在各国科技巨头争相布局量子霸权的当下，日本政府正通过一项大胆的举措，试图在量子软件领域开辟新战场。
据7月30日雅虎日本对东京电视台的采访称，日本经济产业省（METI）已经决定支持拿出500亿日元来提升日本的量子技术的发展。其中包括支持富士通和KDDI在内的十多家国内企业的研发。
此外，日本经济产业省还在考虑支持KDDI和初创公司Jij的量子计算机操作系统（下文简称量子OS）的开发项目。
正如采访中提到，日本认为IBM和Google等美国公司正在激烈竞争量子计算机的硬件开发，但操作系统仍是一个尚未被开发的市场。如果日本的操作系统成为了量子市场的标准，那么就会出现像微软曾推出Windows操作系统一样，出现“赢家通吃”的局面。
量子OS到底是什么，又为何重要？
量子操作系统是一种专门的云操作系统，旨在管理量子硬件、协调量子资源并促进量子算法的执行。通俗点来讲，可以把它类比成我们熟悉的Windows、iOS或者安卓系统。量子OS作为连接量子硬件和量子应用的桥梁，通过提供与硬件无关的API来管理和调度量子比特，来弥合量子软件与硬件之间的鸿沟，让量子计算机能够高效稳定地运行。因此，量子OS的性能也直接决定着量子计算机的可用性和普适性。
来源：雅虎日本
量子OS在资源管理、算法纠错、优化执行上都有重要作用。首先，在资源管理上，量子OS负责管理量子硬件资源，确保量子比特在量子计算的过程中能够得到正确的初始化、纠缠和测量。其次，由于量子系统目前的脆弱性，退相干和噪声是常有的问题，因此量子OS在算法纠错方面也发挥着重要作用。强大的量子OS 的算法有利于更好地识别和纠正系统中可能会出现的错误，进一步维持量子计算的完整性。所以，强大的硬件支持和精确的控制系统在量子OS 的建设中都显得尤为重要。最后，量子OS能够高效地调度并进行量子操作，对于量子算法进行优化从而缩短量子计算的时间，保证计算的保真度和效率。
综上，量子OS就像是量子软件的“大脑”，没有好的量子OS，再强大的量子硬件也无法发挥它全部的潜力。建设量子OS目前是构建整个量子软件生态的关键一步，没有量子OS，开发者就无法在系统上构建应用，量子计算机就难以做到大规模的商业化。因此，日本这一做法正是为了从最底层起去搭建自己的量子生态系统。正如PC时代的微软和移动互联时代的苹果和谷歌一样，谁掌握操作系统谁就拥有话语权，日本此次未雨绸缪，就是为了避免未来被其他国家技术垄断。
拼了，政产学研齐发力
日本首相石破茂将2025年定为“量子工业化元年”，并出席了今年5月在国立产业技术综合研究所成立的量子与人工智能融合技术业务开发全球研究中心的开幕式。在启动仪式上，AIST院长Kazuhiko Ishimura 表示：“我们完全致力于使该中心成为全球量子技术创新中心。”我们不难看出日本想把量子技术发展为他们后续战略竞争力的野心。
在这次的政府押注500亿日元这一举措上，我们同样看到来自政府、企业和高校的三股强劲力量正在凝聚。
经济产业省不同以往的监管者，在这项倡议中充当着积极的产业推动者，同时也正与多家大型企业和初创公司开展合作。早在今年6月，经济产业省在美国硅谷设立的创业支持基地（日本创新园）就开展了一场与美国前沿科技的对话与交流。美国当地的投资者、企业家、加速器、斯坦福大学等出席了这场对话，其中，BLOCQ和量子数据公司对于量子计算和量子密码通信安全等业务在会上进行了交流和分享。此次，作为主导者的日本经济产业省为日本后续量子技术的发展项目提供了500亿日元资金支持和政策保护的双重托举，从国家层面上确保了资源的集中和高效利用。
图：“日本-硅谷”对话
来源：日本经济产业省
不同于在之前的半导体和AI 浪潮下的日本，日本政府的布局策略早已从过去的“政府主导、企业内部消化”升级到“政府巨额补贴、聚焦优势、寻求合作”，试图在一个更具开放性和韧性的环境下发展，确保日本在新一轮的科技革命中不再掉队。
KDDI等企业作为业界的代表，在政府的支持下也承担起量子OS的商业化应用和落地的多项任务。首先，KDDI是作为日本第二大无线运营商，是一家大型的综合性电信公司，不仅能够为个人提供手机、固网等互联网服务，还能够为企业提供全球性的网络解决方案，此外还在不断扩大商业、能源、金融等领域的新业务。KDDI多年来在量子通信和量子网络上的产业积累，如强大的基础设施和网络技术、覆盖移动通信、云服务和数据中心的整合与协同能力、以及丰富的客户资源和应用场景，都为如今量子OS的建设提供了天然的优势。
就在2025年7月31日，KDDI宣布将启动“人工智能和量子通用平台的研发”，以加速量子计算机的产业化应用。KDDI作为日本科技巨头自然是这项国家战略的重要参与者，不仅仅为了追逐对于技术的探索，更是为了实现其宏大的商业和产业野心，成为一个在量子计算领域具有全球影响力的重要玩家。
以东京大学为首的日本高校，作为日本最核心的创新引擎，拥有日本顶尖的科研人才和研究能力。此前，东京大学的Warit Asavanant助理教授和Akira Furusawa教授等与NTT合作，提出来一种能够提升光量子计算性能的技术，这项技术能够以比现存条件高出1000倍的速度生成量子态的光。诸如此类，日本各高校院所正在不断地攻克关于量子计算领域的前沿技术难题，为量子OS的研发打下基础。
来源：Nature Communications
2025年8月1日，富士通宣布正在研发容量超过10000量子比特的超导量子计算机，显然它已经得到了超导系统的支持，但东京大学专注于光量子计算，这也说明了日本还是采取了多管齐下的战略。这种专业化的做法也确保了未来的量子OS能够支持多样化的量子架构，进一步增强其通用性。
全球量子竞技场
中国：领跑量子通信
以“京沪干线”量子保密通信骨干网和“墨子号”量子科学实验卫星为代表，中国已经初步构建了天地一体化的广域量子保密通信网络雏形。将量子通信视为一项重要的国家安全战略，中国侧重于将量子通信应用于金融、政务、电力等对于信息安全要求极高的领域，并正在积极地推动商业化落地。
美国：主导量子计算
美国仍然是在“量子计算”领域拥有显著的优势，特别是在硬件和生态系统的构建方面。IBM、Google等科技巨头在超导量子计算上的持续突破，微软在拓扑量子计算上的大量投入都使得美国在这一领域全球领先。同时，IBM的Qiskit和Google的Cirq也让美国在软件生态系统上相对成熟。
日本：聚焦细分优势
日本在量子科技领域起步较晚，但近年来正在奋力追赶，虽然可能在整体规模上不及中美，但日本在一些细分领域仍具有自己的优势，比如在半导体材料和光子技术等方面。如同前文中提到的，日本正在以全新的战略布局应对这场全球的科技革命，尤其是在量子操作系统这项潜在的战略空白的背景下，日本正在强危机感下积极寻求合作，通过产学研的方式谋求量子技术的新进展。
因而，这场如火如荼的“量子OS”开发计划无疑是日本在全球科技浪潮中追赶、试图重塑未来科技版图的关键一步。然而这并非易事，技术上的巨大挑战、顶尖人才的争夺和激烈的国际竞争，都是日本将面临的重大考验。