IBM量子计算携手美国实验室突破聚变燃料生产计算

量子计算在聚变能源研究领域取得了实质性进展。IBM 联合美国橡树岭国家实验室及克利夫兰诊所的研究团队，成功运用量子计算机解析出一种关键材料的九种分子构型——这种材料正是用于生产聚变能源燃料的核心物质。相关研究成果已在 arXiv 预印本平台公开发布。

三方在联合声明中指出，这项成果可被视为“向着提升氚的生产效率与提取工艺迈出的基础性一步”。氚这种同位素在自然界中极为罕见，然而当前绝大多数拟议中的聚变能源装置，都高度依赖它来产生聚变能。

长期以来，如何获取足够数量的氚，一直是制约聚变电站商业化进程的核心瓶颈之一。此次量子计算机发挥关键作用，其计算对象是一种液态熔盐在原子层面的化学特性细节。这种熔盐含有氟、锂和铍等多种元素，是目前聚变反应堆中用于提取氚燃料的主要候选材料之一。

IBM 量子中心超级计算首席技术官杰里·周在评价这项成果时强调：“将量子计算、人工智能与经典计算有机结合，是应对人类社会最根本科学挑战的关键——因为这些能力是任何一种单一计算范式都无法独立实现的。这些成果进一步表明，以量子计算为核心的超级计算，如今已成为切实解决长期困扰化学家、工程师和材料科学家难题的实用科研工具。”随着量子计算机的持续扩展，其未来发展前景极为广阔。

美国橡树岭国家实验室计算与计算科学部科学合作负责人汤姆·贝克则指出，为了展示“Genesis Mission”计划所推动的能力突破，他们组建了一支由美国能源部旗下七家国家实验室、四所大学、三家行业合作伙伴以及克利夫兰诊所组成的顶尖专家团队，共同推进一项多路径科研计划，其核心目标正是优化熔盐聚变包层材料中的氚生产流程。

贝克进一步表示：“IBM 开发的量子计算机，结合人工智能与百亿亿次级计算能力，是加速科研发现与设计周期的关键工具——这些工作对于生产足够数量的氚、为聚变反应堆提供稳定燃料至关重要。”各方补充说明，这项合作仍在持续深入推进中。

随着 IBM 持续加大在量子计算领域的战略布局，这家拥有 115 年历史的科技巨头正日益被市场视为该领域的领军者。而此次与橡树岭国家实验室及克利夫兰诊所的合作，进一步印证了市场的这一普遍判断。

事实上，早在5月特朗普政府宣布投入 20 亿美元押注量子计算产业后，市场对 IBM 在量子计算领域领先地位的乐观情绪便持续升温。利好消息一经公布，交易员纷纷涌入，大量买入 IBM 的看涨期权。

5月21日，美国商务部公布了一项足以震动全球量子计算产业格局的重大决策：向 9 家量子计算公司提供总额 20.13 亿美元的联邦激励资金，相关交易包含美国政府获取股权的条款。这标志着美国政府在量子计算领域的战略全面升级——从过去的基础研究资助，直接转向以“股权换资助”的形式进行深度产业介入。

IBM 是这笔交易中的最大获益方。该公司将获得其中 10 亿美元资金，用于成立独立子公司 Anderon，专门生产制造量子计算处理器所需的高精度硅晶圆。该项目由特朗普政府和 IBM 分别出资 10 亿美元共同启动。除建设晶圆制造能力外，IBM 还计划在未来五年内追加 90 亿美元投资，全力推进量子计算机的研发与规模化生产，并借此拓展向其他量子计算企业供应关键组件的新业务板块。

华尔街巨头美银特别强调了 IBM 在生产制造环节的战略前瞻性布局。量子计算不同于经典计算，其硬件生产涉及超导材料、极低温环境控制等极为复杂的工艺环节，全球具备量产能力的厂商屈指可数。IBM 提前卡位制造资源，意味着它在竞争早期就建立起了一道物理层面的坚实护城河。分析师 Wamsi Mohan 在致客户的报告中写道：“Anderon 被重点提及，充分体现了 IBM 正在为自身供应链以及整个行业构建制造基础，以确保美国本土的供应保障能力。”

与此同时，分析师还指出，自 IBM 于去年10月举办量子计算日以来，该公司“在 arXiv 平台上被引用的论文数量方面，持续大幅领先于同行”，并且与 2025 年 10 月相比，截至 2026 年 4 月，公司在量子计算领域取得了“更为显著的阶段性进展”。

美银此前预测，全球量子计算市场规模有望在 2030 年达到 40 亿美元。尽管市场上存在 D-Wave Quantum、Rigetti Computing、IonQ 等纯量子计算概念股，但在科技巨头的激烈角逐中，美银的最新评论表明，相比于谷歌、微软和英伟达，IBM 在软硬件垂直整合及商业化落地方面，正稳居明确的领跑地位。

除了稳固的制造与供应链优势、压倒性的学术与科研影响力之外，IBM 在量子计算领域还投入了巨额资金。如上所述，IBM 已正式宣布未来五年内在量子计算的研发、制造、生态建设及并购方面投入超过 100 亿美元。该公司目前正全力推进其 2029 年技术节点——交付全球首台大规模容错量子计算机，代号 Starling。

在 2026 年初的 CES 展会上，IBM 明确提出“2026 年将是量子优势的转折点”，并预期今年将出现“强有力的量子优势声明”。IBM 首席执行官 Arvind Krishna 在第一季度财报电话会议上表示，量子系统开始在特定任务中超越传统超级计算机，早期迹象预计将在今年显现。

5 月，IBM 发布了迄今最先进的量子处理器“Quantum Nighthawk”，其架构设计专门面向高性能量子软件，旨在 2026 年内实现量子优势。与此同时，IBM 提出了“量子中心化超级计算”架构——将 CPU、GPU 和量子处理器深度集成为一体化计算系统，并在 2026 年原型化其纠错解码器，为实现实时纠错铺平道路。

IBM 为量子计算商业化设定了清晰明确的技术里程碑：2026 年实现“量子优势”，2029 年推出全球首台“容错型量子计算机”。10 亿美元的政府拨款以及随后的追加投资，将为这一路线图提供关键的资金保障，尤其是在量子芯片规模化制造这一产业化瓶颈上实现重大突破。