的量子云，而是嵌入了“量超融合”的调度体系。 天衍—287与天翼云超算集中部署，通过硬件直连实现量子计算与经典超算的低延时交互，经典算力负责前处理、后处理和误差缓解，量子算力在特定子任务上切入。这种“量子作为加速器、经典作为 orchestrator”的架构，正在成为全球量子计算实用化的主流范式。IBM明确将“量子优势”定义为量子系统作为经典HPC加速器、在成本或效率上超越经典单独求解，并预计在2026年底前由合作伙伴率先演示。两条路径在方向上的趋同，说明“量超融合”不是中国电信一家的工程选择，而是产业逻辑使然。


三、Cqlib与全栈自主：锁定的不是硬件，是生态的地基


原稿将Cqlib置于“反卡脖子”的框架下讨论，这个判断是对的，但还可以再推进一步。


过去二十年全球科技竞争最深刻的教训是：硬件的追赶可以是线性的，生态的替代却是指数级困难的。 一颗芯片落后两代，可以靠工艺迭代和架构创新追赶；但一套编程框架、一个编译器生态、一代开发者的使用习惯一旦固化，后来者面对的不是技术壁垒，而是迁移成本壁垒。谁定义了“怎么写量子程序”，谁就定义了未来量子应用长在谁的土地上。


Cqlib的当前下载量和社区规模，放在Qiskit、Cirq等成熟框架面前，仍然是微小的。但这恰恰是窗口期的特征：全球量子编程范式尚未收敛，指令集标准、编译抽象、混合算法接口都还在快速演化，没有哪个框架建立了不可动摇的统治地位。在这个阶段投入自主框架，边际成本最低，战略收益最长。Cqlib从Rust原生工具链出发、兼容QCIS指令集、覆盖编译与模拟全链条的设计，指向的是一种“高性能底层+可扩展上层”的架构选择，而非简单的“国产替代”。


全栈自主可控的真正含义，不是关起门来另起炉灶，而是在开放合作中保有“切换能力” 。量子计算的供应链——从稀释制冷机到测控电子学，从芯片代工到软件工具链——没有任何一个国家能够完全自给。天衍—287搭建过程中使用的国产大容量稀释制冷机、测控电子学和低温元器件，标志着国内供应链在关键环节上已经形成了可用的备份能力。这种备份能力的存在，使得中国团队在国际合作中拥有对等谈判的底气，而不是在依赖形成之后被动接受锁定。


四、全球棋盘上的方位：第一梯队，但赛道尚未分岔终局


把“天衍—287”放回全球超导量子计算的竞争图谱中，可以更清醒地判断它的位置。


IBM的路线图最为激进且透明：2029年交付Starling系统，约200个逻辑量子比特、约1万个物理比特，运行1亿次量子门操作；远期2033年的Blue Jay指向2000个逻辑比特。其技术赌注押在qLDPC（量子低密度奇偶校验码）和模块化双变量自行车架构上，目标是将每个逻辑比特所需的物理比特开销压缩到约12个，以换取规模化的可行性。谷歌则沿着表面码的路径稳步推进，Willow处理器已经在码距7上展示了低于阈值的纠错，其优势在于单芯片集成度和实时解码能力。日本富士通与理化学研究所的256比特超导计算机已经向外部用户开放，欧洲在EuroHPC框架下以“采购+ consortium”的方式部署多台超导系统，OpenSuperQPlus的目标是1000比特级欧洲制造。


这幅图景给出的判断是清晰的：中国在超导量子计算的“物理优越性”指标上已经稳居第一梯队，在纠错“低于阈值”的竞赛中与美国几乎同步撞线，但在逻辑比特规模化和容错架构的工程化节奏上，与IBM所设定的时间表之间仍存在需要追赶的距离。 “天衍—287”的105个数据比特处于当前全球已开放云服务的超导系统前列，但IBM规划中的Starling是以“逻辑比特”而非“物理比特”来定义代际的——这是一个话语体系的切换，也是竞争重心的转移。谁先在真实应用中证明逻辑比特的可靠性，谁就掌握了下一阶段的标准制定权。


五、三盆冷水，以及一个比冷水更重要的问题


在喝彩之后，有三件事需要尽早说透。


第一，“倍数叙事”的边际效用正在递减。 “比超算快X倍”在量子优越性的早期阶段是有效的公众沟通工具，但它无法回答产业决策者真正关心的问题：这个问题有商业价值吗？误差是否在可接受范围内？结果能否独立复现？从100亿倍到4.5亿倍，数字的起伏并不改变技术阶段的判断。行业应当逐步建立更严格的披露习惯：凡引用加速比，必附问题定义、比特规模、保真度和误差界。透明不是自我设限，而是防止预期泡沫反噬技术信誉。


第二，“应用探索”与“商业可用”之间的距离，比赛道名单看起来的要长。 生物制药、量子化学、电力能源、金融组合优化、降水预测，这些方向的选择是正确的——它们的问题结构天然适合量子算法切入。但从“在云端跑了一个量子版本的算法”到“企业愿意为量子结果付费”，中间横亘着纠错开销、规模门槛、与经典最佳方法的性价比比较三道关。量子方法必须在真实业务数据上证明其相对于成熟经典方案的增量价值，而这个证明过程以年为单位，且必然伴随大量失败。资本和企业应当拉长预期周期，把“路线图”和“时刻表”严格区分开来。


第三，人才是比纠错更慢的变量。 机器可以三年攻关，纠错可以五年突破，但一代量子工程师和跨学科应用人才的养成，需要十年以上的周期。麦肯锡此前的判断是，到2025年量子计算岗位的填补率可能不足50%。中国目前有16所高校开设量子信息科学本科专业，中电信量子集团与30余所高校建立了教研合作，这些都是正确的方向。但真正的瓶颈不在课程数量，而在“量子+X”的深度交叉场景：一个既理解电力系统调度约束、又能将之映射为量子优化问题的复合型人才，其稀缺程度远高于一个会用量子SDK写电路的工程师。设备会折旧，平台会迭代，只有人才的知识结构会随着时间增值。


六、给产业的三条操作逻辑


对于不在量子赛道内、但可能被量子算力重塑的企业而言，“天衍—287”给出的不是“要不要做量子”的选择题，而是一组更务实的操作逻辑。


其一，以最低成本保持“在场”。 不需要立刻组建量子团队或采购设备，但应该有一个人或一个小团队，在云端定期跑任务、跟踪算法进展、记录哪些业务问题具备量子友好的数学结构。量子优势的临界点到来时，红利不会均匀分配，它只留给那些在临界点之前就已经排好队、积累了问题定义能力的人。


其二，把问题定义能力置于算法能力之上。 未来量子应用中最稀缺的不是“会写量子线路的人”，而是“能判断哪个业务痛点值得用量子方法重新表述的人”。组合优化中的约束结构、分子模拟中的电子相关效应、金融中的高维相关性——这些才是量子算法可能形成差异化的切入点。业务专家与量子研究者的深度对话，比任何单方面的技术引进都重要。


其三，把量子算力当作分层算力体系中的一层来配置。 超算、智算、量子计算正在形成互补的三层结构。“天衍”入驻国家超算互联网、与天翼云超算直连，指向的正是这种分层调度的方向。企业的理性策略不是押注单一路线，而是学会根据问题的精度要求和成本约束，在三层之间做动态配置。


结语：优越性是开场，可用性是正片


1949年的计算机还不如今天的计算器，1969年阿波罗导航计算机的算力不如一部千元手机。技术的早期形态总是笨拙的，但这不妨碍它最终改变世界——前提是，人们既不因为它的笨拙而轻视它，也不因为它的惊艳而神化它。


“天衍—287”的4.5亿倍，是中国量子计算在“物理优越性”阶段交出的一份扎实答卷。它证明中国团队有能力在超导路线上与世界最强手同场竞技，并且在纠错阈值这道关键门槛上已经迈出了实质性的步伐。但量子计算这场马拉松的计分板，从来不是按“比超算快多少倍”来排名的。它计的是逻辑比特的数量与质量，计的是真实问题的求解成本，计的是一项技术融入产业肌理的深度。


惊艳是瞬间的，清醒是长期的。而长期，只属于那些在欢呼声中仍然盯着下一堵墙的人。


（本文参考中国电信“天衍”超导量子计算机公开资料及相关学术报道。“4.5亿倍”为针对特定问题的对比数据，非通用计算性能；应用领域为探索性进展，非成熟商用。具体技术参数以官方发布为准。）