2月23日，新加坡国家量子联合铸造厂（NQFF）与2025年诺贝尔物理学奖得主约翰·马蒂尼斯（John M. Martinis）教授创立的Qolab公司达成战略合作，宣布共同开发可在半导体晶圆上制造的低温低通滤波器。
同时，此次合作正值全球量子硬件势头加速之际。
表面上看，这只是两家机构关于一个细分硬件组件的研发合作。但更深入看，这一合作直指量子计算规模化核心痛点，首次实现量子计算辅助硬件与半导体成熟制造工艺的融合。更重要的是，这款滤波器将率先部署于加州大学洛杉矶分校（UCLA）的量子系统中，从实验室研发直接走向实际场景验证。
可见，全球量子计算产业正在从实验室迈向“工业化量产”。
量子计算的硬件瓶颈
在深入了解这一合作之前，我们必须了解的是当前量子计算面临的最大硬件瓶颈。
在量子计算的发展过程中，行业曾一度陷入“比特数竞赛”的误区，认为只要不断增加量子比特数量，就能实现算力的突破。但实际情况是，若辅助硬件无法实现量产化、集成化，再多的量子比特也只是“散沙”，无法形成真正的算力体系。
当前，超导量子比特是全球量子计算行业中的主流技术路线，被IBM、谷歌等头部企业广泛采用，其核心优势在于易集成、可调控，是目前最接近规模化落地的量子比特技术。
但是，这种技术的弱点同样突出。超导量子比特必须在接近绝对零度的极低温环境下工作，且对环境中的微波噪声、热扰动等干扰极为敏感，任何微小的干扰都可能导致量子态坍缩。
在这个系统中，低温低通滤波器扮演着重要角色。它们是专门的元件，在接近绝对零度的极低温度下工作。它们通过屏蔽超导电路免受不必要的微波噪声影响，在确保量子比特的准确工作中发挥着关键作用。
正如Qolab首席技术官兼联合创始人Martinis教授表示：“制造有用的量子计算机需要从数十个量子比特扩展到数百万个量子比特，这意味着我们不仅需要更多量子比特，还需要可靠、可制造的辅助硬件。”
不过，目前全球量子计算机中使用的传统低温滤波器，大多采用实验室定制化方案制造，存在三大难以解决的痛点：
-体积庞大，无法与量子比特电路高密度集成，直接限制了单台量子计算机中可容纳的量子比特数量；
-易产生误差，定制化制造的工艺一致性差，滤波器本身可能引入新的噪声，反而影响量子比特的稳定性；
-难以大规模制造，实验室手工制作的模式效率极低，无法满足量子比特数量指数级增长的需求。
所以说，NQFF与Qolab合作的重点就是开发关键元件，特别是用于量子处理器芯片的低温低通滤波器。
低温滤波器的技术革命
NQFF与Qolab的合作，其革命性在于引入了半导体工业的降维打击。他们放弃了传统的滤波器制造思路，转而开发可在半导体晶圆上制造的低温滤波器——这类似于计算机芯片的制造方式。
为了更直观地展现这种跨越，我们可以看下新旧方案的对比：
来源：光子盒
这种方法突破了传统手工组装滤波器的限制，使滤波器能够更密集地直接与量子比特电路集成，从而使更多量子比特能够容纳在更小、更可靠的封装中。
而且，此次开发的滤波器不仅面向领先技术公司采用的超导量子比特系统，同样适用于利用电子或核自旋的新兴方法——自旋量子比特系统。这两种系统都需要精确的信号控制和降噪才能有效扩展。
事实上，这项技术也将走出概念阶段。这些新型滤波器预计将被部署在加州大学洛杉矶分校（UCLA）的量子系统中，形成从设计、制造到应用的全链条验证。总之，这不仅是量子技术的胜利，更是商业与工程可行性上的双重背书。
新加坡国家量子办公室执行董事凌国东先生对此评价道：“此次合作展示了新加坡如何为全球生态系统贡献关键量子硬件组件。它汇聚了我们在半导体工程、先进制造和量子研究方面的优势，以应对现实世界的硬件挑战。”
这款晶圆级低温滤波器的开发，不仅解决了量子计算的一个具体技术瓶颈，更开创了量子器件与半导体成熟工艺融合的技术路径，为其他量子计算辅助硬件的量产化提供了重要参考。
为什么是新加坡？
Qolab是一家致力于开发实用规模超导量子计算机的硬件公司，他们试图通过结合物理与工程专业知识以及战略半导体合作伙伴关系，来解决迈向容错量子计算道路上最艰难的挑战。那么，Martinis教授为何将目光投向了新加坡？
原因就在于，新加坡在半导体制造领域的深厚底蕴与极具前瞻性的顶层设计。
首先，是无可替代的工业制造基因。Martinis教授指出，新加坡在先进半导体制造方面的强大能力，使其成为开发支持下一代量子计算关键组件的理想合作伙伴。这种强大的半导体和深科技生态系统，对Qolab产生了极大的吸引力。
其次，是国家级战略押注。新加坡目前对量子计算的投入，复刻了其25年前在生物医药领域的成功路径，即依托自身核心产业优势，提前布局、长期投入，通过产学研融合和国际开放协作，打造全球领先的产业生态。同样的转变今天正在量子计算领域发生。
-通过国家量子倡议——国家量子战略（NQS），新加坡已经承诺提供超过7亿美元的资金，以加强该领域的发展。
-国家量子办公室（NQO）于2022年4月成立，作为“控制塔”推动新加坡国家量子战略的制定和实施。
此次参与合作的NQFF则是国家量子战略下设立的国家级项目之一，旨在整合新加坡在整个生态系统中的专业知识和能力。NQFF作为联邦晶圆厂，不仅能访问新加坡现有的洁净室网络，还具备量子技术关键的独特能力，致力于推动量子研究向实用量子技术和现实解决方案转化。
此外，新加坡还通过持续的研究、创新和企业（RIE）投资，不断强化量子领域的研发能力。新加坡总理黄循财曾明确表示，量子计算是新加坡重点布局的前沿技术之一，预计需要10到20年才能实现重大突破，而新加坡将坚持长期投入，打造量子计算的核心能力。
这种“不急于求成、重视长期价值”的发展思路，与量子计算产业的发展规律高度契合——量子计算是一项需要长期积累的前沿技术，短期的数字竞赛毫无意义，只有夯实基础研究和硬件制造能力，才能在未来的产业竞争中占据主动。
随着UCLA等合作伙伴承诺部署这些滤波器，这显示出外界对新加坡能力日益增长的信心，也加强了新加坡在全球量子供应链中的角色。
结语
从诺贝尔奖得主创立的Qolab与新加坡NQFF联合攻坚晶圆级低温低通滤波器，到超7亿美元的国家战略投资，我们可以得出一个清晰的结论：量子计算的竞争，已经从单纯的物理学突破，演变为一场比拼半导体精密制造、系统集成与生态构建的工程学竞争。
当然，我们都知道，量子计算的实用化，并非一蹴而就的过程，通用容错量子计算机的实现还需要时间。但在这一过程中，诸如晶圆级低温滤波器这样的硬件突破，正在不断为量子计算的实用化积累力量。
这些突破或许不会立刻带来“量子颠覆经典”的算力革命，但它们正在一步步夯实量子计算的硬件基础，让量子计算从实验室的玩具走向现实中的应用。
未来，随着量子硬件体系的不断完善，量子计算将率先在金融、生物医药、先进材料、物流等领域实现落地应用。而全球量子产业的发展，也将更加依赖开放协作，只有通过全球范围内的研发协同、产业协同、应用协同，才能加速其技术突破与产业化落地。
[1]https://www.sgpc.gov.sg/detail?url=/media_releases/astar/press_release/P-20260223-1&authkey=c656614c-63d9-4055-af8a-9d34a85e6bba
[2]https://sg.finance.yahoo.com/news/singapore-researchers-partner-nobel-laureate-021410280.html
[3]https://thequantuminsider.com/2026/02/12/singapore-makes-quantum-a-pillar-of-37-billion-innovation-strategy/