量子计算人工智能科技新前沿，中国不能“踏空”

转自《量子计算观察》

量子计算与人工智能的融合正成为全球科技竞争的新焦点。国外科技巨头跨界探索量子人工智能应用，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”凭借其强大的量子算力，已在量子人工智能领域已取得多项进展。从实验室验证到实际产业应用，量子计算人工智能新科技正不断展现其优势。

中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”

国外科技巨头跨界探索量子人工智能应用

1.航空航天领域

2019年1月，空客公司发起了全球量子计算挑战赛，邀请了全球36个量子计算团队超过800位研究人员参赛。中国量子计算企业本源量子成功入围欧洲空客公司主办的量子计算挑战赛（AQCC）决赛，成为唯一晋级决赛的中国团队。

2023年，美国英伟达、罗尔斯·罗伊斯与Classiq合作设计全球最大规模量子计算流体动力学电路，显著提升航空发动机效率。

2024年12月，法国空客联合英国囚禁离子量子计算技术开发商（OxfordIonics）和多物理场模拟软件提供商（Quanscient）公司推进航空量子流体技术，计划2025年将量子CFD集成至飞机设计流程，目标将高超声速气动热仿真从数周缩短至小时级。

2. 医疗健康领域

美国IBM与多家医疗机构合作，利用量子计算优化医学影像处理算法，提高诊断效率。

2023年4月，IBM和Moderna签署了一份合作协议，双方将AI和量子计算纳入mRNA疗法的开发，以加速设计出具有最佳安全性与有效性的mRNA药物。

2023年，美国克利夫兰诊所和IBM正式公布了在美国部署的世界首台专门用于医疗保健研究的量子计算机，旨在帮助克利夫兰诊所加速生物医学发现。

2025年，芝加哥大学普利兹克分子工程学院研究人员领导的一个研究团队成功将量子机器学习应用在癌症早期检测中。根据该团队在《Bioactive Materials》发表的论文概述，这种新技术在区分癌症患者的外泌体（细胞渗出的微小颗粒）与健康个体的外泌体方面要优于传统方法。

3. 国防安全领域

量子计算与人工智能的结合在国防安全领域的应用广泛且关键。国际上，美国国防部高级研究计划局（DARPA）在量子计算应用于国防领域方面投入巨大。

2024年2月，美国海军量子计划技术总监Lennart Gunlycke在加利福尼亚州举行的AFCEA West会议上表示，美国海军正尝试利用量子计算机为间谍卫星分配任务，以解决特定时间和地点的卫星调度问题。

2024年8月，美国防部要求工业界研究量子计算及量子/非量子硬件混合组合的军事应用，测试和评估其潜在军事用途，以使美军在未来冲突中占据优势。

2024年11月5日，量子计算系统、软件和服务公司D-Wave Quantum Inc.，被认证为美国国防部首席数字与人工智能办公室 Tradewinds 解决方案市场中的“Awardable”（获奖）供应商。

2025年2月10日，IonQ宣布与通用动力信息技术公司（GDIT）建立合作伙伴关系，旨在将量子计算技术接入政府和国防部门。

4.物流运输领域

2023年，空中客车公司和宝马集团共同发起了一项名为“量子交通探索”的全球量子计算挑战赛，以应对航空与汽车领域传统计算机难以克服的最紧迫挑战。

2025年5月，量子计算公司IonQ与一家顶级汽车制造商合作，成功将量子增强生成对抗网络（QGAN）应用在了材料科学领域。与传统生成模型相比，使用了IonQ的混合QGAN方法生成的微观结构图像，在高达70%的情况下获得了更高的质量评分。这一技术为工业AI模型提供了重要支持，有望解决工业模型专有数据集不足，数据不平衡或数据生成成本高昂的难题。

2025年6月，美国罗得岛大学与加拿大卡尔顿大学研究人员积极探索量子人工智能技术在自动驾驶车辆导航安全领域的应用。该研究团队提出了一种基于量子人工智能的新型架构，通过在自动驾驶车辆导航决策与通信流程的多层级实现量子技术与人工智能融合。

航空器研制、医疗影像识别……

自主量子计算机“本源悟空”已真机介入多个量子人工智能领域

量子计算的叠加态与纠缠态特性使其在处理高维数据和复杂优化问题时，能够显著降低计算复杂度，突破传统算力瓶颈。中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”已经在量子人工智能领域取得多项进展，从实验室验证到实际产业应用，展示了其在复杂计算任务中的优势，并在多个关键领域实现了突破：

• 航空航天领域，量子人工智能优化助力飞行设计

航空器研制是一个高度复杂的过程，涉及大量高维数据处理和复杂优化问题。传统计算机在模拟飞行环境、优化气动设计等方面存在算力瓶颈，难以满足高精度、高效率的需求。量子计算的介入为航空器研制提供了新的解决方案。合肥综合性国家科学中心人工智能研究院联合本源量子等团队成功开发出一种新型的量子计算流体动力学（QCFD）方法，在中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上模拟了网格规模为41×41非定常声波传播问题，求解的线性方程组维度高达5043，成功展示了在超导量子计算机上进行大规模流体模拟的潜力。这意味着量子计算将有可能高效处理航空器设计中的复杂数据，优化机翼形状和机身结构，缩短设计周期，降低研发成本。

• 医疗健康领域，量子人工智能算法可提升诊断精度

医疗影像识别是现代医学诊断的重要手段，但传统影像处理技术在图像质量、诊断效率和准确性方面存在不足。例如，MRI成像速度慢、图像质量与加速效率难以平衡，影响临床应用效果。量子计算的介入为医疗影像识别提供了新的技术路径。例如，“本源悟空”通过量子经典混合神经网络架构，能够高效重构MRI原始数据，显著提升图像重建精度。具体应用方面，国内某三甲医院已与“本源悟空”团队合作，利用量子人工智能技术攻关MRI图像重建领域。初步验证显示，其图像重建精度在8大国际标准数据集上全面超越当前最优水平（SOTA±1%）。此外，在乳腺癌钼靶图像筛查中，“本源悟空”通过量子级算力支撑复杂影像分析，显著提高了筛查精度，降低了误诊率和漏诊率。

2025年4月，本源量子公司、合肥综合性国家科学中心人工智能研究院等机构联合攻关，在我国超导量子计算机“本源悟空”真机上，实现十亿级参数AI大模型微调任务的全球首次运行。在全球首个十亿级参数人工智能大模型微调任务中，“本源悟空”成功验证了量子计算与人工智能融合的技术可行性，为后续更多量子人工智能应用落地奠定了坚实基础……

量子计算人工智能科技新前沿，中国不能“踏空”

建议从以下四个方向入手：

一、加大政策支持力度。政府宜制定量子计算人工智能发展的专项政策和规划，明确发展目标、重点领域和实施路径，引导社会资源向该领域集聚。如设立专项基金，支持量子计算人工智能的基础研究、应用开发和产业化项目。对从事量子计算人工智能研发和应用的企业给予税收优惠，如减免企业所得税、增值税等。同时，设立财政补贴政策，对符合条件的项目给予资金补贴，降低企业研发成本，提高企业参与的积极性。

二、建立联合创新平台，开展行业应用示范项目。鼓励高校、科研机构与企业深度合作，共同建立量子计算人工智能联合实验室或创新中心。高校和科研机构提供前沿技术研究支持，企业则提供应用场景和资金支持，加速量子计算人工智能技术从实验室到实际应用的转化。建议选择一些对量子计算人工智能技术需求迫切的行业，如金融、医疗、航空航天等，开展应用示范项目。通过实际项目应用，验证技术的可行性和优势，积累经验，形成可复制、可推广的应用模式，带动更多行业应用量子计算人工智能技术。

三、构建量子人工智能云生态，加强国际合作与交流。随着量子计算技术的不断成熟，构建量子人工智能云平台将成为未来的发展重点。该平台将整合量子计算与人工智能技术，为企业和科研机构提供高效、便捷的量子智能计算服务。通过开放平台接口，吸引更多的开发者和用户参与，形成一个充满活力的量子智能生态系统，加速量子技术在各行各业的推广应用，促进产业的智能化升级和创新发展。同时，加强与国际组织和标准化机构的合作，参与制定量子计算人工智能的国际标准，提升我国在该领域的国际话语权。

四、加强跨学科复合型人才培养。人才是量子计算技术发展的核心资源。量子计算人工智能涉及量子物理、计算机科学、数学、人工智能等多个学科领域，需要培养跨学科复合型人才。高校应开设相关跨学科课程，培养既懂量子技术又熟悉人工智能应用的专业人才，为产业发展提供智力支持。

未来五年，将是决定全球量子计算产业格局的关键窗口期，中国需充分利用应用场景优势，以换取技术迭代的时间，进而在全球量子计算领域占据重要地位，为全球科技发展和产业升级贡献更多力量。（完）

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