2026年量子芯片量产能否取代GPU？QPU前瞻

《科创板日报》12月14日讯 量子计算长期处于算力竞争的前沿，它还需要多长时间才能迈入主流？

对于谷歌而言，这仍是一个有待探索的课题。12月12日，公司宣布与英国国家量子计算中心达成合作，拟邀请后者为其研制的Willow量子处理器寻找应用场景。据新闻稿披露，研究人员或将尝试运用这项技术，以破解化学和医学领域的疑难问题。

而在英特尔前首席执行官帕特·基辛格看来，量子计算仅需两年便可步入主流。日前接受《金融时报》采访时，基辛格表示，量子计算将在两年内普及，并加速戳破AI泡沫，且将在2030年前彻底取代GPU。在他看来，量子计算将与经典计算、AI计算共同构成未来计算世界的“神圣三位一体”。

这番预言在短短几天内便得到了部分验证：12月9日，量子硬件初创公司QuantWare正式发布了全新的量子处理器扩展架构VIO-40K，并计划于2026年实现量子芯片的大规模量产。在荷兰代尔夫特总部，公司正在积极建设Kilofab——这座全球最大且首个专门用于量子芯片生产的晶圆厂。据称，这将使其产能较现有水平提升20倍。

值得注意的是，QuantWare宣称VIO-40K架构能够支持1万个量子比特的处理器，规模相当于当前主流商用量子处理器的近100倍。例如谷歌的Willow芯片为105个量子比特，而IBM的Heron系列是156个。

这是否意味着，量子计算加速取代GPU，已是板上钉钉的事实？

■ 尚未收敛的路线之争

与谷歌和IBM的全栈商业模式不同，QuantWare始终专注于量子芯片供应商的定位，其创始人马特·莱拉桑姆表示，目标是成为“量子计算时代的英特尔”。

这意味着，QuantWare能够主动拥抱现有算力生态。按照公司描述，其VIO-40K架构芯片能与英伟达的NVQLink平台相兼容。未来低延迟、高吞吐量的传统AI超级计算机将能够与大规模量子计算相集成，并通过英伟达CUDA-Q平台为开发者提供访问这些资源的接口。换言之，VIO-40K架构的设计意图并非取代，而是融入主流。

就连英伟达CEO黄仁勋也表态，量子计算的未来核心在于“纠错”，而实现这一目标的重要路径，是将量子处理器与GPU超级计算机深度融合。

此外，QuantWare VIO-40K架构的“万级”规模基于一种侧重扩大物理量子比特的研发策略，这与谷歌、IBM等采取的性能优先策略有所不同。

以谷歌的战略路线图为例，其目前已实现“超经典量子计算”和“量子纠错原型”两个关键节点，仅证明了量子计算的可实现性，而非有用性。而想要到达“长寿命逻辑比特”的第三关键节点，需要在保有现存系统质量的前提下，实现1000个量子比特。

而从更宏大的视角来看，量子计算作为前沿技术，其技术路线之争尚未收敛。QuantWare、谷歌等采取的是超导技术路线，按照中金公司的分类，其属于基于固态体系的“人造粒子”路线。另一类路线是基于原子体系的“天然粒子”路线，如离子阱、光量子与中性原子。该机构表示，各路线的稳定性、可扩展性和保真度等方面权衡取舍明显，目前尚无单一路线占据绝对主导地位。

在各厂商研发策略、技术路线各不相同背景下，部分学者如量子物理学家詹姆斯·惠特菲尔德质疑量子计算的商用可行性，他声称：“这项技术进步令人印象深刻，但认为它能突然解决一些经济上可行的问题，还是略显牵强。”

尽管意见各不相同，但从各方面来看，至少量子科技已进入产业化加速期。2025年“国际量子科学与技术年”的设立及诺贝尔物理学奖对量子领域的认可，标志着该领域从理论研究向产业应用的关键跨越。或许正如基辛格所说，未来十年将是量子计算在科技领域最具变革意义的时期之一。