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量子计算能否走出实验室,取决于能否把原子制备、操控和测量能力转化为稳定、可复制的工程系统。
文|樊耀塬
ID | BMR2004
当量子计算逐渐走出概念竞争,一个现实问题摆在创业者面前:距离大规模通用量子计算真正成熟还有相当长的路,企业如何在此之前做出产品、找到客户,并把今天的业务积累成面向未来的能力?
纳开启元(北京)量子科技有限公司(NK-Quantum,以下简称“纳开量子”)选择从超冷原子出发,先以量子模拟进入科研和产业现场,同时推进通用量子计算架构研发,尝试把实验室中的极限物理能力变成可复制、可交付、可持续迭代的工程系统。
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量子计算要先回答一个商业问题
过去几年,人工智能以惊人的速度进入产业现场。模型、算力和应用相互促进,“AI+”很快成为企业经营中的现实变量。与之相比,量子计算的节奏则要慢得多。它从原子、离子、光子或超导电路出发,重新搭建一套计算体系。器件、材料、控制、测量、算法、软件和整机工程缺一不可,每一步都需要长期投入。
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纳开量子创始人兼CEO樊耀塬
因此,判断一家量子计算企业,仅看量子比特数量或者技术蓝图远远不够。底层能力能否持续积累,系统架构是否稳定,实验成果能否变成客户可以使用的设备,以及企业能否在远期目标实现前形成自我迭代,可能更能说明问题。
纳开量子成立于2026年4月,由北京大学博士团队创立,聚焦中性原子量子计算核心系统架构。“纳开”取自绝对温标中的纳开尔文单位nK,既代表了团队长期深耕的超冷原子技术,也指向一个更具体的产业判断:量子计算能否走出实验室,取决于能否把原子制备、操控和测量能力转化为稳定、可复制的工程系统。
在很多人看来,量子计算的商业化似乎只能等待通用量子计算机成熟。纳开量子并不认同,团队将量子模拟计算与通用量子计算视为两条相互支撑的路径:前者更接近当前科研和产业需求,能够较早进入验证和交付阶段;后者则代表未来计算能力的战略高地。企业不必在“今天”与“未来”之间二选一,而可以通过今天的产品和客户,持续积累未来所需的工程能力。
02
从超冷中性原子出发 先拿到商业“入场券”
中性原子路线近年来受到全球关注,一个重要原因在于它天然连接量子模拟与数字量子计算。原子本身具有高度一致性,通过光晶格、光镊阵列等技术,可以把原子排列成可设计的结构,用来研究复杂多体系统,也可以进一步构建可编程量子比特阵列和量子门。
但对中性原子系统而言,“把原子抓住”只是第一步。原子的运动越剧烈,系统中的噪声和不确定性就越大;只有让原子足够冷,才能延长相干时间、提高控制精度,并为更复杂的量子态制备和演化提供条件。从微开尔文到纳开尔文的跨越,意味着系统从基础捕获和排列,进一步走向对量子物质状态的精细调控。
因此,纳开量子强调nK级能力,关注的是能力背后的整套技术体系:激光冷却、真空系统、精密光学、电控系统、软件控制、自动校准和测量反馈。真正的壁垒不在于某一次实验里达到多低的温度,而在于能否把这种能力稳定复现,并嵌入一套可长期运行的系统中。
“更冷”由此成为一种路线选择。它决定了企业能否进一步控制原子、设计哈密顿量、构造量子态,并把同一套底层能力延伸到量子模拟、量子计算和精密测量。对一家早期量子公司而言,这种能力比单一产品更重要,因为扎实的底层能力会在不同产品形态和应用场景中反复复用,降低转向和迭代的成本。
通用量子计算的目标,是构建可编程、可扩展、可纠错的计算系统。实现这个目标需要跨过一系列技术和工程门槛。未来3—5年内,更有机会率先形成稳定产品和明确需求的,可能是专用量子模拟。
材料、分子和复杂物理系统本身遵循量子规律。用一个可以控制的量子系统去模拟另一个量子系统,在方法上有其优势。只要设备能够稳定制备特定量子态、调节相互作用并获得可信的测量结果,就能服务于凝聚态物理、材料科学、冷原子研究和量子教学。它未必会立刻取代经典高性能计算,但在部分经典方法处理困难的问题上,可以提供新的实验和计算手段。
因此,量子模拟是量子科技早期产业化的一个重要入口。企业可以通过它更早接触真实客户,也会更早考虑实验室之外的问题:设备能否运输,到了现场怎样安装,校准要花多长时间,操作门槛能否降低,故障能否远程定位,客户是否可以独立获得稳定结果。
纳开量子由此形成“双轮驱动”的发展模式:一方面,持续投入通用量子计算的新架构研发,关注可编程、可扩展和高保真操控等长期目标;另一方面,以专用量子模拟计算机、冷/超冷原子实验平台、教学系统、关键子系统和高精度模块化控制电路服务高校、科研院所及未来工业客户。
两条路径共享超冷原子制备、精密控制和系统集成等底层能力。今天围绕客户交付解决的各种问题,也是通用量子计算机走向实用必须跨过的工程关口。对企业而言,量子模拟打开了早期商业化入口,也让长期愿景能够被拆解为一个个可验证、可交付的阶段目标。
03
从实验室到客户现场,最难的是工程化
在科研论文中,一次成功实验足以证明原理;而在产业现场,客户关心的却是:设备能否连续运行?环境要求多高?保真度有多少?玻色-爱因斯坦凝聚体的原子数和温度如何?系统偏离最优状态后,能否自动恢复?出现问题时,客户是否必须等待研发人员到场?
正是这些看似琐碎的问题决定了一项技术是否能成为产品。中性原子量子系统同时涉及原子物理、激光、真空、光学、电控、软件、算法和机械结构,任何一个环节的微小漂移,都可能经过系统放大,最终表现为整机性能不稳定。在与客户一次次的沟通过程中,团队逐渐明确,实验室可以依靠经验丰富的科研人员反复调试,但商业交付不能依赖少数人的“手感”。客户购买的是一种可以重复使用的研究能力。
这对从高校科研体系中走出的创业团队尤为重要。纳开量子创始团队重视论文和基础研究,但同时也深知,公司的任务,是把“做出一次”变成“持续做成”,把“证明可能”推进到“形成产品”:如何将数十个复杂模块组织成一台稳定的整机,如何走进不同客户的场地,如何让不懂系统的普通用户也能上手操作。
工程化因此贯穿产品定义、设计和交付的全过程。团队必须同时权衡性能、成本、可靠性、维护和用户体验;科学家、工程师、产品人员及供应链人员也需协同工作。目前,纳开量子的量子模拟计算机及核心产品已经进入多家高校和科研机构。每一次交付,既是商业验证,也是对未来整机能力的训练。
04
区域竞争的本质,是创新组织能力
如今,中国量子科技产业正在北京、合肥、上海、深圳等地形成差异化布局,这不只是城市之间的产业竞争,更是不同地区对科研、资本、工程、场景和人才组织能力的竞争。对早期企业来说,选择在哪里成长,往往也意味着选择怎样连接实验室、供应链、客户和资本。
合肥以科研平台和长期战略投入见长。依托中国科学技术大学、合肥综合性国家科学中心等资源,当地在量子通信、量子计算和量子精密测量等方向形成了较强的科研策源能力,并通过政府基金、产业平台、龙头企业和示范应用推动成果转化。
北京的高校和国家级科研机构密集,原始创新和人才供给优势突出,适合孵化底层技术路线及早期硬科技企业。纳开量子从北京大学的科研土壤中成长,团队切身体会到原始创新、青年人才和学科交叉对量子创业的重要性。
上海的优势则在于金融工具、国际化资源和应用场景的综合能力,它不仅能够支持前沿硬件创业,也更容易连接材料、医药、制造和金融等产业需求,让技术更早进入场景验证。深圳则在电子工程、精密制造、供应链响应和产品化方面积累深厚,适合承担关键部件、控制系统以及规模制造等环节。
量子产业链很长,既需要原始创新,也需要应用场景。真正有效的区域策略,是识别本地最具优势的环节,并提供可验证、可采购、可迭代的真实机会。因此对于不具备顶级科研资源的地区而言,量子科技同样存在参与空间。
05
量子产业需要一套“耐心系统”
量子科技已经成为未来产业的重要方向,但进入政策视野,并不等于产业会在短期内快速爆发。它仍是典型的硬科技:前期投入高、研发周期长、技术路线持续演进,商业化要经过样机、工程验证、标准化交付、场景试用和生态协同等多个阶段。
因此,量子产业需要的不只是“耐心资本”,更是一套完整的耐心系统。资本需要理解技术里程碑和工程周期,政府需要提供首台套、首批次和应用示范机会,高校需要与企业共同培养复合型人才,产业客户则需要愿意在早期阶段参与验证。
公共中试和验证平台尤其重要。很多量子系统在实验室里已经完成原理证明,却缺少稳定性、维护成本、交付周期和客户体验的系统测试。只有通过真实运行环境,企业才能发现系统性问题,客户也才能建立对新技术的信任。
人才是其中最慢也最关键的变量。量子产业并不只缺科学家,更缺能够把复杂系统做成稳定产品的工程队伍:他们既能理解原子物理和实验系统,也能处理光学、电控、真空、机械结构、软件、算法、供应链和客户交付。
纳开量子与北京大学共建“北大-纳开量子计算联合实验室”,正是希望通过长期产学研协同,把基础研究、工程能力和应用需求连接起来,并在真实项目中培养量子行业所需的复合型人才。对整个产业而言,这类组织机制的价值,可能不亚于某一个单点技术突破。
06
让原子齐声歌唱,是一项长期工程
量子计算不会迅速替代经典计算机。在绝大多数日常计算和企业IT场景中,经典计算仍将长期占据主导。更可能出现的,是量子技术在少数经典方法难以高效处理的问题中成为补充工具,并逐步改变材料研发、药物设计、复杂系统模拟和信息安全等领域的底层方法。
因此,判断量子产业的价值,应当看它何时能在真实问题中提供不可替代的计算新范式,量子模拟可能是第一个答案,通用量子计算则代表更远的未来。
如果说AI正在重塑数字世界,那么量子计算在做的,是重新理解并操控物理世界。今天,我们或许还听不到原子真正“齐声歌唱”,但越来越多科学家和工程师,正在把这种曾经只存在于实验室的声音,转化为下一代产业基础设施的底层语言。
对纳开量子而言,这不是一个关于遥远未来的故事,而是一项正在发生的工程:让原子更可控,让系统更稳定,让产品可以交付,让技术进入真实产业,最终让量子计算从纳开温区出发,一步一步走向真正可用的未来。
(作者樊耀塬系纳开量子创始人兼CEO)
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