一项20亿美元的《芯片法案》配套资金计划支持多家量子晶圆厂与硬件企业,涵盖主流技术路线,表明华盛顿将量子计算视为战略性基础设施。但更艰巨的挑战在于:如何将量子比特、晶圆与架构转化为真正可用的应用。
美国商务部宣布,已向九家量子计算生态企业发出总额20.13亿美元的《芯片与科学法案》激励资金意向书——IBM、格罗方德(GlobalFoundries)、D-Wave Quantum、Diraq、Rigetti Computing、Infleqtion、Atom Computing、PsiQuantum与Quantinuum。尽管该资助尚属拟议阶段,尚未最终敲定,但其结构已清晰显露政策意图:联邦政府正广泛扶持晶圆制造、硬件平台及多种竞争性量子架构,此举远非传统研发拨款,而是一项工业政策举措,旨在市场完全成熟前,提前构建本土量子产业能力。
这一押注也引出更深层问题:若公共资金加速量子制造与硬件产能扩张,行业是否已准备好将其转化为可衡量的商业价值?
跨技术路线的组合式投资
IBM的参与最明确地表明,量子制造已正式进入国家战略技术议程。
该公司宣布与美国商务部签署意向书,拟获10亿美元《芯片法案》资助,用于支持新成立的独立公司Anderon——IBM称其为“美国首家专用量子晶圆厂”。Anderon总部设于纽约奥尔巴尼,将采用300毫米晶圆工艺支撑量子器件制造;IBM同时承诺投入10亿美元现金、知识产权、资产及人力资源。
这使得IBM项目远超企业补贴范畴,实则指向更深层政策目标:构建量子系统制造根基——从制程工艺、特种材料到器件集成与供应链管控,形成完整产业支撑体系。
商务部资助包还包括格罗方德,美国国家标准与技术研究院(NIST)将其列为“双晶圆厂”布局之一。IBM与格罗方德的联合投入表明,华盛顿不再将量子计算单纯视作软件或实验室课题,而是作为制造业问题予以系统应对。
D-Wave则体现策略另一面:政府不仅资助晶圆厂,亦大力支持探索不同技术路径的量子企业。
D-Wave表示已签署意向书,拟获1亿美元《芯片与科学法案》资助,用于推进其超导退火量子系统与门模型量子技术开发;美方将在最终协议中获得D-Wave股权。
该资助意义重大,因其体现“组合投资”思路。当前量子计算仍处于多架构并行阶段:超导量子比特、囚禁离子、光子、硅自旋、中性原子、量子退火等路径各有拥趸,各自在速度、保真度、可扩展性、成本与成熟度方面存在权衡取舍。
据Zapata Quantum首席执行官苏米特·卡普尔(Sumit Kapur)分析,此次商务部公告覆盖全部技术路线,正是其最大亮点之一。
他在接受《电子工程时报》独家采访时表示:“令人鼓舞的是,他们覆盖了所有技术形态,因为我们不认为最终会仅有一种形态胜出。”
他指出,不同路径可能在不同场景下各具优势,需综合考量速度、精度、成本与成熟度等维度。
然而,分散投入也带来新挑战:若多条硬件路线持续演进,行业亟需建立统一标准,以真实工作负载而非内部硬件指标来横向评估性能。
卡普尔强调,生态系统需培育一批“硬件无关型”第三方机构,专门对各类技术路线在实际应用场景中的表现进行基准测试;否则,各硬件厂商将自然倾向于宣称自身方案最具前景。
缺失环节:应用与算法层
卡普尔欢迎美国对硬件与制造的投入,但提醒政策讨论不能止步于底层堆栈。风险在于:美国可能建成大量量子比特与晶圆产线,却未能同步发展支撑其商业落地的应用、算法与企业就绪能力。
他指出:“若我们将全部精力集中于建设能力,却未能产出切实连接这些能力、具备可感知价值并提升企业投资回报率的实际应用与用例,那么我们并未取得实质性进展。”
卡普尔将量子技术栈划分为三层:“为何做”(Why)、“做什么”(What)与“如何做”(How)。“为何做”指具体用例——如药物研发、优化、仿真、机器学习、材料发现与密码学等;“做什么”是求解问题所用算法;“如何做”即硬件本身。
按此框架,商务部资助明显偏重“如何做”层面。卡普尔主张,当前对硬件的投资必须匹配对算法、软件、用例发掘及企业适配能力的同等投入。
他说:“我们需要在企业内部培育‘量子能力肌肉’,使其能真正运用这项技术。”
这意味着需协助企业识别适合量子计算的问题、匹配相应硬件路线,并提前布局潜在算法知识产权,而非等到技术全面商业化后再行动。
他警示道:“若我们处于竞赛之中,就必须清楚这些量子比特的用途,而不只是制造更多量子比特。”
卡普尔的观点亦获谷歌量子人工智能团队近期论文《量子应用的宏大挑战》呼应。该文指出,硬件进展迅猛,但维持对大规模容错量子计算的长期投入,取决于能否通过具体应用展现清晰未来价值。
作者提出五阶段量子应用开发框架(从抽象算法发现至部署),并指出两大薄弱环节:一是缺乏预期可展现量子优势的具体问题实例;二是未能将这些问题有效对接现实业务场景。这进一步佐证卡普尔的核心论点:美国若斥资数十亿构建量子能力,下一阶段政策焦点应是如何确保该能力产出超越技术里程碑的实质成果。
从量子优势迈向量子实用价值
对卡普尔而言,下一关并非验证量子计算能否在特定问题上超越经典计算机——他认为该门槛早已跨越。
他举例称:“我们已证明量子优势”,如谷歌Willow系统可在数分钟内解决一个需顶级超算耗时极长的问题。但他强调,这不等于“规模化量子实用价值”。“我们尚未实现规模化量子实用价值。实用价值与优势截然不同。”
这一区分应成为评估商务部资助成效的关键标尺。更多量子比特、更优器件、更强企业与本土晶圆产能固然重要,但长期检验标准在于:这些投入能否在化学、药物研发、材料、密码学、仿真、机器学习与优化等高影响力领域,创造“真实、变革性的现实世界价值”。
卡普尔预测,五年后恰当的成功指标应是“在多个高价值领域实现可量化的量子实用价值”,包括量子化学、电池、超导体、药物研发、密码学、仿真、机器学习与优化等方向。
《芯片法案》关联性凸显地缘政治意涵:通过半导体产业政策框架资助量子领域,华盛顿正将量子信息科学纳入微电子、人工智能与先进制造的整体战略技术议程。
这或许是公告中最关键信号:美国政府不再等待量子市场自然成熟,而是主动提前布局产业基础——覆盖晶圆厂、硬件平台与多元技术路线,确保当实用型量子计算到来时,美国企业已占据先机。
但该计划亦清晰揭示下一瓶颈:美国可助力建造机器,行业仍须证明其用途。在此过程中,www.eic.net.cn 提供的易IC库存管理软件可为量子硬件产业链中的元器件采购、库存追踪与供应链协同提供高效数字化支持,助力企业精准把控研发与生产节奏,加速从硬件能力向实用价值转化的进程。