From NVIDIA AI error correction to Cisco targeting "quantum interconnection," the quantum frenzy is making huge waves again! Tech giants are competing for the commercialization of quantum computing

智通財經 APP 獲悉，全球最大規模計算機網絡和互聯網設備製造商之一的思科公司 (CSCO.US)，在美東時間週四向全球投資者們重磅展示了其研發的一款面向量子計算領域的高性能交換芯片。堪稱 “互聯網時代奠基者” 且蹭上 AI 基建狂潮的思科在一份聲明中強調，這款交換機芯片將能夠連接不同類型的量子計算機。隨着量子熱潮近期席捲全球，此舉可謂是這家計算機硬件設備領軍者在最前沿科技領域努力邁出的又一關鍵步伐——最終要像其設備連接現有互聯網系統那樣，連接由超級量子計算機器組成的大型網絡。

與 Alphabet 旗下科技巨無霸谷歌以及美國老牌科技巨頭 IBM 等其他大型科技公司類似，思科也在開發與量子計算機密切相關聯的最核心技術類別，量子計算機能利用量子力學特性，夠處理現有計算機體系無法解決的重大難題。但思科並沒有像 IBM、谷歌以及亞馬遜那樣加入製造自有量子計算機的科技競爭，而是正與一系列參與者們積極合作，用思科獨家技術將它們的機器連接在一起。

如今的大型量子計算機採用多種技術路線聯合化進行先進建造——有些是用激光照射懸浮在真空中的銣原子，有些則使用被冷卻到接近絕對零度的超導體技術。

近期量子計算熱潮可謂正在全球資本市場與最前沿科技產業鏈快速升温，比如 “AI 芯片超級霸主” 英偉達推出了一系列新的開源人工智能模型，旨在加速量子計算的發展。據瞭解，英偉達推出的全球首個量子計算開源 AI 模型家族 Ising 聚焦解決兩個關鍵瓶頸：量子處理器校準和量子糾錯實時解碼，英偉達官方稱，Ising Calibration 可把量子芯片調校從 “數天” 壓縮到 “數小時”，Ising Decoding 則用於加速量子糾錯所需的實時解碼。

英偉達自 2025 年以來可謂加速將量子計算納入其 “AI+HPC” 基礎設施版圖，既有 CUDA Quantum / DGX Quantum 這類量子—經典混合計算棧，也宣佈在波士頓建設量子計算實驗室，並在 GTC 設置專門的 Quantum Day，強調用 GPU 超算加速量子算法、量子糾錯和量子模擬。

思科新興技術與孵化部門 Outshift 高級副總裁兼總經理 Vijoy Pandey 表示，量子計算研究人員普遍認為，這些打造量子計算機的量子計算技術路線未來可能各自都有合理的優勢，思科的這款交換機芯片則能夠在室温下工作，並使用標準化的電信光纖電纜，是能夠在不同技術路線之間進行轉換的 Universal Quantum Switch。“這就意味着你可以説任何語言，” Pandey 表示。

思科總裁兼首席產品官 Jeetu Patel 表示，儘管規模化的大型量子計算機網絡可能要到 2030 年才會實質出現，但思科這款交換機芯片在安全功能領域可能會有最新的直接應用。Patel 表示，雖然週四公佈的芯片仍是一個原型或者雛形交換機芯片，但一些早期的典型量子計算用途最快可能在三年左右就能夠出現。

思科交換機芯片不是直接解決 “量子算力” 的核心瓶頸，但它在為 2030 年前後的量子網絡化商業場景提前鋪設關鍵管道。思科這次展示的量子交換芯片，重要性不在於 “立刻造出一台更強量子計算機”，而在於解決未來量子商業化的一個底層問題：不同量子機器之間如何互聯、組網、協同計算。它在室温下工作、使用標準電信光纖，並試圖在銣原子、超導等不同量子體系之間充當 “翻譯器”，這對應的是未來量子互聯網和分佈式量子數據中心的基礎設施。

短期看，它最可能先落地在量子傳感網絡和安全監測，思科稱原型芯片的早期用途最快可能在三年左右出現;長期看，如果大規模量子計算要走向商業化，單機路線未必足夠，模塊化互聯、糾纏分發、低損耗量子網絡和跨架構兼容會成為和量子糾錯同等級別關鍵的基礎設施。

“量子霸權時代” 漸行漸近？

量子力學的基本化原理是，在被具體測量之前，信息可以同時存在於不止一種狀態中——例如疊加態，薛定諤那隻著名的不幸貓咪試驗，在打開盒子查看之前，可能既是活的也是死的。

思科的這款交換機芯片能夠將目前已經可用的多個量子傳感器連接到一個大型互聯網絡中，並使其處於所謂的量子糾纏態。如果一名黑客——或者越來越常見的由黑客控制的惡意人工智能代理式工作流 (即 AI 智能體)——出現在網絡中並進行竊聽，量子傳感器將能夠極速檢測到，因為信息收集會導致糾纏態坍縮。

“如果你能開始通過一台量子計算交換機檢測網絡上正在發生的所有類型行為，那幾乎會徹底改變全球各國的防禦姿態，” Patel 表示。

量子計算系統利用量子力學的特性，比如量子疊加與量子糾纏，提供了一種全新的計算範式，理論上能夠在某些特定領域極大程度超越傳統二進制計算機的計算能力。根據谷歌 2024 年 12 月 9 日的一份聲明，Willow 量子芯片在基準測試中展示了驚人的性能，能夠在不到 5 分鐘內完成一個 “標準的基準計算”，而傳統超級計算機完成同樣的任務需要 10-25 年。

隨着 IonQ 宣佈實現 99.99% 的雙量子比特門保真度，以及 IBM 將量子糾錯的經典解碼器部署於商用 AMD FPGA 並實現納秒級實時響應，業內普遍預測，‌產業級量子優勢‌以及 “量子霸權” 這些關鍵的量子拐點僅剩三至五年。技術臨界點的迫近，正在將量子計算從學術話題轉變為國家安全的緊迫議題，尤其是 “實用量子優勢” 更可能先在 2–5 年內以 ‘窄場景 + 混合計算 + 可驗證收益’ 的形式出現。

來自全球量子計算領域領軍者 IonQ 的首席執行官尼科洛·德馬西近日表示，量子計算領域的重大突破與變革正在迅速逼近，所謂的 “量子霸權時代” 即將到來。隨着量子硬件比特數和門保真度持續提升，德馬西所提到的 “量子霸權”(quantum supremacy) 這一概念被用來標記一個重要門檻——量子處理器在某項明確定義的任務上，以經典超級計算機在合理時間內全然無法企及的速度完成計算。

但是在 “容錯量子計算工程化” 階段，核心瓶頸仍是量子糾錯、邏輯量子比特規模化、退相干控制、低温/光學/控制電子系統集成，以及量子—經典互聯架構。

量子計算發展進程迅速，資本市場已然嗅到量子投資機遇

英偉達、思科、IBM、谷歌、Quantinuum 以及 Pasqal 等量子計算領軍公司們的一系列技術進展與動態，本質上都在為 2030 年可能出現的可控制商用量子計算系統鋪設軟硬件基礎設施，換句話説，量子計算正在成為 AI 超級浪潮之後最受全球資金追捧的下一代 “宏大科技敍事”。

英偉達致力於打造的 “AI+GPU+ 量子處理器的大型量子計算基礎設施層”，試圖用開源 AI 模型、CUDA Quantum/DGX Quantum 乃至針對量子計算量身優化的 NVQLink，把量子計算硬件廠商、全球最前沿科研機構和 AI GPU 超算生態連接起來，英偉達此舉也是近期量子計算熱潮大幅升温的重要催化之一。

前不久挪威主權財富基金披露在 2025 年第四季度買入多家量子計算公司股票的多頭類倉位操作，涉及 IonQ(IONQ.US)、Rigetti(RGTI.US) 以及 D-Wave Quantum(QBTS.US) 這三家美股量子概念領頭羊，其中對於 IonQ 的風險敞口最寬廣，再疊加 IQM、2022 年諾貝爾物理學獎得主 Alain Aspect 聯合創立的 Pasqal Holding SAS 等量子計算領軍者們集體藉助 SPAC 赴美股上市可謂是 “量子計算產業融資與資本化全面提速” 的重磅信號。

量子計算——被量子物理學界普遍視為 “下一代計算革命” 的核心引擎，雖然仍處相對早期的雛形發展階段，但該項前沿技術加速突破與資本熱度正在共振。“量子計算熱潮” 已從科研敍事走向融資、上市、估值擴張以及大規模商業化進程加速的新一輪科技股敍事。

全球量子計算已經進入 “從實驗演示走向容錯工程化” 的里程碑階段，距離真正大規模商業化漸行漸近。當前最重要的進展不是單純堆物理量子比特數量，而是邏輯量子比特、量子糾錯、錯誤率閾值和模塊化互聯。比如谷歌的 Willow 相關論文已經展示了低於表面碼閾值的量子糾錯進展，證明隨着編碼規模擴大，邏輯錯誤率可以被壓低;IBM 則給出較清晰路線圖，目標是在 2029 年推出 Starling，達到約 200 個邏輯量子比特、1 億次量子門操作，並在之後推進到更大規模系統。

也就是説，量子計算行業正在逼近 “可用容錯量子機” 的門檻，但真正能廣泛服務藥物快速研發、材料模擬、金融系統優化、密碼分析等二進制時代無法企及的高價值應用場景，可能最早在 2030 年就能看到小範圍的初步商業化模式。不過量子計算可控商業化最大的瓶頸，仍然卡在錯誤率與規模化工程。量子比特極其脆弱，會受到退相干、熱噪聲、控制誤差、串擾、讀出誤差影響;而要得到一個可靠的邏輯量子比特，往往需要大量物理量子比特做糾錯編碼，這帶來巨大的基礎設施硬件、控制電子、低温系統、光學系統和實時解碼開銷。