量子竞赛进入深水区：IBM加速2029年容错量子计算机目标实现

电子发烧友网综合报道 日前，IBM宣布入选美国国防部下属国防高级研究计划局（DARPA）量子基准测试计划（QBI）的B阶段，这标志着该公司在构建大规模容错量子计算机的技术路径上获得关键验证。这一里程碑式进展不仅彰显了IBM在量子计算领域的技术实力，更为全球量子计算产业注入了强劲动力。

QBI计划：打造工业级容错量子计算机的“验证引擎”

QBI全称为Quantum Benchmarking Initiative（量子基准测试计划），由DARPA于2024年启动，核心目标是通过严格的第三方验证，评估能否在2033年前研发出计算价值超过成本的工业级容错量子计算机。该计划采用三阶段递进式验证体系，为量子计算技术发展搭建了系统化的评估框架。

A阶段为期六个月，要求参与者阐述具有合理近期实现路径的实用级量子计算机初步技术方案；B阶段持续一年，需提交全面的研发规划，涵盖风险识别、缓解策略及原型开发方案；C阶段则由DARPA独立验证团队对硬件进行实测，核验实用级量子计算机概念是否能按设计方案构建并达到预期运行效果。

DARPA特别强调，QBI并非淘汰式竞赛，而是通过独立评估明确各家企业的技术优势。

11家企业竞逐，多技术路径百花齐放

截至11月6日，包括IBM在内的11家企业已入选B阶段。与经典计算已形成主导架构不同，量子计算领域目前仍处于多技术路线并行探索的格局，这也正是QBI评估面临的核心挑战。

此次入选企业覆盖四大主流技术路径，各有优劣：
超导量子比特：以IBM的模块化超导处理器为代表，依托成熟的集成电路工艺，具备较强可扩展性，是当前发展最成熟的技术路径之一，但需在极低温环境下运行；
离子阱技术：IonQ、Quantinuum等企业主攻该方向，以超长相干时间和高计算保真度著称，但在量子比特扩展方面面临瓶颈；
中性原子技术：Atom Computing、QuEra Computing等机构深耕此领域，优势在于超强扩展性，可实现大规模量子比特阵列，但存在读取效率低、工业化难度大的问题；
光子量子计算：Xanadu等企业专注该赛道，可在常温下运行且抗干扰能力强，适用于量子通信集成，但面临光子相互作用工程化的技术难题。

这种多元路径并行的格局，既反映了量子计算技术尚未定型的产业现状，也暗藏着DARPA“多头下注”的战略考量——最终可能有多家企业、单一企业甚至无企业能达成目标，但每一条路径的技术突破都将推动整个领域的进步。

IBM+SEEQC：攻坚控制系统，剑指2029年容错目标

在晋级B阶段的同时，IBM与SEEQC的技术合作成为破解量子计算规模化难题的关键布局。量子计算机的控制系统被视为大规模容错计算的“阿喀琉斯之踵”：传统外部经典控制硬件体积庞大、能耗高昂，且难以在量子芯片所需的超冷环境中协同工作，严重制约了系统扩展。

此次合作的核心突破点，在于将SEEQC的单磁通量子（SFQ）芯片控制层技术与IBM的量子系统架构深度集成。SEEQC计划通过系统级芯片（SoC）设计，将部分控制元件整合迁移，缩小经典控制硬件机架体积，使其能够嵌入超冷稀释制冷机，与量子芯片近距离协同运行。这一创新不仅能提升量子系统性能，更能显著降低能耗，为构建百万级量子比特系统扫清关键障碍。

“控制和扩展如此大规模的量子系统是极具挑战性的工程难题，存在诸多未解决的研究问题。”IBM量子计算研究负责人Jay Gambetta表示，与SEEQC的合作将加速IBM的研发进程，助力其实现2029年推出容错量子计算机的目标。这一目标与DARPA 2033年工业级应用节点形成呼应，构建了从技术原型到实用产品的完整路线图。

产业启示：量子计算进入“工程验证”新纪元

IBM的晋级与QBI计划的推进，标志着量子计算发展迎来关键分水岭。过去十年，行业重点是“证明量子计算可行”；未来十年，重心将转向“证明量子计算划算”。

对产业界而言，DARPA的第三方验证具有极强的信号价值。在传统资本市场中，量子企业常因技术晦涩、进展不透明面临估值难题。QBI的独立评估相当于为投资机构提供了“技术信用背书”，有望重塑整个产业的融资环境。通过B阶段的企业，将在美国政府合同、军工项目及商业合作中获得显著竞争优势。

从技术发展视角看，SFQ控制芯片这类“周边创新”的崛起表明，量子计算的突破不仅依赖量子比特本身，更取决于经典-量子混合架构的整体优化。未来的竞争将是系统性工程能力的比拼，而非单一技术指标的较量。

IBM力争2029年推出容错量子计算机，若能如期实现，将比QBI的2033年目标提前四年。这一时间差既是IBM技术野心的体现，更是其争夺行业标准话语权的战略先手。一旦IBM系统率先突破实用阈值，其技术架构很可能成为事实标准，复制其在经典计算时代的生态优势。

尽管进展显著，量子计算仍面临三大深度挑战：
经济性悖论：如何精确定义并量化“计算价值超过成本”？密码破译、材料模拟等特定场景的价值易于衡量，但通用计算的评判标准至今仍不明确；
技术整合风险：SEEQC的SFQ技术虽理论优势显著，但尚未在IBM千比特级以上规模的系统中验证。控制芯片与量子芯片的低温集成涉及热管理、串扰抑制、故障诊断等一系列未知工程难题；
地缘政治变数：QBI的“盟友俱乐部”模式虽能保护知识产权，但可能减缓技术扩散，导致全球量子生态碎片化。若中国、欧盟等非参与方在八年内取得突破性进展，DARPA的评估体系将面临挑战。

DARPA预计，未来将有更多团队进入各阶段，形成“交错晋级”的动态格局。这意味着2025至2027年间，量子计算领域将密集涌现技术里程碑与验证结果，产业热度有望持续升温。