IBM向芯片行业阐述量子路径，瓶颈已来到制造端

IBM对量子计算的论证，已经不再立足于物理原理层面。在2026台北半导体展上，IBM提出观点：人工智能的算力需求已经超出硅基芯片的供给能力，无论工艺如何微缩，都无法弥合这一差距；如今量子计算的瓶颈已经变成制造问题，IBM计划通过一座专用300毫米晶圆代工厂攻克该难题。

IBM日本副总裁、首席技术官Norishige "Noly" Morimoto表示，AI算力需求与半导体性能发展曲线之间的缺口已经达到约1亿倍。经典硬件按照摩尔定律的增速，每年性能提升约1.5倍。而深度学习与Transformer技术问世之后，AI复杂度彻底脱离该增长曲线。

“如何实现1亿倍的性能提升？”Morimoto提出疑问。他认为当下的解决方案是暴力堆砌算力：硬件规模提升一万倍，同时能耗再提升一万倍。这也是少数超大规模云厂商当前大举投入的原因，但他认为这条路线不具备可持续性。“能源与资源是有限的，我们承担不起这样的代价。”

而这些问题面向的是芯片行业听众，而非物理领域研究者。Morimoto本身是半导体研究出身，近年深耕日本量子产业生态，同时参与日本政府的半导体重建工作。他将IBM的技术路线划分为三条主线：比特、神经元、量子比特。比特代表硅工艺的持续微缩；神经元代表面向AI的专用硅芯片；量子比特即量子计算。他承认，前两条路线无法填补巨大算力缺口。二者叠加，估计最多实现1000‑10000倍性能提升，剩余四个数量级的提升，需要由量子计算来完成。

比特这条主线，IBM在2015年推出行业首批7nm测试芯片，2021年发布2nm芯片；目前正与日本Rapidus合作开发2nm制造工艺，计划2027年引入背面供电技术。在此之后，还将推进采用高数值孔径极紫外（High‑NA EUV）的1.4nm节点、1nm节点，一直延伸至1埃米节点1A。IBM已经对外发布覆盖至2040年的完整路线图。

Morimoto重点介绍了数月前公布的A7节点，该节点基于IBM称之为NanoStack的技术：垂直堆叠环绕栅极纳米片，搭配背面接触与电源轨，沟道厚度大约相当于15层硅原子。

本次具备商业分量的披露是Anderon项目。5月21日，IBM与美国商务部对外公布，打造美国首座专用量子代工厂。该项目有望获得10亿美元芯片法案补贴，IBM投入现金、知识产权、设备与人员，项目总规模达到20亿美元。

Morimoto表示，Anderon未来将为第三方客户制造量子处理器，并非只为IBM自用；IBM还可以为缺少自研设计的客户提供协助。他阐述该项目的核心价值落脚在制造层面，这也是值得关注的部分。Anderon在300mm晶圆上使用传统光刻工艺制造超导量子芯片，采用成熟先进节点的设备与材料。

Morimoto称，在研发阶段，该项目的核心收益是迭代速度：“每天产出一颗芯片，或是每月产出一颗芯片，都远远不够。” 代工厂可以快速试制多种候选架构与拓扑结构，压缩研发迭代周期。这套逻辑本用于经典半导体工艺开发，如今被应用在过去大多依靠手工制备器件的量子领域。

IBM量子处理器路线图规划如下：2024年推出Heron，拥有133个量子比特，支持5000个量子门；后续迭代多代Nighthawk，到2028年可实现15000个量子门；2029年推出Starling容错量子处理器，具备200个逻辑量子比特，可运行1亿个量子门；2033年之后推出Blue Jay，拥有2000个逻辑量子比特，可运行10亿个量子门。Morimoto表示，IBM刻意对外公布这些目标，避免研究人员与客户认为量子计算永远遥不可及。

关于量子已经产生实际价值的证据，他列举了与日本国立研究机构RIKEN的合作。2025年6月，IBM将一套Quantum System Two部署在日本富岳超算旁，这是全球首个与国家级超算同机房部署的量子系统。该平台开展化学模拟，量子比特规模从2024年的45比特提升至2025年的77比特，相关成果已被《Science Advances》接收发表。

另一项与克利夫兰医学中心的并行研究，蛋白质分析规模从2024年10月的10原子甲烷二聚体，拓展至2026年4月拥有12635个原子的胰蛋白酶。该方案把强关联核心部分交给量子处理器运算，其余计算任务回传给经典硬件处理。

Morimoto同时将上述工作置于美国政策框架之下。Darío Gil曾任IBM研究院负责人，2025年9月就任美国能源部科学副部长，如今主持 “Genesis Mission”，正在搭建一套融合CPU、GPU、量子资源的国家级科学计算平台。该计划依据2025年11月的总统行政令启动，已有超过20家机构签署合作协议。

Morimoto的演讲实际上相当于对外宣告：这一赛道已经迎来竞争，美国依托20亿美元联邦扶持资金，在纽约落地300mm设备，抢占先发优势。