经典计算机的反杀

就在量子计算风头无两的时候，美国熨斗研究所量子物理中心的物理学家们，默默在《科学》杂志上发表了一篇论文，标题很朴实，但内容很“打脸”。

他们用一台普通的笔记本电脑，跑了一个叫做张量网络（Tensor Network）的算法，成功模拟了一个复杂的量子动态系统。这个系统有多复杂？今年3月，曾有团队用量子计算机跑过类似的计算，并宣称这是经典计算机做不到的。

那么，张量网络到底是什么？先要知道量子模拟的死穴在哪里。一个由数百个纠缠粒子组成的量子系统，其状态由一个叫做“波函数”的数学对象描述。这个波函数的大小随粒子数的增加呈指数级爆炸——几百个粒子之后，数据量就已经大到连全世界最强的超级计算机都无法直接存储。这就是物理学家常说的指数墙。

张量网络就是翻越这堵墙的绝妙办法。它把波函数这个巨大的数学对象砸扁成一张由许多张量相互连接而成的网络。网络上的每个节点都是一个张量，从节点上长出来的“腿”的条数代表张量的阶数，每个张量只存储局部信息，通过“腿”彼此相连，编织成网，从而还原整个系统。可以说，张量网络就是波函数的“ZIP文件”。

熨斗研究所的Joseph Tindall和他的同事还创造性地改造了一种叫做“信念传播”的算法——这种算法最早可追溯到20世纪80年代，原本用于经典统计推断领域——来高效处理这些互联的量子数据。

结果，他们不仅在笔记本上跑通了，而且在三维晶格模拟中达到了与理论预测及先前量子实验结果完全一致的精度。

这项突破被评价为对“量子优越性”神话的一次“祛魅”，是对“量子霸权”的挑战。

量子计算到底能干啥？

你可能想问：除了破解密码，量子计算机还能给普通人带来什么好处？答案是：很多。

它可以成为新药与新材料的“超级模拟器”。今天的药物研发有点像“神农尝百草”，需要大量试错。而很多关键的化学反应，比如固氮、光合作用，本质上是电子在分子轨道上的量子行为，经典计算机模拟几十个电子就撑不住了。量子计算机天生就是干这个的。

它是基础物理的“虚拟实验室”。物理学家费曼早就说过：大自然不是经典的，想模拟大自然，你得用量子力学的办法。去年，谷歌和QuEra两家独立团队分别在量子计算机上成功模拟了“弦断裂”，即一对夸克被拉开时，能量大到能凭空产生新的正反物质粒子。这是人类第一次直观地看到这个此前只存在于理论中的过程。

它是AI的“加速卡”。用量子计算机做储层计算来优化经典AI训练，效果显著。澳洲电信Telstra用量子处理器训练网络延迟模型，将原本三周的训练时间压缩到了两天。

IonQ：量子计算商业化的一匹黑马

在众多量子计算公司中，有一家格外值得关注——IonQ。它不仅是美股量子计算板块的明星，也是目前商业路径最清晰、技术壁垒最独特的玩家之一。

首先，它走的是“囚禁离子”路线。IonQ的技术路线和加州理工的中性原子有些亲戚关系，都属于原子派系，但IonQ用的是带正电的离子，更易于被电磁场囚禁和操控。IonQ把单个离子悬浮在超高真空的腔体中，然后用极其精密的激光束来操控离子的内部能级，把每个离子变成一个量子比特。

这条路线有几个天生优势：其一是相干时间长——离子的叠加态能维持很久；其二是门保真度高——每做一万次操作，只出一次错。这在业界属于顶级水平；其三是全连接性——任意两个离子量子比特之间都可以直接产生纠缠，不需要邻居“传话”。这一点对很多量子算法至关重要。

2026年初，IonQ干了一件震动整个行业的事——以18亿美元收购了美国国防级的芯片厂SkyWater Technologies。这家公司不是普通的代工厂，而是美国本土最大的纯代工半导体制造厂之一，并且拥有美国国防部认证的1A类可信赖代工厂资质。换句话说，它是美国国防供应链的一部分。这笔交易完成后，IonQ成为了全球量子计算行业中唯一一家拥有全栈垂直整合能力的公司——从量子芯片设计、半导体制造到封装测试，全部由自己掌控。

2026年第一季度，IonQ交出了一份让华尔街称奇的成绩单：其收入达到6470万美元，同比暴增755%，连续第四个季度创纪录。其中60%的收入来自商业客户，35%来自国际市场，超过三分之一的收入来自采购了多种产品的老客户。剩余履约义务（已签约但尚未确认收入的长期合同）达到4.7亿美元，同比增长554%。全年收入指引中值上调至2.65亿美元。

最硬核的是，IonQ在本季度把公司第一台第六代256量子比特系统卖给了剑桥大学——这可是全球顶尖学府，能拿下这个客户本身就是技术实力的证明。

截至财报发布，IonQ市值约为210亿美元，远期市销率高达约78倍——而科技行业的市销率中位数通常在3到5倍。分析师给出了平均目标价68.63美元，最高可至100美元。

这是什么意思？市场不是在为它今天的利润买单，而是在赌它十年后的位置。 如果量子计算真的在未来十年内迎来爆发，IonQ很可能是最早吃到红利的公司之一。

相比之下，另外两家公司D-Wave和Rigetti虽然也拿到了美国政府投资，近期的订单增速也很惊人——D-Wave订单同比增长近2000%，Rigetti的108量子比特系统已经全面上市——但在技术路线、制造能力和商业收入上，IonQ目前处于领跑位置。

量子计算机还有哪些硬骨头？

讲了这么多振奋人心的进展，我们也得看看面前还横着几座大山。

其一是量子比特的“玻璃心”——退相干。量子比特的叠加态极度脆弱。任何一点点热量、振动、电磁波，甚至宇宙射线，都会让它瞬间坍缩成普通态，计算当场失败。要维持叠加态，量子比特必须和外界彻底隔绝——但与此同时，外界又得操控它、读取它，这本身就是一对根本矛盾。

其二是纠错的无底洞。即便单个量子比特的错误率很低，几千几万个凑在一起，错误就成了必然。量子纠错需要用多个物理量子比特（如原子、离子）编码成一个用于计算的“逻辑比特”。一台1000量子比特的机器，真正用于计算的“逻辑算力”可能只有几十甚至几个。谷歌Willow的突破证明了“越纠越对”是可行的，但从几十个逻辑量子比特到能破解RSA加密系统所需的数千个逻辑比特，还有漫长距离。

其三是算法与应用场景的贫瘠。除了Shor算法和少数量子模拟算法，我们目前严重缺乏“杀手级应用”。MIT的奥利弗教授直言：“有很多问题，我不知道怎么在经典计算机上算，也不知道怎么在量子计算机上算。”这个领域需要成千上万的数学家、程序员进入其中，才能创造出足够多的实用算法。

其四是工程制造的地狱模式。从实验室的几十个量子比特，到工厂里数万个稳定互联的量子比特，不是简单堆数量。控制电子学、芯片互联、低温封装、软件栈……全是工程难题。

眼下的商业化实质

一句话：早得很，但不得不赌。

目前来讲，任何经典计算机无法完成的实用之事，量子计算机也做不到。所谓的“商业价值”主要体现在三个层面：其一是战略卡位。各国政府为了未来的密码安全和科技霸权疯狂砸钱，这是国防和基础研究的刚需。美国政府的20亿美元投资，本质上是把量子从“科研命题”升级到了“国家安全基础设施”的层面；其二是探索性应用。银行、医药、化工巨头花钱占座，和量子公司合作探索小规模的模拟。哪怕没产出也不能掉队；其三是资本市场的未雨绸缪。量子公司的股价，不是在为“当下的利润”定价，而是在为“量子计算的未来预期”定价。

也许量子计算机就像1950年代的经典计算机。那时IBM的机器有屋子那么大，算力还不如今天的计算器，所有人都说这东西没用。你看现在如何？量子计算机会走同样的路——理论可行，潜力无限，但要等工程师们再肝上十几年。

对于普通人来说，你的银行密码至少在五年之内还是安全的。但企业和技术决策者是时候参与进来了。不一定买下机器，但可以学学量子计算机出现之后的加密模式，甚至可以想想，如果一台强大的量子计算机明天就能出来，我的行业会被颠覆吗？

量子计算机的快车刚刚驶出站台。机会总是留给有准备的人。

参考文献

https://www.reuters.com/business/us-award-2-billion-quantum-computing-firms-take-equity-stakes-wsj-reports-2026-05-21/5

https://www.ionq.com/news/ionq-announces-ionq-federal-to-meet-the-increasing-demand-for-quantum

https://quantumcomputingreport.com/flatiron-institute-tensor-network-algorithm-overturns-historical-d-wave-quantum-supremacy-claim/

https://www.quantamagazine.org/new-advances-bring-the-era-of-quantum-computers-closer-than-ever-20260403/

https://www.reddit.com/r/Physics/comments/1jggcau/is_quantum_computing_feasible_if_so_how_far_along/

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