波色量子落地案例盘点:百余项肿瘤与脑机接口应用深度解析

2026-05-13阅读 0热度 0
量子计算

在科幻史诗《流浪地球2》中,那台掌控全局的智能量子计算机MOSS,展现了统筹万座行星发动机与承载数字生命计划的超凡算力。这一度被视为未来幻景的设定,如今正以惊人的速度穿透实验室的壁垒,步入产业化的轨道。

量子科技已被正式纳入国家未来产业战略蓝图。市场动向同样炽热:国内量子计算领域已涌现超过90家企业,其中头部十家的估值总和已接近500亿元门槛。一个鲜明的趋势是,具备全球顶尖学术履历与成熟产业经验的市场化团队,正成为资本竞逐的焦点,其估值也水涨船高。

2020年成立的波色量子是其中的典型代表。这家独立于传统科研院所的初创公司,已完成11轮共计18.4亿元的融资。其中,今年3月落地的10亿元B轮融资,刷新了国内量子计算领域的单轮融资纪录。其核心团队背景亮眼:创始人兼CEO文凯博士师从斯坦福大学量子计算权威山本喜久;COO马寅则拥有深厚的航天系统工程经验,曾主导多型载人飞船及中国空间站精密仪器的设计。

资本的持续注入源于扎实的产业推进。波色量子已将其量子计算能力深度嵌入科学研究范式,并在生命科学、人工智能、通信等超过20个行业,探索了百余个具体应用场景。这标志着量子计算正跨越实验室演示,进入解决实际产业难题的新阶段。

生命科学:量子计算的原生战场

量子计算为何与生命科学领域天然契合?根源在于生命活动的底层逻辑本身受量子力学支配。无论是蛋白质的三维折叠、酶催化反应的高效路径,还是药物分子与生物靶点的精准对接,其本质都是海量电子体系的复杂量子行为。经典计算机在模拟这些微观过程时,常陷入“维度灾难”的困境,被迫在精度与效率间权衡。而量子计算机,凭借其量子叠加与纠缠的核心特性,理论上能以更接近物理本质的方式,高效模拟分子轨道与电子结构,直指问题核心。

马寅透露,在生物医药领域,波色量子已布局多项产学研用协同项目。例如,与广州国家实验室合作,利用自研的量子玻尔兹曼机进行mRNA疫苗序列的设计与优化;与上海交通大学携手,推进分子相似性计算等前沿课题研究。

在近期举办的“量子计算+AI for Science”应用研讨会上,更多来自生物信息学、脑机接口、类器官模型等细分领域的案例集中呈现,揭示了量子计算赋能生命健康的巨大潜力。

肿瘤精准治疗:术中切缘判定的量子方案

肿瘤精准治疗领域,玻色量子与上海市肿瘤研究所向冬喜团队的合作,提供了一个将量子算力与临床痛点深度结合的范本。

从技术本质看,肿瘤诊疗中的诸多核心挑战——如高通量药物筛选、个性化治疗方案优化、高维病理图像分析——都可归结为复杂的组合优化问题。当需要从海量变量组合中搜寻全局最优解时,可能的方案数量会呈指数级爆炸,传统算力往往难以招架。

“术中切缘判定”正是这样一个典型难题。肿瘤组织与正常组织的交界区域,在微观层面存在免疫抑制微环境、特定细胞群体富集等异质性特征,这些差异无法通过传统的形态学观察准确捕捉。为此,向冬喜团队借助玻色量子的1000量子比特级相干光量子计算机,创新性地整合肿瘤空间位置信息与转录组矩阵数据,并引入“能量判定”框架。

具体而言,量子计算机被用于识别正常组织、肿瘤实质及交界区三者间差异化的能量信号特征,从而构建高精度切缘判定模型。这一过程的核心,依赖于相干光量子计算机高效求解“Max-Cut”这一经典组合优化问题的卓越能力。

Max-Cut问题可直观理解为:给定一个由节点和边构成的复杂网络,如何将其划分为两部分,使得被切割边的总权重最大化。此类问题的求解难度随网络规模呈指数级增长。然而,千量子比特级的专用量子计算机能在毫秒时间内完成求解,性能超越经典计算数万倍。正是这种算力代差,使得在手术中实时、精准识别微小切缘处的残留肿瘤细胞成为可能。

脑机接口:突破神经解码的延迟瓶颈

另一个前沿阵地是脑科学与脑机接口。在这里,量子计算正从理论构想走向实际验证平台。波色量子与中国科学院上海微系统与信息技术研究所孙鎏炀团队的合作,便是一个关键突破点。

脑机接口面临的核心瓶颈之一,是大脑信号处理的巨大计算负荷。人脑近860亿神经元产生的信号是海量且高度并行的。传统计算机在解析这些信号时,解码延迟与数据吞吐量始终是难以突破的瓶颈,严重制约了脑机交互的实时性与流畅度。

在本次研讨会上,孙鎏炀介绍了双方联合研发的量子光计算神经解码系统。该系统将脑电信号的解码延迟压缩至约0.075毫秒。作为对比,传统基于GPU的方案延迟通常在毫秒量级。0.075毫秒意味着速度提升了一个数量级,更贴近神经反应的生理时间尺度。

更为关键的是,该系统展现出“复杂度不变的扩展性”。即当监测的神经信号通道数从数百增至数千甚至上万时,处理延迟不会像传统方法那样呈指数级攀升,这为未来高通道、高精度脑机接口的发展扫清了一大障碍。

这一突破的底层逻辑,在于光量子计算与光学神经调控技术的深度融合。孙鎏炀团队的另一研究方向为非侵入式光学神经调控,采用“近红外光穿透+光电转换”机制,通过特殊材料将光信号转化为局部电刺激,实现无需植入电极的深部脑区调控。当这项技术的光脉冲信号传输,与同样基于光子特性的量子计算结合时,便产生了奇妙的协同效应:量子计算机可直接在“光域”内完成神经信号的实时解析与处理,省去了反复进行光电信号转换的中间步骤,从而将延迟降至理论极限。这或许为未来实现真正实时、高通量的脑机交互开辟了一条全新路径。

量子计算走出“科幻片”,「波色量子」在肿瘤、脑机等领域交出百余个落地案例

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