QPU能否在2026年取代GPU？量子计算迎来关键转折点

图1：量子处理器（QPU）技术图，谁能率先建立量子优势？（来源：ICVIEWS）

量子计算时代的到来速度，可能远超预期。英特尔前CEO帕特·基辛格近期在接受采访时直言不讳地预测，量子计算将在两年内普及并加速戳破AI泡沫，且将在2030年前彻底取代GPU。他认为，量子计算将与经典计算、人工智能计算共同构成未来计算世界的“神圣三位一体”。

就在12月9日，量子硬件初创公司QuantWare正式发布了全新的量子处理器（QPU）扩展架构VIO-40K，并计划于2026年实现量子芯片的大规模量产。公司正在荷兰代尔夫特总部建设全球最大的专用量子芯片晶圆厂Kilofab，此举预计将使其产能提升20倍。回顾2025年初，黄仁勋还曾表示“量子技术距离实际应用至少还需20年”。然而，年底各家量子初创公司与巨头的路线图一个比一个激进，业界风向已悄然转变。

毋庸置疑，2026年将是量子计算走向实际应用的关键一年。现在是梳理技术进展、回顾市场动态的最佳时机。让我们先看看2025年的量子行业究竟发生了什么。

01 2025年，量子大爆发

2025年，量子计算舞台上的主角可以概括为：三大科技巨头、量子“四侠”和战略突变的英伟达。

谷歌：继2024年底发布拥有105个物理量子比特的Willow超导量子处理器后，谷歌于2025年10月宣布实现“可验证的量子优势”。通过运行“量子回声”算法，Willow芯片的处理速度比经典超级计算机快1.3万倍。数据证实，随着物理量子比特规模增加，系统逻辑错误率呈指数级下降，从物理层面验证了纠错理论。生态上，谷歌深化了与英伟达的合作，利用CUDA-Q平台进行大规模物理仿真，并与英国国家量子计算中心（NQCC）合作，开放云端访问权限。

IBM：IBM在2025年持续执行其硬件路线图，发布了代号为“Nighthawk”的120量子比特处理器，计算性能较前代提升约20%。同时，IBM推出了实验性芯片“Loon”用于验证大规模容错组件。在工程控制方面，IBM与AMD合作，利用商用FPGA芯片实现了对量子比特的实时纠错控制，这一进展证明了通用商用芯片可替代定制硬件，有助于降低构建容错量子计算机的成本。

微软：微软于2025年2月发布了首款基于拓扑超导体材料的量子芯片“Majorana 1”。这标志着其长期投入的拓扑量子计算路线从理论研究进入硬件原型阶段。该芯片旨在利用新材料特性，从物理底层实现对环境噪声的免疫，尽管比特规模尚小，但验证了拓扑保护机制的硬件可行性。

量子“四侠”：以IonQ、Rigetti、D-Wave和Quantum Computing（QCI）为代表的上市量子公司经历了市场整合。IonQ收购了Oxford Ionics以整合离子阱技术；Rigetti推进超导系统的模块化部署；D-Wave重点展示量子退火技术在物流优化中的混合求解能力；QCI则继续在光子学领域探索。

英伟达：英伟达在2025年经历了一次显著的战略修正。黄仁勋从年初的质疑转向确立量子战略地位，并开启密集资本运作。9月，其旗下NVentures在一周内连续投资Quantinuum（离子阱）、QuEra（中性原子）及PsiQuantum（光量子），通过资本覆盖主流硬件路线。年底，英伟达推出NVQLink，实现量子计算机QPU和GPU的直接通信，目前已有17家量子公司和8个美国能源部国家实验室接入其生态。

02 2026年，好戏连台

基于主要厂商的路线图及行业预测，2026年被视为量子计算从工程验证迈向效用验证的关键节点。行业焦点将从物理比特规模转向逻辑比特质量及混合计算架构的实际部署。

在超导路线上，IBM将2026年设定为展示“量子优势”的关键年份，计划通过“以量子为中心的超级计算”架构，在特定科学任务中证明其成本或精度优势。谷歌则面临从纠错验证向构建长寿命逻辑量子比特过渡的工程挑战。

在新兴路线上，中性原子厂商QuEra Computing提出发布100个逻辑量子比特系统的目标；光量子厂商PsiQuantum的系统集成进入关键阶段；QuantWare启动Kilofab晶圆厂，推进量子芯片工业化量产。2026年将是检验这些激进目标能否兑现的时期。

随着英伟达CUDA-Q等中间件平台的推广，2026年“量子-经典混合计算”或将成为数据中心的标准部署模式。QPU将作为加速器集成到高性能计算集群中，分担特定模拟或优化任务。这种架构将推动量子计算与AI工作流的结合，预计在大模型训练优化和复杂分子模拟等领域出现更多基于混合算力的应用测试。

在云服务领域，IBM、AWS和微软已提供量子接入服务。2026年云厂商或将进一步整合“量子+经典”的混合资源，服务模式从单一硬件访问向集成高性能计算资源的混合算力环境演进。

在安全层面，美国正强制推动数字基础设施的抗量子化升级。依据国家安全备忘录（NSM-10），美国联邦机构已进入后量子密码（PQC）迁移的实质执行阶段，要求核心系统在2025-2030年窗口期内完成升级。这反映出2026年的量子计算竞赛已从企业层面上升到国家战略层面。

03 量子工业体系，各国都在建

展望2026年，全球主要经济体的量子发展逻辑正从早期科研指标比拼，转向构建有韧性的工业体系与掌握产业链核心环节。

美国在2026年的战略重心转向夯实内部工业基础。针对“提升量子”组织指出的劳动力断层风险，NIST预计将加速培育量子产业集群，政策更侧重于培育熟练技术工人与工程师，构建从研发到制造的完整本土工业闭环。

2026年是中国“十五五”规划开局之年，量子科技被定位为“新的经济增长点”，产业正加速从实验室向产业化过渡。依托“东数西算”工程，产业界正探索将量子计算融入国家级算力网络。中电信量子与本源量子等企业预计将进一步试点“四算融合”（量子+超算+智算+通用）。在产业链建设上，中国企业致力于构建全栈自主生态，量羲技术推进关键部件研发，图灵量子探索差异化应用，腾景科技提供底层光学硬件支撑。

欧洲与英国同样在加速推进“技术主权”战略。英国持续投入资金，依托ORCA Computing等本土企业构建产业高地。欧盟则倾向于支持本土公司建设量子芯片代工设施，试图在芯片制造环节掌握话语权，构建独立的产业“第三极”。

随着2026年的临近，量子计算不再只是实验室里的前沿科学，而是一场关乎未来计算架构、产业布局乃至国家竞争力的全面竞赛。其发展脉络与成果，值得每一位关注技术趋势的从业者持续追踪。