量子科技连迎重大突破，三大方向“遍地开花”

在量子计算、量子通信、量子精密测量这三大核心方向上，量子科技研究百花齐放，近日连迎重大突破。

量子计算机加速“上新”

2026年5月9日，“本源悟空-180”量子计算机上线运行，开始接收全球量子计算任务。这是本源量子计算科技（合肥）股份有限公司（以下简称：本源量子）发布的第四代自主超导量子计算机。

“本源悟空-180”搭载单核180个计算比特超导量子芯片，在单芯片架构上实现百比特级量子计算，具备180个可直接投入实际运算的计算量子比特，单比特逻辑门保真度99.9%，双比特逻辑门保真度99%，另有251个耦合量子比特。

据悉，“本源悟空-180”由我国自主研发，全链条自主可控。其搭载的量子计算芯片系统、量子计算测控系统、量子计算环境支撑系统及量子计算机操作系统等关键核心体系，均由本源量子全栈自主研制。

2026年5月7日，中科酷原科技（武汉）有限公司正式发布全球首台双核中性原子量子计算机——“汉原2号”，标志着我国中性原子量子计算技术从单核时代迈入双核协同新阶段。

“汉原2号”的超级计算机内部没有传统的芯片，而是通过一套精密光学系统控制200个原子进行运算。技术人员介绍，这200个原子相当于200个超级大脑，分成两个方阵形成双核架构，一个用来计算，另一个实时纠错，让效率翻了一倍。

相比两年前发布的“汉原1号”，“汉原2号”操作原子的准确率从90%提高到99%，原子稳定存活时间从20秒延长到100秒以上。与此同时，它的整机功耗不到7千瓦，无需低温制冷系统，在普通实验室环境就能稳定运行。研发团队还构建了从芯片生产到封装测试、从激光调制到相位噪声抑制的全链条研发体系，实现核心部件的国产化。

据了解，量子计算能大幅提升密码破解等特定领域的计算效率，在股票的投资组合优化、蛋白质设计、新药研发等方向有广阔应用前景。目前，“汉原1号”已经在中国移动云平台投入运营，“汉原2号”也在加快商用进程。

量子通信重大突破不断

量子密钥分发（QKD）基于量子力学原理，理论上可实现无条件安全的通信。双场量子密钥分发（TF-QKD）兼具安全性与超长距离传输优势，且适用于星型网络架构，是实现规模化量子通信网络的重要方案之一。然而，由于TF-QKD对光源与调制器件的性能要求极高，其所需要的硬件芯片化集成在国际上仍属难题。

北京大学物理学院现代光学研究所王剑威教授、龚旗煌教授团队与电子学院常林研究员团队成功研制出全功能集成的高性能量子密钥发送芯片与光学微腔光频梳光源芯片，并在此基础上构建了基于集成光量子芯片的大规模量子密钥分发网络——“未名量子芯网”。相关成果以“基于集成光量子芯片的大规模量子通信网络”为题，2026年2月发表于国际顶级学术期刊Nature。

北京大学物理学院介绍，此项突破为未来建设覆盖更远距离、容纳更多用户、支撑更大规模的实用化量子保密通信网络提供了坚实的芯片级解决方案。

2026年5月，中国电信（601728.SH）也公布了一项量子通信领域的重大突破。

中国电信研究院依托云网融合新型基础设施中试平台和大科创装置，联合国盾量子（688027.SH）、长飞光纤（601869.SH）、中兴通讯（000063.SZ）及北京邮电大学等顶尖产学研团队，成功实现40Tbps（50×800Gbps）超大容量经典光通信与商用量子密钥分发系统在百公里空芯光纤的稳定共传。

此次突破创下全球量子—经典共传系统新纪录，安全密钥率达9.56kbps，有效解决了共纤条件下大容量传输与量子信号的噪声抑制难题。中国电信表示，相关成果有利于降低量子通信建网光纤数量、缩短部署周期，助力量子科技规模化应用。

时间精密测量研究水平跻身国际最前列

量子精密测量利用量子状态对环境的高度敏感，对时间、位置、加速度、电磁场等物理量实现超越经典技术极限的精密测量。2026年3月，国际计量领域核心期刊Metrologia刊登中国科学技术大学潘建伟教授团队的研究成果，标志着我国在时间精密测量领域的研究水平已跻身国际最前列。

据合肥国家实验室和中国科学院量子信息与量子科技创新研究院主办的科学微平台“量子科话”介绍，光钟为当今最精密的时间频率标准，核心在于利用原子内部能级跃迁产生的频率信号来定义时间。

光钟能提供极高的计时精度，较现有微波时间标准提升4个数量级，还能为卫星导航、通信和精密测量等现代科技提供可靠的时间基准，为检验广义相对论、探测引力波和暗物质等物理学基础研究领域提供全新的平台。

光钟的性能主要由稳定度、不确定度两大核心指标衡量，数值越小，性能越优。以往全球光钟的稳定度与不确定度综合性能主要停留在10-18量级，潘建伟教授团队针对制约光钟性能的关键瓶颈开展了长期系统性攻关，成功令锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度指标全面突破10-19量级，相当于连续计时约300亿年的误差不超过1秒。

审稿人评价该成果“对秒的重新定义讨论具有重要意义”“实现了总系统不确定度低于10-18的极高精度的光晶格钟，性能处于世界上最顶尖梯队”。