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IBM(IBM.US)量子計算重大突破!攜手美國國家實驗室攻克聚變能源燃料生產關鍵計算

時間2026-07-06 21:24:44

International Business Machines Corporation

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智通財經APP獲悉,IBM(IBM.US)週一宣佈,該公司一組科學家與美國橡樹嶺國家實驗室(簡稱ORNL)以及克利夫蘭診所的研究人員合作,利用量子計算機計算出一種用於生產聚變能源燃料的潛力材料的九種分子構型。三方在聲明中表示,這些計算均在量子計算機上完成。相關研究成果已發佈於arXiv平台。三方指出,這項成果被視為“朝着優化氚的生產與提取邁出的基礎性一步——氚是一種自然界中極其稀有的材料,而目前大多數擬議中的聚變能源裝置都需要依賴氚來產生聚變能。”

長期以來,如何獲得足夠數量的氚,一直是實現聚變電站清潔且充足能源供應的主要障礙。量子計算機能夠幫助計算一種液態熔鹽在原子層面的化學特性。這種熔鹽包含氟、鋰和鈹等多種元素,是目前聚變反應堆中提取氚燃料的主要材料之一。

IBM量子中心超級計算首席技術官傑裏·周表示:“將量子計算、人工智能(AI)和經典計算結合起來,對於解決社會最根本的科學挑戰至關重要——因為這些能力是任何一種計算範式單獨都無法實現的。這些成果進一步證明,以量子計算為核心的超級計算如今已經成為解決長期困擾化學家、工程師和材料科學家問題的實用科研工具。隨着量子計算機持續擴展,其未來發展前景十分廣闊。”

美國橡樹嶺國家實驗室計算與計算科學部科學合作負責人湯姆·貝克表示:“為了展示Genesis Mission計劃所推動的能力,我們組建了一支由美國能源部(DOE)旗下七家國家實驗室、四所大學、三家行業合作伙伴以及克利夫蘭診所組成的頂尖專家團隊,共同推進一項多路徑科研計劃,旨在優化熔鹽聚變包層材料中的氚生產。”

他表示:“IBM開發的量子計算機,再結合人工智能和百億億次級計算能力,是加速科研發現與設計週期的關鍵工具,而這些工作對於生產足夠數量的氚、為聚變反應堆提供燃料至關重要。”各方補充表示,這項合作仍在持續推進。

隨着IBM持續加大量子計算領域佈局,這家擁有115年曆史的科技公司正日益被市場視為該領域的領導者。而IBM與美國橡樹嶺國家實驗室以及克利夫蘭診所的合作進一步印證了市場的這種觀點。

實際上,早在5月特朗普政府宣佈投入20億美元押注量子計算產業後,對IBM在量子計算領域處於領先地位的樂觀情緒便不斷升温。利好消息一經公佈,交易員蜂擁而至、買入對IBM的看漲期權。

5月21日,美國商務部宣佈了一項足以震動全球量子計算產業的重大決定:向9家量子計算公司提供總額20.13億美元的聯邦激勵資金,相關交易包含美國政府獲取股權的條款。這標誌着美國政府在量子計算領域的戰略升級——從過去的基礎研究資助,直接轉向以“股權換資助”的深度產業介入。

IBM無疑是這筆交易的最大贏家。該公司將獲得其中10億美元資金,用於成立獨立子公司Anderon,專門生產製造量子計算處理器所需的硅晶圓。該項目由特朗普政府和IBM分別出資10億美元啓動。除建設晶圓製造能力外,IBM還計劃未來五年追加90億美元投資,推進量子計算機研發和規模化生產,並藉此拓展向其他量子計算企業供應關鍵組件的新業務。

華爾街巨頭美銀特別強調了IBM在製造環節的佈局。量子計算不同於經典計算,其硬件生產涉及超導材料、極低温環境控制等極為複雜的工藝,全球具備量產能力的廠商屈指可數。IBM提前卡位製造資源,意味着它在競爭早期就建立起了一道物理層面的護城河。分析師Wamsi Mohan在致客户的報告中寫道:“Anderon(IBM子公司,專門生產製造量子計算處理器所需的硅晶圓)被重點提及,體現出IBM正在為自身供應鏈以及整個行業建立製造基礎,以確保美國本土供應能力。”

與此同時,分析師還指出,自IBM於去年10月舉辦量子計算日(Quantum Day)以來,該公司“在arXiv平台上被引用的論文數量方面持續大幅領先於同行”,並且與2025年10月相比,截至2026年4月,公司在量子計算領域取得了“更為顯著的進展”。

美銀此前預測,全球量子計算市場規模有望在2030年達到40億美元。儘管市場上存在D-Wave Quantum(QBTS.US)、Rigetti Computing(RGTI.US)、IonQ(IONQ.US)等純量子計算概念股,但在科技巨頭的角逐中,美銀的最新評論表明,相比於谷歌、微軟和英偉達,IBM在軟硬件垂直整合及商業化落地上正處於明確的領跑地位。

除了穩固的製造與供應鏈、壓倒性的學術與科研影響力之外,IBM還在量子計算領域投入了鉅額資金。如上所述,IBM已正式宣佈在未來五年內斥資超100億美元用於量子計算的研發、製造、生態建設及併購。該公司目前正全力推進其2029年技術節點——交付全球首台大規模容錯(Fault-Tolerant)量子計算機(代號 Starling)。

在2026年初的CES展會上,IBM明確提出“2026年將是量子優勢的轉折點”,並預期今年將出現"強有力的量子優勢聲明"。IBM首席執行官Arvind Krishna在第一季度財報電話會議上表示,量子系統開始在特定任務中超越傳統超級計算機,早期跡象預計將在今年顯現。

5月,IBM發佈了迄今最先進的量子處理器“Quantum Nighthawk”,其架構設計專門面向高性能量子軟件,旨在2026年內實現量子優勢。與此同時,IBM提出了"量子中心化超級計算"架構——將CPU、GPU和量子處理器(QPU)深度集成為一體化計算系統,並在2026年原型化其糾錯解碼器,為實現實時糾錯鋪路。

IBM為量子計算商業化設定了清晰的技術里程碑:2026年實現“量子優勢”,2029年推出全球首台“容錯型量子計算機”。10億美元的政府撥款以及隨後的追加投資將為這一路線圖提供關鍵的資金保障,尤其是在量子芯片規模化製造這一產業化瓶頸上實現突破。

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