中國移動開源“五岳”，重塑量子計算產業格局？

/記得星標我/

比大部分人早一步看見未來

量子計算被視為下一代計算革命的核心，但當前產業發展卻陷入了一個關鍵矛盾：技術路線分散與軟件生態割裂的 “雙壁壘”。

從硬件端看，超導、離子阱、中性原子、光量子等多技術路線并行發展 —— 超導量子依托高比特數優勢占據當前主流，離子阱憑借長相干時間適合精密計算，中性原子則在大規模擴展上潛力顯著。但這些路線的底層架構差異極大：超導需要低溫測控環境，離子阱依賴激光操控，光量子則基于光子傳輸，導致不同硬件的指令集、接口協議完全不互通。

更關鍵的是軟件生態的 “煙囪式發展”。國內外主流廠商大多采用 “軟硬綁定” 的封閉模式：硬件廠商自研專屬軟件棧，開發者若想適配某類量子計算機，必須學習該廠商的編程框架、調試工具，甚至重新開發算法。比如，為超導量子計算機寫的代碼，無法直接在離子阱設備上運行；某廠商的量子云平臺，也不兼容其他品牌的硬件。

這種碎片化帶來的后果很直接：對開發者而言，跨平臺開發成本極高，往往要花費 60% 以上的精力做適配，而非聚焦算法創新；對硬件廠商而言，需投入大量資源開發配套軟件，反而分散了核心硬件的研發精力；對整個產業而言，沒有統一的標準體系，導致技術迭代慢、應用落地難 —— 這也是量子計算 “叫好不叫座”，遲遲無法從實驗室走向商業化的核心原因之一。

破局關鍵：“五岳紀元” 的分層解耦與多制式兼容突破

中國移動此次開源的 “五岳紀元”，并非簡單的軟件工具，而是一套針對產業痛點設計的量子計算 “操作系統級解決方案”，其核心突破集中在 “分層架構” 與 “多制式兼容” 兩大維度。

1. 分層解耦：重構量子計算的 “技術中臺”

“五岳紀元” 借鑒經典計算機操作系統（如 Linux）的設計邏輯，將整個量子計算系統拆分為四個清晰的層級，通過標準接口實現 “解耦”：

應用層：涵蓋量子 AI 平臺、行業算法軟件（如金融風控、生物制藥專用算法），開發者只需通過統一的北向接口（如 POSIQ 接口）調用功能，無需關注底層硬件；

操作系統層：承擔核心調度職責，包括量子作業管理（隊列調度、優先級分配）、量子引擎運行（編譯優化、錯誤緩解）、設備管理（校準、監控），是連接應用與硬件的 “中樞”；

測控層：負責硬件的實時控制，通過南向驅動接口適配不同硬件的測控系統（如超導低溫測控、離子阱激光測控）；

硬件層：直接對接各類量子計算機或模擬器。

這種分層設計的核心價值在于 “各司其職”—— 應用開發者不用懂硬件原理，硬件廠商不用管上層算法，操作系統通過 “標準化接口” 解決互通問題，本質上是為量子計算搭建了一個 “技術中臺”。

2. 量子引擎：多硬件的 “萬能翻譯官”

操作系統層的 “量子引擎”，是 “五岳紀元” 實現多制式兼容的關鍵。它相當于同時具備 “翻譯” 和 “優化” 雙重能力：

翻譯能力：能將統一的量子編程語言（如 QASM、QUBO），轉化為不同硬件的專屬指令集 —— 比如將同一套量子線路代碼，分別編譯為超導量子的 “邏輯門操作指令”、離子阱的 “激光脈沖序列”，解決了 “一套代碼多端運行” 的核心問題；

優化能力：內置比特映射路由、線路拆分、錯誤緩解（QEM）等功能。以錯誤緩解為例，針對超導量子的比特串擾問題，引擎能通過動態拓撲調整減少干擾；針對離子阱的相干時間損耗，能優化指令執行順序，提升計算準確率。

3. 多制式覆蓋：打破硬件適配的 “技術壁壘”

目前 “五岳紀元” 已實現對主流技術路線的全覆蓋：通過專屬驅動模塊，適配超導量子的低溫測控系統、離子阱的激光操控系統、中性原子的光學尋址系統，甚至包括量子模擬器。

這意味著，無論是華為、本源量子的超導量子計算機，還是國盾量子的光量子設備，只要接入 “五岳紀元”，就能通過統一接口被調用 —— 硬件廠商無需再自研整套軟件棧，只需按操作系統的標準開發驅動，即可接入整個生態。

生態重構：開源模式如何激活量子產業協同？

“五岳紀元” 的核心價值，不止于技術突破，更在于以開源模式打破封閉生態，激活全產業鏈的協同創新。

1. 從 “封閉自研” 到 “社區共建”：降低產業門檻

此前國內量子計算生態的一大問題是 “門檻過高”—— 中小企業、高校團隊若想參與研發，要么依賴國外封閉平臺（如 IBM Quantum Experience），要么承擔高昂的自研成本。而 “五岳紀元” 通過開源（代碼托管于 Gitee，進入開放原子開源基金會孵化），將核心技術免費開放：

開發者可直接基于開源代碼二次開發，省去基礎框架搭建的時間；

硬件廠商能參考開源的驅動標準，快速適配系統，無需從零設計接口；

高校可將其作為教學工具，讓學生直接接觸工業級量子操作系統，縮短人才培養周期。

這種模式本質上是 “把蛋糕做大”—— 通過降低門檻，讓更多參與者進入量子領域，而非少數廠商 “獨占賽道”。

2. 對抗國際封閉體系：構建自主可控的生態基礎

當前國際量子計算軟件市場，仍以封閉系統為主（如 IBM 的 Qiskit 雖開源但綁定自家硬件，微軟的 Q# 僅支持自有生態）。這種封閉模式不僅限制了技術交流，更可能導致國內產業在標準制定上 “被動”—— 若長期依賴國外系統，未來可能面臨 “接口卡脖子” 風險。

“五岳紀元” 的開源，是國內首次在量子操作系統層面構建自主開源生態：通過開放原子開源基金會這一國家級平臺，聯合高校、科研機構、企業制定統一標準，避免國內廠商 “各自為戰”，形成自主可控的技術體系。比如，其北向接口 POSIQ 已在部分國內廠商中試點，未來有望成為行業通用標準。

3. 社區共建：生態迭代的 “核心動力”

開源的關鍵在于 “活起來”—— 中國移動同步成立了國內首個量子計算操作系統開源社區，目前已吸引清華大學、中科大、北京玻色量子等 20 余家單位加入。

社區的價值不僅是代碼共享，更在于 “協同迭代”：開發者可提交 bug 修復、功能優化建議，硬件廠商可反饋適配需求，高校可分享前沿算法 —— 比如某科研團隊開發的量子化學模擬算法，通過社區接入操作系統后，能快速適配不同硬件，加速在生物制藥領域的落地。這種 “產學研用” 的聯動，讓操作系統的迭代速度遠快于封閉系統。

硬軟協同：從操作系統到整機裝備的商業化落地

技術突破與生態構建的最終目標，是推動量子計算從 “實驗室” 走向 “商業化”。此次 “五岳紀元” 發布的同時，中國移動同步推出的兩大硬件成果，恰恰體現了 “軟硬協同” 的商業化思路。

1. 1000 比特相干光量子整機：操作系統的 “硬件載體”

中國移動與北京玻色量子聯合研發的 1000 比特相干光量子整機，并非單純的硬件參數突破 —— 其核心亮點是深度適配 “五岳紀元” 操作系統：通過操作系統的驅動模塊，實現對光量子硬件的實時測控、比特校準與錯誤緩解，讓 1000 比特的計算能力真正可調用。

這一協同帶來的商業價值很具體：在生物制藥領域，該整機可通過操作系統調用量子化學算法，快速模擬大分子藥物的分子結構，將傳統需要數月的藥物篩選周期縮短至數天；在金融領域，可依托操作系統的隊列管理功能，同時處理多個機構的風險定價計算任務，提升算力利用效率。

2. 量子安全云電腦：拓展應用場景的 “入口”

同步發布的量子安全云電腦，是 “操作系統 + 場景落地” 的另一嘗試：通過將量子密鑰分發（QKD）技術與云計算架構結合，依托 “五岳紀元” 的安全管理模塊，實現終端認證、數據傳輸、云端處理的全鏈條加密。

這一產品的意義在于，它讓量子技術從 “高端科研” 下沉到 “通用安全場景”—— 比如政務、金融等對數據安全要求高的領域，無需自建量子硬件，只需通過云電腦即可享受量子級安全防護，為量子技術的規模化應用提供了 “輕量化入口”。

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量子計算生態的長期建設

“五岳紀元” 的開源無疑是國內量子產業的里程碑，但要實現真正的生態成熟，仍需跨越三大挑戰：

1. 技術瓶頸：從 “兼容” 到 “優化” 的進階

當前 “五岳紀元” 解決了 “能不能用” 的問題，但 “好不好用” 仍需突破 —— 比如量子糾錯（QEC）技術，目前系統僅支持基礎的錯誤緩解，而大規模量子計算需要更成熟的糾錯方案；再比如分布式計算能力，如何將多臺不同技術路線的量子計算機協同調度，提升整體算力，仍是待解難題。

2. 生態活躍度：從 “參與” 到 “貢獻” 的轉化

開源社區的核心是 “貢獻者生態”，目前國內量子領域的開發者數量仍較少（據行業統計，國內量子開發者不足萬人，僅為美國的 1/5）。如何通過挑戰賽（如 “五岳杯”）、教學云平臺等方式，吸引更多開發者參與代碼貢獻，而非單純 “下載使用”，是社區長期發展的關鍵。

3. 標準統一：廠商利益與生態協同的平衡

不同硬件廠商的技術路線、商業利益存在差異，即便有開源系統，仍可能存在 “自定義接口”“私有優化” 的傾向，導致標準難以完全統一。未來需要通過開放原子開源基金會的協調，建立更完善的標準認證體系，平衡廠商利益與生態協同。

從長期看，“五岳紀元” 的價值不僅在于一款操作系統，更在于它為國內量子產業提供了 “協同框架”—— 通過開源打破壁壘，通過分層架構降低門檻，通過硬軟協同推動商業化。隨著生態的逐步成熟，國內量子計算有望擺脫 “碎片化陷阱”，形成 “技術突破 - 生態協同 - 場景落地” 的正向循環，在全球量子產業競爭中構建自主優勢。

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