GBT 47177.2-2026 量子计算服务平台 第2部分：性能评估标准立项发展报告

量子计算服务平台第2部分：性能评估StandardizationDevelopmentReport:QuantumComputingServicePlatform—Part2:PerformanceEvaluation摘要随着量子计算技术从实验室走向产业化应用，量子计算服务平台作为连接量子硬件与行业用户的关键基础设施，其性能评估的标准化需求日益迫切。本报告围绕国家标准GB/T47177.2-2026《量子计算服务平台第2部分：性能评估》的立项背景、编制过程、核心技术内容及行业影响展开系统阐述。该标准由国家标准化管理机构发布，分类号为信息技术应用综合，发布日期为2026年4月30日，将于2026年11月1日正式实施。标准针对量子计算服务平台在服务可用性、任务执行效率、量子比特质量、接口响应能力、资源调度效能等维度缺乏统一评价依据的突出问题，首次构建了覆盖服务层、接口层、资源层和运维层的系统性性能评估指标体系，明确了各指标的测试方法和评估流程，填补了我国在量子计算服务化性能评价领域的标准空白。本报告详细分析了该标准的编制原则、框架设计、关键技术指标选取依据及其与国内外现有标准体系的关系，并结合当前量子计算产业化发展趋势，对标准实施后可能产生的技术引领效应和产业规范作用进行了前瞻性研判。关键词：量子计算；服务平台；性能评估；标准化；服务质量；测试方法AbstractWithquantumcomputingtechnologytransitioningfromlaboratoryresearchtoindustrialapplications,theurgentneedforstandardizationinperformanceevaluationofquantumcomputingserviceplatforms—thecriticalinfrastructureconnectingquantumhardwarewithindustryusers—hasbecomeincreasinglyprominent.Thisreportsystematicallyelaboratesontheprojectinitiationbackground,compilationprocess,coretechnicalcontent,andindustryimpactofthenationalstandardGB/T47177.2-2026"QuantumComputingServicePlatform—Part2:PerformanceEvaluation."ReleasedbythenationalstandardizationauthorityonApril30,2026,withtheclassificationofcomprehensiveinformationtechnologyapplications,thisstandardwillcomeintoeffectonNovember1,2026.Targetingthenotableabsenceofunifiedevaluationcriteriaacrossdimensionsincludingserviceavailability,taskexecutionefficiency,qubitquality,interfaceresponsecapability,andresourceschedulingeffectiveness,thestandardestablishesforthefirsttimeasystematicperformanceevaluationindicatorframeworkcoveringtheservicelayer,interfacelayer,resourcelayer,andoperationandmaintenancelayer,whiledefiningcorrespondingtestmethodsandevaluationprocedures.Thisreportanalyzesthestandard'scompilationprinciples,frameworkdesign,technicalbasisforkeyindicatorselection,anditsrelationshipwithexistingdomesticandinternationalstandardsystems,andprovidesforward-lookingassessmentsofitspotentialtechnologicalguidanceandindustrialregulatoryeffectsinlightofcurrentquantumcomputingindustrializationtrends.Keywords:QuantumComputing;ServicePlatform;PerformanceEvaluation;Standardization;QualityofService;TestMethods一、引言1.1研究背景量子计算作为新一轮科技革命和产业变革的重要前沿领域，正在全球范围内加速从基础研究向量子优势应用转化。近年来，随着超导、离子阱、光量子和中性原子等多种技术路线的持续突破，量子比特数量与相干时间不断提升，量子计算已初步具备在特定问题上展现计算潜力的能力。然而，量子硬件的规模化部署与实际行业应用之间，仍存在一道关键桥梁——量子计算服务平台。量子计算服务平台通过将底层量子处理器（QPU）、经典计算资源、量子-经典混合调度系统及上层应用接口进行有机整合，以云化服务方式向科研机构、行业企业和开发者提供量子算力访问能力。这种服务化交付模式显著降低了用户使用量子计算的技术门槛，使得量子算法开发、量子模拟和量子优化等任务能够在统一平台上高效执行。目前，国内外已涌现出多个具有代表性的量子计算云服务平台，如IBMQuantumExperience、AmazonBraket、MicrosoftAzureQuantum以及国内多家科研机构与企业推出的量子计算云平台。然而，量子计算服务平台发展迅猛的同时，一个基础性瓶颈日益凸显——缺乏科学、统一、可操作的服务性能评估标准。一方面，各平台在量子比特性能指标（如保真度、相干时间、串扰误差等）、任务调度策略、排队机制、服务响应能力和资源管理方式等方面存在显著差异，用户在平台选型时缺乏可比较的统一依据；另一方面，平台服务质量的评价高度依赖厂商自述或个案测试，评估口径不一、评测结果难以复现，制约了行业的规范化发展和用户的理性决策。在此背景下，制定量子计算服务平台性能评估国家标准已成为产业发展的迫切需求。1.2标准立项意义GB/T47177.2-2026《量子计算服务平台第2部分：性能评估》正是在上述行业需求驱动下立项并完成研制的。作为GB/T47177系列标准的组成部分，该标准聚焦于量子计算服务平台性能评估这一核心问题，是量子计算服务领域标准化工作的关键突破。该项标准的制定与实施，预期将在以下维度产生重要价值：其一，建立统一度量基准。通过定义涵盖多维度、多层级的性能指标体系，为不同技术路线、不同架构设计的量子计算服务平台提供横向可比的技术基准，消除由于评测口径不一致造成的信息不对称。其三，支撑用户科学决策。为行业用户在量子计算服务平台的选型、采购和应用效果评估中提供权威的技术依据，降低用户的试错成本和选择风险。其四，接轨国际标准化趋势。该标准的研制思路与技术指标设计借鉴并衔接了国际量子计算标准化领域的最新进展，有利于提升我国在量子计算国际标准制定中的话语权和影响力。1.3编制原则与技术路线本标准的编制遵循了“科学性、适用性、开放性和协调性”四项基本原则。在科学性方面，指标体系的构建基于量子计算服务平台的实际运行机理与服务交付模型，以可量化、可测度、可复现为基本约束条件。在适用性方面，充分考虑了当前国内各主要量子计算服务平台的技术发展现状与运行实践，确保标准发布后各平台能够在合理投入下完成对标评估。在开放性方面，指标框架设计兼容多种量子硬件技术路线，避免对特定技术方案的偏向性限定。在协调性方面，标准编制过程中全面梳理了与信息技术服务质量标准、云计算服务评估标准以及量子信息领域相关术语标准之间的衔接关系，确保标准体系的内部一致性。二、标准编制背景与需求分析2.1量子计算服务平台的发展现状量子计算服务平台是量子计算走向实用化的重要基础设施。在全球范围内，量子计算服务平台的架构设计正在经历快速演变。当前主流量子计算服务平台通常采用“量子硬件层—经典控制层—服务管理层—用户应用层”的四层体系架构。量子硬件层包含量子处理器及其低温控制系统；经典控制层负责波形生成、信号采集与实时反馈；服务管理层承担任务编排、队列调度、资源配额管理等工作；用户应用层则通过应用程序编程接口（API）、软件开发工具包（SDK）或图形化开发环境向用户提供量子程序的编写、提交与结果获取功能。从服务模式看，当前量子计算服务平台主要呈现三种形态：一是以量子线路执行为核心的通用量子计算服务，用户可通过量子编程框架提交量子线路任务；二是以量子模拟为核心的计算服务，适用于含噪声中等规模量子（NISQ）时代的算法验证与物理模拟；三是面向特定应用场景（如量子化学计算、组合优化求解）的领域专用量子服务。不同服务形态对平台的性能需求和评价侧重点存在显著差异。我国量子计算服务平台近年来发展迅速，多个具有自主知识产权的量子计算云平台已面向社会开放服务，在量子比特数、门操作保真度以及云服务功能的完备性方面取得了长足进步。然而，由于缺乏统一性能评估标准，各平台在对外宣称性能指标时的口径和测试条件不尽相同，例如不同平台对量子比特门保真度的测试基准协议（如随机基准测试、交叉熵基准测试等）选择存在差异，用户难以据此判断相对性能优劣，更无法形成基于统一框架的跨平台比较。这在客观上要求建立一批规范化的评价方法和指标定义。2.2国内外标准现状分析从国际看，量子计算标准化工作近年来逐步推进。国际标准化组织ISO/IECJTC1于2021年专门成立了量子计算标准化工作组（ISO/IECJTC1/WG14），系统开展量子计算术语、参考架构、技术就绪度评估等基础性标准研制工作。IEEE也于同期成立了量子计算相关标准工作组，聚焦量子算法描述语言和量子性能基准测试等方向。此外，欧洲标准化组织CEN/CENELEC在量子技术标准化路线图中将量子计算服务性能测评列为重点方向之一。总体而言，量子计算性能评估的国际标准仍处于前期探索和框架构建阶段，在服务平台的系统级性能评估方面尚未形成成熟的、被广泛接受的国际标准。从国内看，我国在量子计算标准化领域已启动系统布局。全国量子计算与量子测量标准化技术委员会持续推进量子计算术语、量子比特性能测试等基础标准的研制。2024年以来，多项量子计算领域国家标准和团体标准相继立项或发布，涉及量子计算技术词汇、超导量子比特性能测试方法等主题方向。然而，针对量子计算服务平台这一系统级对象，涵盖服务能力和运行质量的综合性能评估标准此前尚属空白，而本标准的立项恰恰填补了这一关键缺口。GB/T47177.2-2026作为系列标准“量子计算服务平台”的第2部分，与该系列标准的其他部分共同构成量子计算服务平台的全景标准框架。该系列标准立足当前量子计算服务平台从功能实现走向质量保障的关键转型期，有针对性地解决服务平台在能力描述、性能度量、服务保障等方面无标可依的现实问题。三、标准主要内容3.1标准适用范围与定位GB/T47177.2-2026《量子计算服务平台第2部分：性能评估》的适用范围涵盖了面向社会提供量子计算服务的各类平台系统，包括但不限于基于超导、离子阱、光量子、中性原子等不同硬件技术路线的量子计算云服务平台。同时，本标准也适用于量子计算服务平台的需求方在服务选型和服务评价过程中参照使用，并为第三方评测机构开展量子计算服务平台性能评估提供方法依据。为保证标准内容的聚焦性，标准将不包括对量子算法效率的评价，也不涉及量子硬件底层物理指标的测试方法（上述内容分别由其他相关标准予以规范），而是聚焦于量子计算服务平台在提供服务过程中所表现出的综合性、系统性的性能特征。3.2评估指标体系本标准的核心贡献在于构建了一套分层次、可扩展的量子计算服务平台性能评估指标体系。指标体系的设计遵循“服务可感知、指标可量化、数据可获得”的原则，从四个层级对平台性能进行全面刻画。第一层级——服务可用性指标。服务可用性是衡量平台能否持续、稳定地向用户提供量子计算服务的基础性指标，具体参数包括平台月度可用率、身份认证与权限管理的可靠性、用户任务提交成功率、任务结果返回的完整性以及平台在异常状态下的容错恢复能力。上述参数反映了平台在持续运行条件下保障用户服务体验的基础能力。第二层级——量子计算任务执行性能指标。该维度评测平台对量子计算任务的执行效率与执行质量，具体包括：任务排队等待时间、量子程序编译耗时、量子线路在物理芯片上的映射成功率、任务总执行时间（含经典的量子-经典混合计算流程开销）以及量子任务执行的成功率。通过对任务全生命周期的时限与质量分析，可有效揭示平台在执行链路上的整体效能。第三层级——量子处理器资源服务质量指标。区别于传统计算平台，量子计算平台的性能高度依赖于底层量子处理器物理指标的稳定性与一致性。本层指标主要包括：量子比特有效数量与可用率、单比特门与双比特门的平均保真度（采用标准随机基准测试等方法获得）、量子比特相干时间（包括T1能量弛豫时间和T2退相干时间）及其运行稳定性、量子比特间的串扰水平以及平台所报告的量子体积或其他综合性能指标的真实性与可验证性。上述指标要求平台方在性能报告中明确给出测试方法和测试条件，以保障指标的可重复和可比较性。第四层级——平台开放性与交互性能指标。该维度着眼于平台作为服务系统在应用程序接口与用户交互层面的表现能力，具体包括应用程序接口（API）的可用性和响应时间、软件开发工具包（SDK）的兼容性与易用性、平台支持的最大并发用户任务数及其调度公平性、平台服务等级协议（SLA）的达成率以及平台计费计量准确度等。3.3评估方法与流程为保证评估结果的客观性与可操作性，标准针对不同类别指标分别规定了相应的评估方法。对于客观量化指标（如任务执行耗时、接口响应时间等），标准给出了明确的测量条件、采样次数、数据记录要求及异常数据处理规则，要求评估过程应在受控的网络环境和负载条件下进行，以减小环境因素对评价结果的影响。对于需要借助基准测试程序获得的数据（如量子门保真度、量子比特相干时间等），标准原则上要求引用或参考已有的量子比特性能测试方法标准，并对测试中的量子线路深度、采样次数、误差容忍度等关键实验条件做出统一约定，以保证测试结果的可比性。在评估流程方面，标准构建了由“评估准备—指标数据采集—性能计算—综合评定—评估报告”五个阶段构成的流程框架。评估准备阶段需明确评估目标和范围，识别被测平台的基础架构与技术特征；指标数据采集阶段按照标准规定的测试方法和抽样方案开展数据采集工作；性能计算阶段依据各指标的标准计算方法计算性能量化结果；综合评定阶段按照评分规则对平台各项性能进行汇总分析；评估报告阶段要求给出详细的评估结论、数据依据及必要的性能改进建议。标准还明确了平台运营方在性能评估过程中应当提供的基础条件与配合义务，包括必要的接口访问权限、平台运行日志、硬件配置信息及相关技术文档，以保障第三方评估工作的顺利实施。四、主要编制单位介绍GB/T47177.2-2026《量子计算服务平台第2部分：性能评估》由全国量子计算与量子测量标准化技术委员会提出并归口。该技术委员会是我国量子计算与量子测量领域标准化工作的国家级专业技术组织，负责组织开展量子计算与量子测量领域国家标准的规划、论证、起草与复审工作。在量子计算领域，该委员会系统构建了涵盖基础通用、产品与系统、服务与应用等层次的标准体系框架，为标准项目的立项和实施提供了坚实的组织保障。在本标准的研制过程中，多家国内量子计算与标准化领域的优势单位深度参与。其中，中国科学技术大学及合肥本源量子计算科技有限责任公司（以下简称“本源量子”）作为核心编制单位发挥了关键性技术支撑作用。中国科学技术大学是我国量子计算研究的发源地和引领者，在超导量子计算、量子通信等领域取得了系列具有国际影响力的研究成果，为标准的科学性奠定了深厚的理论基础。本源量子作为我国量子计算工程化与产业化的重要推动者，是我国首家将量子计算整机交付用户使用的企业。本源量子已推出多代自主超导量子计算机，并构建了覆盖量子芯片、量子测控系统、量子软件和量子云服务的全链条自主技术体系。在量子计算服务平台方面，本源量子自主研制并运营的量子云服务平台具备完整的量子任务提交、调度执行与结果返回服务能力。在标准研制过程中，本源量子贡献了其在量子计算服务平台架构设计、运行维护和用户服务方面的丰富工程实践经验，提出了多项性能评估指标的初始建议和测试方法草案，并配合完成了多轮指标可行性验证实验，为标准的指标选取、阈值的合理设定以及评估方法的可操作性提供了充分的一线数据支撑。五、标准实施展望与结论5.1标准实施的预期影响GB/T47177.2-2026的发布与实施，标志着我国量子计算服务平台性能评估从此迈入有据可依、有标可循的规范化发展阶段。标准的落地实施预期将带来以下方面的深远影响。在技术层面，标准确立的统一性能度量框架将引导各平台在提升底层量子硬件指标的同时，更加关注服务系统的整体运行质量，推动平台在任务调度算法、资源管理策略和系统架构设计等方面的持续优化。特别是对于任务排队策略、编译效率、混合计算协同调度等系统级性能要素的显性化评价，将有效促进平台从“以硬件指标为中心”向“以用户服务质量为中心”的运营理念转型。在产业层面，标准为量子计算服务平台供需双方的商务对接提供了公正的技术标尺。对于服务提供方而言，通过标准化的性能评估可以在激烈的市场竞争中更加清晰地展示自身的技术优势和差异化定位，为优质平台创造公平竞争的市场环境；对于行业用户而言，标准提供了平台选择与评估的系统方法论，显著降低了信息甄别的成本。这一机制的形成，有助于构建优胜劣汰、健康有序的量子计算服务生态。5.2未来标准化工作展望量子计算技术正处于快速发展通道，平台