从百比特芯片到整机交付，这家量子计算公司正将量子算力推向可调用服务
克雷西 发自 凹非寺 量子位 | 公众号QbitAI
其CFO Sarah Friar公开表示，公司在「非常艰难地取舍项目」，想做的事太多，算力不够，只能砍掉一部分。
分子结构模拟、大规模组合优化，这些任务的计算量随问题规模指数级增长，GPU堆得再多也不够用。
对于这类缺乏有效数学化简手段的「NP」难题，经典计算很棘手。哪怕对一个每种变量只引入2种可能性的组合问题，100个变量就将导致2^100（约1.27×10^30，超过一百万亿亿亿）种可能的组合。经典计算只能逐个或成组地遍历所有可能性。
要突破这道墙， 需要一种从底层逻辑就不一样的算力 ，才能在指数级膨胀的计算空间里找到出路。
量子比特可以同时处于0和1的叠加态，彼此之间还能纠缠关联。每多一个量子比特，计算空间的维度就翻一倍。
叠加性和纠缠性相结合，使得我们可以将上述「爆炸性」增长的组合可能性快速编码到这个指数级增长的计算空间内。再通过合理设计的量子算法，我们可以将有用的结果通过量子干涉「浮现」出来。
量子处理器（QPU）就是沿着这条路发展起来的，被视为继CPU和GPU之后的第三种算力。
GPU够不到的天花板
一个中等大小的蛋白质分子，包含数以万计的电子（这还只是在考虑外层电子的情况下），要模拟这些电子之间的量子行为，经典计算机需要追踪的状态数量会随电子数量指数级增长。
哪怕动用全球现有算力的总和，要精确模拟这样一个分子的量子行为，经典计算机依然束手无策。
事实上，全球超算有很大一部分算力就花在量子化学计算上，但即便如此，能解决的问题仍然有限。
以RSA为代表的公钥加密算法，其安全性建立在「经典计算机解不动大数分解」这个前提上。
一旦量子计算机达到足够规模，Shor算法（量子质因数分解算法）理论上可以在可接受的时间内完成大数分解，现有加密体系的根基就会被动摇。
相干科技创始人兼CEO 金贻荣 ，在超导量子电路领域做了近20年，同时担任北京量子信息科学研究院生态建设团队负责人。
「未来要解决的多半是复杂问题，而复杂问题很难靠单一技术解决，需要多种技术结合。我判断未来会是融合计算，量子计算和经典超算、智算等多种算力结合，形成新的计算生态。」
AI训练中大量的优化任务，比如大规模参数搜索、模型架构探索，底层都涉及组合爆炸。
几百个超参数的调优空间、数十亿参数的梯度寻优，搜索空间随变量数量成倍膨胀，恰好落在QPU擅长的区间里。
金贻荣认为，量子计算属于计算层，是底层能力；AI属于应用层，建立在计算之上。有了更强的计算能力，才会有更好的AI。而当前我们仍处在量子计算工程化的关键阶段，仍在与「噪声」做激烈的斗争。
为此他表示，眼下比较现实的方向，是 先用AI帮助量子计算做校准、参数优化和故障诊断。借助AI尽快提升量子计算的能力，从而让量子计算更快反向赋能AI。
量子计算规模化，还差些什么？
量子计算机造价高昂，运维流程复杂，芯片需要在接近绝对零度的极低温环境中运行，配套的测控系统、低温线路和校准软件都是重资产投入。
经典计算的开发者写Python、写C++，面对的是经过几十年发展的成熟编程语言和开发工具链。
使用者需要把计算任务拆解成一个个量子门，再手动编排这些量子门的执行顺序和作用对象，组成一条量子线路。
用金贻荣的话说，「使用量子计算基本要手动编写一个个量子门组成的线路，好比过去必须懂机器码、懂汇编才能编程。而汇编有很高的门槛，这种状态下很难形成广泛的生态。」
过去几年，量子计算机的量子比特数从几十扩展到了几百、再到上千，但比特数量并不等于算力。
能调用多少算力，要看可用比特有多少、单位时间能跑多少层线路，这由芯片、测控、软件和校准共同决定，任何一环跟不上，算力都无法有效输出。
当然，这些探索大多还停留在验证阶段，真正大规模的应用爆发，还要等基础设施再成熟一步。
就像Transformer出现之前，很少有人想到今天会有这么多AI Agent；互联网刚出现时，大家以为它主要用来做数字图书馆。
从芯片，到量子云服务
相干科技 2023年10月成立，孵化于北京量子信息科学研究院的超导量子计算团队。公司的业务，是把量子算力变成一种可以交付的服务。
相干科技走的是超导路线，用钽作为核心超导电路材料，结合蓝宝石和高阻硅衬底优化工艺。
钽表面能形成致密的氧化层，有助于抑制造成量子比特退相干的噪声。配合蓝宝石和高阻硅衬底的工艺优化，表面介电损耗可以降到很低。再通过超高真空磁控溅射技术，生长出平整、低缺陷的超导钽膜，有助于提高晶圆级的量子比特一致性。
金贻荣在北京量子院时期与团队一起攻克了干法刻蚀和表面处理的难题，做出过503微秒长寿命的超导量子比特芯片。
到目前为止，相干科技的量子芯片已经做到百比特规模，芯片寿命超过100微秒，单比特门平均保真度超过99.9%，两比特门保真度突破99.5%。
公司正在建设自主芯片产线，建成后芯片的设计、工艺迭代、流片与封装都可以在内部完成，从而缩短下一代更大规模、更高性能芯片的迭代周期。
相干科技目前的方案支持10到1000个量子比特的独立操控和测量，覆盖芯片、测控硬件和软件的系统集成，可以本地部署也可以上云。
其测控电子学解决方案也已在100量子比特以上规模的处理器上完成系统级验证，单比特门保真度可达99.99%以上，两比特门保真度可达99.8%以上，读取保真度可达99%以上。
从2024年到2025年，其测控业务收入从300多万元增长至3100万元，客户包括中国科学院相关机构、清华大学、粤港澳大湾区量子科学中心等。
前沿的大模型大多只能通过云服务调用，看重数据安全的用户则会选择私有化部署。量子计算也会这样，以高水平的云服务为主，结合定制化、私有化部署的整机。
相干科技正在建设自有算力平台，用户可通过图形化界面拖拽搭建量子线路，也可以通过API提交计算任务。平台还计划为AI Agent预留接口，并探索用自然语言提交量子计算任务。
金融业务中天然存在大量组合优化问题，比如从几千只股票中选出最优的投资组合，或者在实时交易中对上百种衍生品同时定价……
据介绍，量子算力服务在金融领域可应用于智能风控、反洗钱、投资组合优化、金融衍生品定价等15个业务场景。
2025年12月，公司协办了 「第二届量子云计算研讨会」 ，与北京量子院联合推动Quafu量子云平台建设。
2026年，又参与协办首届「Quafu杯」量子计算真机挑战赛，挑战赛要求参赛者在真实的量子硬件上测试和迭代算法，和模拟器环境相比，对算法的工程可行性有更严格的检验。
芯片、整机、云平台、开发者生态……相干科技成立三年，在量子计算「下一公里」的各关键环节都已经落子。
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