在计算、信息安全和精准测量这类领域，量子系统承诺能超越经典计算机。而在量子力学概念提出后的一百年里，许多方面都取得了巨大进展。

量子计算机已经实现了“量子优越性”的里程碑：它们能解决经典的超级计算机也无能为力的问题。有一种安全通信技术——量子加密——使用只有参与方知道的密钥（一种无条件安全的形式），也就是说，即使拥有无限算力，也无法打破这种保护。

量子传感器能以前所未有的精度测量时间和重力。比如，能监测地震和导航的重力仪已投入商业使用。

不过，除了以上加密装置和量子传感器之外，能带来实际应用的量子技术并不多。今后几年里，量子模拟或将推动量子化学和高温超导等领域的发展。虽然整体在进步，但能应用于多种问题的抗噪量子计算机的开发仍需10-15年。当前面临的挑战包括如何保护量子比特（qubits）的脆弱状态，避免出错和不想要的环境干扰。

以下三步可以推动整个领域的发展。

首先，让量子计算的热度降一降。作为一名有着30多年经验的量子物理学家，我见过过度的承诺如何吸引大量资本和关注，最后导致了不切实际的期待。比如，有些公司自称能提供量子计算服务，但实际上它们只是演示了小规模的量子算法。

过度夸大会误导公众和投资人，削弱社会对量子信息技术的信心。比如，1月量子计算的股价集体暴跌，让人担心这项技术的泡沫终于破了。

为了避免这类股市波动，学术和产业的研究人员，还有媒体，都需要向公众准确传达量子技术的现状，引导符合现实的预期。

其二，稳定和长期的政府投资是量子信息技术持续向前的必要条件。与互联网或智能手机这类成熟的技术不同，量子信息研究还不能完全仰仗以市场为导向的融资。

过去几年里，美国、欧洲和中国政府都增加了对量子信息研发的投入。比如，美国国家量子计划（US National Quantum Initiative）在2023年投入37.5亿美元——几乎是其五年预算13亿美元的三倍（见go.nature.com/3cw6qtr）。下一个预算正在重新批准的过程中，计划在五年里划拨27亿美元。但最终投入可能会更高。

这种政府投入非常重要，因为这会提振私营公司对量子技术的信心，鼓励他们也加入投资行列。这有助于加速量子技术的商业化以及商业模型的培育。谷歌、IBM、微软和英伟达等科技巨头都在美国大力投资量子计算，累计约达38亿美元。

其三，科研人员之间的国际合作与交流非常重要。量子力学的建立来自于学术探讨。1920年代，印度的萨特延德拉·纳特·玻色（Satyendra Nath Bose） 和瑞士的阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）在信件中共同预测玻色-爱因斯坦凝聚态的存在——这是一种量子设备使用的冷凝物质态，美国科学家在1995年首次通过实验实现。

同样，量子通信的理论框架最早由美国和加拿大的学者提出。早期的理论验证实验在欧洲开展。最后，中国科学家通过与奥地利、南非、加拿大等地的科学家合作，演示了一个全球化的量子通信网络。

但在今天，有些政府开始警惕国际合作，学术研究日益政治化。从我的经验来看，现在的国际交流合作比五年前要难得多。中国与西方国家的科研协作往往被政府以国家安全为由而拒绝。

2012年我参与成立了位于中国合肥的中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心，在那里，我们致力于打造开放、协作的学术环境。我们鼓励在国际期刊上发表论文，也欢迎全球各地的学者与学生前来参观。

就和第一次量子革命一样，第二次量子革命将推动社会进步。长期发展离不开一个积极、理性、合作的环境。

原文以Quantum technologies need big investments to deliver on their big promises为标题发表在2025年2月26日《自然》的World View版块上，中文版首发于微信公众号“自然系列”，知识分子获授权转载。