合肥實驗室量子計算應用五大標桿案例

一、量子超算破解蛋白質折疊難題

技術突破：

• 中科院量子信息實驗室聯合合肥微尺度物質科學中心，利用 “九章四號” 量子計算機（144量子比特，相干時間突破200μs），模擬阿爾茨海默癥關鍵蛋白Tau的折疊路徑。
• 核心算法：開發基于VQE（變分量子本征求解器）的混合量子-經典算法，將傳統需3年的模擬任務壓縮至11天完成。
• 應用成果：發現新型抑制劑候選分子 CTQ-2025，已進入臨床前試驗階段（與恒瑞醫藥合作），靶向結合效率提升70%。

二、量子加密電網安全控制系統

技術突破：

• 國盾量子與合肥供電局共建 量子密鑰分發（QKD）電網，在合肥濱湖新區部署全球首個城市級量子加密電網：
  • 量子密鑰生成速率：800kbps（光纖信道，距離50km）；
  • 抗攻擊能力：通過 量子黑客攻擊模擬測試（中國網安中心認證），攔截成功率＜10?1?。
• 應用成果：2025年1月成功抵御針對變電站的APT攻擊（溯源為境外組織），保障長三角春節供電零中斷。

三、量子機器學習加速新材料發現

技術突破：

• 合肥物質科學研究院基于 “本源天機”量子云平臺，構建量子支持向量機（QSVM）模型：
  • 數據集：30萬種鈣鈦礦材料組合；
  • 預測精度：較經典模型提升42%，篩選出光電轉化效率26.7%的 CsPbI?@MXene異質結材料（創世界紀錄）。
• 產業化落地：與隆基綠能共建量子光伏實驗室，2025年量產組件效率突破25%。

四、量子模擬優化城市交通網絡

技術突破：

• 合肥人工智能實驗室（HFAAIL）利用 量子退火機（D-Wave Advantage 4.0）優化城市交通信號：
  • 變量規模：同時處理5000+交叉路口信號燈；
  • 實時響應：高峰時段擁堵指數下降35%（合肥政務區實測數據）。
• 擴展應用：量子優化算法同步應用于合肥新橋機場航班調度（延誤率降低28%），獲 2025全球智慧城市大會創新獎。

五、量子-生物交叉醫學診斷平臺

技術突破：

• 中科大附屬第一醫院聯合本源量子，開發 量子增強型MRI影像系統：
  • 量子傳感器靈敏度：較傳統設備提升50倍（檢測極限達10?1?mol/L）；
  • 診斷速度：早期肺癌識別時間從30分鐘縮短至4分鐘。
• 臨床驗證：2025年3月完成5000例雙盲試驗（靈敏度98.7%，特異性99.2%），獲國家藥監局 “創新醫療器械綠色通道” 資質。

合肥量子生態全景