量子计算被视作“下一代计算革命”，其并行计算能力（理论上可秒解传统超算需万年的优化问题）在密码学、药物研发、金融建模等领域潜力巨大。本文聚焦三大技术路线（超导量子比特、离子阱、光量子）的最新进展：IBM的127量子比特处理器（Eagle）、谷歌的“悬铃木”（53比特实现“量子优越性”）、中国科大的“九章三号”（光量子计算原型机，处理高斯玻色采样速度比经典计算机快1亿亿倍）。
但“量子霸权”落地仍面临三大挑战：一是量子比特的稳定性（退相干时间需从目前的微秒级提升至毫秒级），二是纠错编码的复杂性（需额外数千个物理比特保护1个逻辑比特），三是商业化场景的稀缺性（目前仅摩根大通尝试用量子算法优化投资组合，D-Wave的量子退火机用于物流路径规划）。
本文通过案例解析产业突破点：在材料科学领域，量子模拟可精准预测高温超导材料的电子结构；在生物医药中，薛定谔方程的量子解法能加速分子对接（如新冠药物筛选）；中国“祖冲之二号”已实现量子随机数生成（用于加密通信）。未来5-10年，随着“含噪声中等规模量子（NISQ）”设备的成熟，量子计算将与经典计算机协同工作（混合算法），率先在金融风险建模、气候预测等特定场景创造价值。