随着中美在量子计算领域竞争愈发激烈，赛道之外的国家也纷纷入局，希望分得技术红利。而日本则将自己的未来压在了IBM与霍尼韦尔这类跨国科技巨头身上。

7月26日，日本首台商用化量子计算机正式运营。该设备由IBM供货，东京大学负责运营管理，可供日本科学机构和企业的研究人员使用。

这也是IBM在美国之外安装的第二台IBM Quantum System One量子计算机，第一台则在本月初落户德国。

2019年，IBM联合东京大学建立日本-IBM量子合作伙伴关系。2020年，IBM和东京大学发起了量子创新倡议联盟(QIIC)，与包括DIC、日立、JSR、庆应义塾大学、三菱化学、瑞穗、MUFG、索尼、三井住友信托银行、东芝、丰田和横河等企业合作，推进日本量子计算研发。

日本钢铁巨头探索量子优化

除了在超导技术上与IBM的合作，日本也选择了离子阱技术路线。今年6月，全球最大的钢铁制造商之一的新日本制铁与霍尼韦尔&剑桥量子合作探索工厂调度优化的解决方案。

这家位于东京的公司在2019年生产了超过5000万公吨的钢铁产品。新日本制铁长期投资先进计算技术，以帮助员工优化调度并最大限度地提高效率。 现在，它正在探索量子计算如何能提供帮助。该公司与剑桥量子计算公司（CQC）合作，为其在钢铁生产过程中使用的中间产品制定了一个最佳时间表。他们开发了一种算法，并在霍尼韦尔量子解决方案的最新商用计算机System Model H1上运行。

新日本钢铁公司首席研究员Koji Hirano表示："安排钢铁厂的运营是我们面临的最大后勤挑战之一，我们一直在寻找简化和改善这一领域运营的方法。

复杂的问题

制造钢铁是一个多步骤的过程，几十年来基本保持不变。工厂首先将铁矿石、煤和其他材料加工成钢坯（铁和碳的合金），然后再转化成产品。在现场拥有适量的原材料和中间产品以完成订单是一种平衡行为。再加上多种订单、订单类型（钢的等级）和尺寸、生产数量、最后期限和其他规格等因素，运营一家钢铁厂的复杂性就会大大增加。

鉴于变量的数量，精简优化生产过程和进行有效调度极具挑战性。但它也代表了一个可以大幅提高效率和降低运营成本的领域。这种挑战并不是钢铁制造业所独有的，类似的组合优化问题在全球制造业、运输业和分销系统中无处不在，其中货物和服务要经过几个步骤。即使使用今天的超级计算机，寻找最佳解决方案也很困难。 量子计算机利用某些量子物理现象，一次代表多个解决方案，并找到最佳解决方案，这使它们独特地适合解决此类优化挑战。

有希望的结果

然而，今天的量子系统仍处于早期阶段，还不能解决所有存在的变量，所以CQC和新日本制铁制定了一个代表性的问题。量子计算机System Model H1仅在几步之后就能找到最佳解决方案。“这些结果对于将这个问题扩展到更大的实例是令人鼓舞的，”Mehdi Bozzo Rey说。“这项实验展示了System Model H1与现代量子算法配对的能力，以及这项新兴技术的真正前景。”霍尼韦尔量子解决方案公司总裁Tony Uttley说，这样的合作表明公司可以开始使用量子计算机来解决复杂的现实世界问题。“新日本制铁和剑桥量子计算公司能够取得的结果表明，量子计算将成为企业寻求竞争优势的有力工具，”他说。

坚持自主研发!本源量子为国守赛道

在这条关乎未来国家竞争力的赛道上，中国自然不会假他人之手。

在全球量子信息技术发展的早期阶段，我国就由郭光灿等一批科学家将量子信息科学引入国内并发展壮大。2001年，我国量子信息领域第一个省部级重点实验室--中科大中科院量子信息重点实验室正式落成。二十多年来，实验室诞生了多项世界级的科研成果，为国家培养了大批量子信息领域的专家学者。

2017年，已是院士的郭光灿与学生郭国平深感国内量子计算在工程化上与国外差距越来越大，亟待将论文中的科研成果转化为对社会有用的生产力，本源量子应运而生。

2018年12月，本源量子发布国内首个集成化的量子测控一体机；2019年9月，全球首个量子化学应用软件ChemiQ诞生；2020年9月，本源量子上线国内首台工程化超导量子计算机--本源悟源；2021年2月，国内首款量子计算机操作系统--本源司南诞生。从底层硬件到上层软件，本源量子一步步打造出了国产可控的量子计算机。

此外，聚焦于行业应用的国内首个量子计算产业联盟OQIA也在2018年成立，国内量子计算的产业化进程开启。

量子计算机是信息时代的核武器，也是未来科技竞争中的国之重器。在这条赛道上，坚持自主可控是我们唯一的选择。