100岁的量子力学与75岁的人工智能，正超越科幻的边界，携手开启一个全新的科技时代。
2025年9月21日，上海浦江创新论坛量子智能专题论坛上，上海量子人工智能联合体正式成立。这一由复旦大学、上海期智研究院、上海量子科学研究中心等12家科研机构和企业组成的联合体，目标是在未来五年内突破量子人工智能的基础理论和关键技术。
同月，英美签署《科技繁荣协议》，在AI、量子技术和核能三大关键新兴技术领域展开合作。微软、英伟达、谷歌、OpenAI等科技巨头承诺投入超过310亿英镑，用于促进英国的AI基础设施和量子尖端技术。
如今，世界各地的顶尖科学家都在探索同一个问题：当量子计算遇见人工智能，会碰撞出怎样的火花？
▶ 全球视野下的量子人工智能发展态势
量子计算与人工智能的融合正成为全球科技竞争的新焦点，主要科技强国纷纷布局，力图抢占未来技术制高点。近期，英美签署《科技繁荣协议》，将人工智能与量子计算并列为合作核心，目标是“合作开发革命性的量子计算机”，并加快其在医疗、国防和金融等关键领域的部署。这一协议凸显了量子技术在国家战略层面的重要性。
更具战略意义的是，英美提出AI与量子的协同推进：前者善于预测，后者长于模拟，结合或将引爆“指数级技术爆炸”，共同打造全球领先的“AI+量子”生态。
企业界也在积极行动，IBM与AMD合作开发的 “以量子为中心的超级计算” 架构，将量子计算机与高性能计算及AI基础设施协同运作。这种混合模式中，问题的不同部分由最适合的计算范式处理，实现效率最大化。
谷歌也已在其量子芯片上实现了低于1%的量子纠错阈值，这是迈向可扩展量子计算的重要一步。 谷歌量子芯片的核心技术是一个为量子纠错而设计的AI解码器，它基于神经网络，通过机器学习训练而成。
与此同时，中国也在这一领域快速跟进，并展现出强劲的竞争力。中国在量子与AI融合赛道上有优良基础，也有很强的竞争力。特别是，中国科学家在量子纠错、AI赋能量子等领域紧跟国际前沿，最新研究进展在部分方向上已经具备了“并跑”，甚至局部“领跑”的可能。
总体来看，量子与人工智能的融合，正在从概念走向现实。从国家战略到产业实践，全球竞逐已进入加速期。未来，谁能率先实现规模化应用，谁就可能在这一轮技术革命中赢得先机。
▶ 量子计算如何赋能人工智能
量子计算如何突破AI算力瓶颈
人工智能的本质，是在海量数据中寻找模式，进行学习与预测。这些年人工智能发展迅猛，但正面临经典算力瓶颈。随着摩尔定律逐渐逼近极限，传统计算性能增长明显趋缓。 量子计算的出现为突破这一瓶颈提供了全新路径。
量子计算的核心优势在于其量子叠加与纠缠特性，这些特性带来了指数级的并行处理能力。想象一下，传统计算机像是一个人在一座图书馆里一本接一本地找书，而量子计算机则像是可以同时翻阅所有书籍。
在具体应用层面，量子计算能够显著加速机器学习训练过程，降低计算成本，并增强模型表达能力。 虽然当前量子技术仍存在噪声和规模限制，但已在特定任务中表现出显著加速效果。
研究人员正积极探索如何利用量子计算来推动人工智能发展，包括加速机器学习训练、降低计算成本以及增强模型表达能力等领域。
人工智能如何反哺量子计算
量子计算虽然强大，但现阶段尚未成熟。当前的主流量子计算机大多仍不免计算精度低、误差率高，尽管能够展示出在特定任务上的量子优势，但难以直接用于解决大型实用问题。量子比特的自然量子态是脆弱的，可能受多种因素干扰，面临诸多技术挑战，量子纠错是其中最为突出的一个。
而人工智能技术在解决量子纠错问题上展现出巨大潜力。中国科学院院士、上海期智研究院院长姚期智院士介绍：“谷歌量子芯片首次用105个量子比特实现阈值低于1%的量子纠错，其核心技术正是一个为量子纠错而设计的解码器，它是一个神经网络，采集了数千个用量子模拟得到的样本，经AI机器学习训练而成。”
这种AI辅助的量子纠错技术实现了指数级的错误降低。姚期智院士对此评价道：“我们中国在这方面已达到世界水平，对于AI赋能量子计算的前景我非常乐观。”
AI恰能成为量子计算的“辅助教练”，在量子比特测控、量子线路编译优化、数据后处理等方面发挥加速作用，帮助量子计算在多方面提升效率，让量子计算可以变得更加务实，更“接地气”。
量子计算与人工智能正形成互补共进的关系，在相互赋能中共同拓展未来科技的边界。
▶ 量子人工智能的应用前景
量子人工智能并非遥不可及的理论概念，它已经开始在多个领域寻找应用场景。科学家们乐观预计，随着量子硬件和算法的不断进步，量子AI有望在药物发现和金融建模等领域带来革命性变化。
以上海发布的量子计算十大应用场景为例，这些场景覆盖电力、金融、物流、新能源与生物医药等领域。 它们不仅聚焦实际应用需求，更致力于展现量子技术在解决复杂问题与推动未来产业变革中的巨大潜力。
以上海电网为例，随着新能源占比增加，电网在供需平衡与稳定运行方面压力加大。为此，上海正探索量子计算在电力优化中的应用，助力构建更安全、更绿色的超大型城市电网，并积极融入全市量子科技布局。
展望未来，姚期智院士认为，量子与AI的融合将深刻改变人们的生活。例如，在医疗领域，二者结合能精准模拟分子结构，大幅缩短新药研发周期；能源领域，可优化能源分配与利用，助力“双碳”目标实现；通信领域，后量子密码能保障信息安全，应对量子计算带来的加密挑战。
业界专家普遍认为，人工智能赋能量子计算是未来的必然趋势，但目前仍存在冷热不均的现象：量子计算领域迫切希望引入AI，而AI领域对量子计算的认知和兴趣尚处初步阶段。尽管量子人工智能前景广阔，专家们也清醒地指出，这一方向仍处于起步期。正如北京大学物理学院教授俞大鹏所言，量子计算是“人类挑战微观世界操控极限的世纪系统工程”，需要夯实基础、加快研制，同时注重人才培养与产业生态建设。
本文转自：中国信息协会量子信息分会，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。如不支持转载，请联系小编demi@eetrend.com删除。
