当前社会对计算资源的需求正在显著增加，而硅基半导体技术正在接近其物理极限，提高传统计算机的性能变得越来越困难。

探索基于全新原理的计算技术变得必要，比如量子计算能够解决传统计算机难以处理的复杂问题，提供了一种可能突破现有计算限制的新途径，引发了广泛的期待和投资。

量子计算机的发展是一个多学科、多技术整合的复杂过程，涉及制造设备、芯片设计、软件开发以及算法创新等多个关键方面。

尽管中国在量子计算的基础研究方面已经位居世界前列，但在核心器件的研发和量子计算生态系统构建方面，与国际先进水平还存在一定差距。

近期，本源量子与中电科 40 所联合攻关，研制出了适用于极低温环境的高密度微波互连模组，并实现了该模组的国产化。

图 | 高密度微波互连模组（来源：安徽省量子计算工程研究中心）

高密度微波互连模组是量子计算领域的关键技术之一，主要应用于超导量子芯片。这种芯片需要在极低温下运行，高密度微波互连模组也必须能够在极低温度下维持高性能，并且要能够高效且准确地传递信号（承载着量子信息），因为任何信号的失真都可能导致计算错误或信息丢失。同时该模组还必须能够有效地隔离来自外部设备的热量，避免热量对量子芯片产生干扰。

这种模组的核心部件是一种极低温特种高频同轴线缆，该线缆旨在确保信号的纯净传输，同时最小化任何可能的热能流入量子芯片。也就是，它不仅需要具备优异的信号传输能力，以保证量子信息的准确交换，还必须具有极低的热导性能，以最大程度减少热能传输，防止对量子计算机中的量子状态造成干扰。

极低温特种高频同轴线缆为量子计算机与外部设备之间建立了一个高效、稳定的量子信息传输通道，保证了量子计算机的稳定运行和高效处理能力。

此前这种同轴线缆被国外垄断，采购价格十分高昂。本次突破以远低于进口设备的价格顺利实现该线缆的国产化，对于推动量子计算的实用化和广泛应用具有重要意义。中国在量子计算领域有望得到进一步发展。

“此次联合攻关成功打破了国外的禁运垄断，也为我们下一代量子计算机的研发提供了宝贵的技术支撑。”安徽省量子计算工程研究中心副主任孔伟对外表示。

据了解，这款国产高密度微波互连模组具备为 100 多量子比特的芯片提供微波信号传输的能力，可实现信号在不同温区之间的稳定传输，显著提升了量子芯片的计算性能和量子计算机的运行效率。

值得一提的是，目前量子计算技术正沿着多条研究路径发展，包括超导量子计算和光量子计算等主要技术路线。目前尚无定论哪一技术路线将最终占据优势，这需要更多的实验和理论研究来探索各自的潜力及应用场景。

超导量子计算和光量子计算都有其独特的优势和局限性。前者因其较成熟的技术和较高的操作速度被广泛研究，但需要在极低温度下运行，且错误率和退相干时间仍是主要的技术挑战。而光量子计算则以其在理论上的稳定性和扩展性以及能在室温下运行受到关注，但精确控制单个光子的状态比超导量子位更加困难，这对实验设备的精确度和复杂度提出了高要求。

图 | 工作人员正在调试“本源悟空”超导量子计算机（来源：本源量子）

但总体上，得益于较快的操作速度和已经取得的一些技术突破，超导量子计算机当前占据较为领先的地位。因此，凭借更成熟的技术和较强的运算能力，超导量子计算机可能在短期内更具应用潜力。

我国最先进的可编程、可交付超导量子计算机“本源悟空”自今年上线以来，已为来自全球 120 个国家和地区的 858 余万人次，完成超 18.3 万个量子计算任务，日均全球访问量约 6.67 万次，平均每日完成近 1500 个运算任务。

另外，“本源悟空”已成功接入中国三个超级计算中心，用户现可通过量超融合先进计算平台、国家超算互联网平台和长三角枢纽芜湖集群算力公共服务平台，直接访问“本源悟空”的算力。据悉，“本源悟空”已经采用上了上述完全国产的高密度微波互连模组。

量子计算机被认为是未来解决大规模数据处理和高难度计算问题的关键，也是支撑科技创新的基础设施。目前其产业化发展仍处于初期阶段，主要专注于解决特定的计算问题。

为加速量子计算机从实验室向实际应用的转变，关键在于与实际产业需求紧密对接。即寻找和验证适合量子计算的应用场景，是推动量子计算更快发展的必要步骤。当前，我国正通过策略性的科技推动和产业布局，争取在全球量子计算竞赛中赢得关键优势。