
美国国防高级研究计划局正在通过一项雄心勃勃的验证计划重新定义全球量子计算竞赛的规则。该机构的量子基准测试计划已将11家来自美国、加拿大和澳大利亚的企业推进到第二阶段,这些公司必须证明他们能够在2033年前开发出"效益超过成本"的实用级量子计算机。这一严格的筛选机制标志着量子技术发展从科学探索转向工程验证的关键转折点。
DARPA的量子基准测试计划设定了一个明确且具有挑战性的目标:到2033年实现量子计算的实际商业和军事价值。该计划项目经理乔·阿尔特彼得明确表示,他们的"开场立场是怀疑主义",旨在通过科学严谨性来终结量子计算领域的过度炒作。这种制度化的怀疑态度反映了美国政府对新兴技术泡沫的警惕,以及对确保联邦投资获得实际回报的坚持。
进入第二阶段的企业包括IBM、谷歌量子AI、微软Azure Quantum等科技巨头,以及Atom Computing、IonQ、PsiQuantum等专业量子计算公司,还涵盖了来自盟友国家的QuEra Computing、Xanadu等创新企业。这一名单的多样性体现了当前量子计算技术路线的百花齐放状态,从超导量子比特到离子阱,从光子计算到中性原子系统,各种技术架构都在争夺最终的实用性证明。
从炒作到验证的战略转型

来源:DARPA
量子基准测试计划的核心价值在于其严格的三阶段验证机制。第一阶段要求参与者描述具有合理实现路径的实用级量子计算概念;第二阶段需要制定详细的研发计划、风险评估和缓解策略;第三阶段则与政府合作进行独立验证,确保系统能够按设计构建并按预期运行。
这种渐进式验证体系解决了量子技术领域长期存在的信息不对称问题。在过去几年中,许多量子计算公司倾向于公布不断增长的量子比特数或量子体积指标,但这些技术参数往往难以转化为实际的商业或军事应用价值。DARPA通过要求"计算价值超过成本"的硬性标准,强制要求参与者制定可验证且具有经济可行性的发展路线图。
该计划整合了DARPA此前的两个重要项目:量子基准测试计划主要关注量子计算的潜在影响规模,而未充分探索的实用级量子系统计划则专注于硬件可行性。通过将应用软件研究与硬件验证相结合,量子基准测试计划提供了从概念到现实的完整技术评估框架。
值得注意的是,该计划并非一场"优胜劣汰"的竞赛,而是旨在评估每种技术路径的独特价值。这种包容性策略本质上是为了分散技术风险,确保在任何单一技术路径遇到不可克服障碍时,美国及其盟友仍能在其他有前景的架构上保持领先地位。
技术多样性与地缘政治考量

来源:DARPA
进入第二阶段的企业代表了当前全球量子硬件研发的最前沿技术路线。IBM和谷歌专注于超导量子比特技术,这是目前最成熟的量子计算平台之一;IonQ和Quantinuum主攻离子阱量子计算,该技术在量子比特保真度方面具有优势;PsiQuantum则押注于光子量子计算,试图通过光子的天然容错特性实现大规模量子系统。
这种技术路线的多样性反映了量子计算领域与传统计算机发展历史的根本差异。在经典计算技术演进过程中,硅基半导体逐渐成为主导架构,但量子计算目前尚未出现类似的技术收敛趋势。DARPA的策略是同时押注多种技术路径,通过市场竞争和严格验证来自然筛选出最有前景的方案。
晋级名单中包含多家非美国本土企业,清晰体现了美国在量子技术领域推行的国际联盟战略。在全球量子技术地缘政治竞争日益激烈的背景下,美国通过该计划将顶尖盟友企业纳入其战略评估和资金支持框架,从而强化整个西方量子技术供应链的韧性和创新能力。
该计划还特别强调了双重用途的战略价值。即使某台量子计算机未能达到严格的工业级标准,但如果它能够运行密码分析相关的肖尔算法实例,仍符合DARPA的国防安全利益。这表明虽然工业实用性是主要目标,但对现有加密体系的威胁评估等突破性国防应用也是不可忽视的战略目标。
全球量子竞赛的标准化博弈

来源:光子盒
DARPA的量子基准测试计划不仅是技术验证机制,更是美国在全球量子技术治理中争夺话语权的重要工具。通过设定严格的性能标准和验证流程,该计划正在建立事实上的技术标准,定义什么样的量子计算机才值得信任和投资。
这种标准制定权的竞争具有深远的战略意义。任何通过该计划第三阶段验证的量子架构,无论来自美国本土还是盟友国家,都将获得全球最高级别的技术认可。这种验证机制赋予了美国在技术评估和验证方法论上的全球主导权,能够影响全球资本、人才和供应链围绕其技术标准进行整合。

来源:DARPA
相比之下,中国在量子技术标准化方面采取了不同的路径。中国主要通过全国量子计算与测量标准化技术委员会制定国家层面的技术规范,包括正在制定的《量子计算系统性能测试方法》国家标准。这种自上而下的规范化努力旨在建立统一的国内评估体系,并通过参与国际标准制定来争取全球话语权。
两种模式的差异反映了中美在科技创新体系上的根本不同:美国依靠市场竞争与严格验证的结合,通过分散化的私营部门创新来实现技术突破;中国则更多依靠国家战略规划和集中资源配置,在技术路径成熟后推动大规模部署。
量子基准测试计划的最终结果将为全球量子技术发展提供关键的决策参考。无论最终有多少企业成功通过验证,该计划都将产生关于实用级量子计算机可行性的决定性、无偏见的信号,从而深刻影响未来十年全球量子技术投资和战略布局。这不仅是参与企业的重要里程碑,更是全球量子技术从概念炒作走向工业应用的关键转折点。
更新时间:2025-11-14
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