如果量子力學沒有給你帶來深刻的震撼，那么你還沒有理解它。”
——尼爾(er)斯·玻爾(er)（諾貝爾(er)物理學獎(jiang)得主(zhu)）
近日，繼2019年的版本之后，國家發改委發布《產業結構調整目錄（2024年本）》，值得關注的是，在信息產業、計算機及相關設備領域，增加了“量子、類腦等新機理計算機系統的研究與(yu)(yu)制造”；在通信(xin)設備領(ling)域(yu)，增加(jia)了“量(liang)子通信(xin)設備”等描述。從(cong)2021年被“十四五”規劃提及以來(lai)，越來(lai)越多的企業開始(shi)關(guan)注量(liang)子科(ke)技(ji)，投身參與(yu)(yu)到與(yu)(yu)量(liang)子科(ke)技(ji)相(xiang)關(guan)的各個產業領(ling)域(yu)當中。
不過，盡管學術圈、金融、網絡安全等領域領域都對量子科技持續看好，在太平洋對面的美國也已經多次發布“國家戰略”級別(bie)的(de)(de)量(liang)子(zi)信息(xi)計劃，甚至在2020年一度出現即使削減(jian)美(mei)國(guo)基礎(chu)科研預算，也要加大(da)AI和量(liang)子(zi)領域投資的(de)(de)情況。不(bu)過，“量(liang)子(zi)”系始(shi)終還沒有實現成熟的(de)(de)商業落地開花(hua)，本文將對量(liang)子(zi)科技的(de)(de)發展以及相關(guan)產業的(de)(de)相互影(ying)響(xiang)進行(xing)(xing)梳理，希望能給行(xing)(xing)業上下游(you)企業帶來(lai)新的(de)(de)理解和思考。
量子科技概述
現階段的研究范疇主要包括：量子密碼與量子通信、量子計算、量子模擬、量子傳感、量子精密測量，也可以簡單地描述為量子通信、量子精密測量以及量子計算三大方向。簡單來說(shuo)，量(liang)子信息主要指利用量(liang)子力學的基本(ben)(ben)原(yuan)理（特別是量(liang)子態的基本(ben)(ben)性質）來實(shi)現特定的信息任(ren)務。這些基本(ben)(ben)性質主要包(bao)括疊加、干涉(she)和糾纏。
量子態的疊加：
量(liang)(liang)(liang)子態(tai)的(de)(de)疊(die)(die)加(jia)是(shi)指將兩個或多(duo)(duo)個量(liang)(liang)(liang)子態(tai)相(xiang)加(jia)形成一個新的(de)(de)量(liang)(liang)(liang)子態(tai)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。這意(yi)味著量(liang)(liang)(liang)子系統可以同(tong)(tong)時處于(yu)多(duo)(duo)個可能的(de)(de)狀態(tai)。就(jiu)像是(shi)把紅色和藍色的(de)(de)光(guang)混在一起，得到紫色的(de)(de)光(guang)一樣。量(liang)(liang)(liang)子疊(die)(die)加(jia)允許量(liang)(liang)(liang)子系統在多(duo)(duo)種(zhong)狀態(tai)中同(tong)(tong)時存在。
量子態的干涉：
量(liang)子態的干涉是(shi)指(zhi)當兩個(ge)(ge)或多個(ge)(ge)量(liang)子態疊(die)加后(hou)，它(ta)們可以相(xiang)(xiang)互(hu)干涉，產生一些特殊的結果。這是(shi)由量(liang)子波(bo)(bo)函數的性(xing)質所決(jue)定的。這種狀態像(xiang)是(shi)水(shui)波(bo)(bo)在(zai)相(xiang)(xiang)遇時(shi)產生的波(bo)(bo)紋擴散效(xiao)(xiao)應。當兩個(ge)(ge)量(liang)子態疊(die)加后(hou)，它(ta)們會相(xiang)(xiang)互(hu)影響，產生一些特殊的效(xiao)(xiao)果，就(jiu)像(xiang)是(shi)水(shui)波(bo)(bo)相(xiang)(xiang)互(hu)干涉形成波(bo)(bo)峰和波(bo)(bo)谷一樣。
量子態的糾纏：
量子(zi)態的糾纏是指(zhi)當兩(liang)(liang)個或多(duo)個量子(zi)系統之(zhi)間存(cun)在一種(zhong)特殊的關聯(lian)，它們的狀態無法被獨立描述，只能通過對(dui)整(zheng)個系統的觀測來確定。這種(zhong)狀態就像是兩(liang)(liang)個有(you)心靈感應(ying)的雙胞胎，他們的想(xiang)法都能隨時互相(xiang)關聯(lian)。
退相(xiang)干是量(liang)(liang)(liang)子位中(zhong)量(liang)(liang)(liang)子態的(de)損失。輻射等環境因素(su)會導致量(liang)(liang)(liang)子位的(de)量(liang)(liang)(liang)子態塌縮。構建量(liang)(liang)(liang)子計算機的(de)一項重大工(gong)程挑(tiao)戰是設計各種試圖延(yan)遲狀態退相(xiang)干的(de)功能，例如(ru)構建保護量(liang)(liang)(liang)子位免受外部場影響的(de)特殊結構。
在傳統計算機上，已知的最好的經典算法是基于數論的方法，其時間復雜度是指數級的。但是，Shor算法利用量子計算的特殊性質，能夠在多項式時間內分解大整數，從而實現了指數級的加速。一個著名的例子是Shor的因子分解算法，該算法可以用(yong)于分解大(da)整數為其質因數的乘積(ji)。
也就(jiu)是說，每增加一個(ge)量(liang)子(zi)比特，量(liang)子(zi)計(ji)算(suan)機(ji)的算(suan)力就(jiu)可增加一倍。這(zhe)就(jiu)是量(liang)子(zi)計(ji)算(suan)對信息(xi)處理(li)的指數加速作用(yong)，是經典計(ji)算(suan)機(ji)可望而不可即(ji)的神話。這(zhe)種(zhong)指數加速作用(yong)一旦在技術(shu)上(shang)得以實(shi)現，必將帶來信息(xi)處理(li)的革(ge)(ge)命(ming)性變(bian)革(ge)(ge)。
然而，并非所(suo)有的量(liang)子算法都能實現(xian)超(chao)多(duo)項式(shi)的加速。有些量子算法與(yu)經(jing)典算法具有相同的(de)復雜度，或(huo)者只是在某(mou)些特(te)定條件(jian)下才(cai)能實(shi)現加速。此外，目前為(wei)止，我們還沒有找(zhao)到一種通用的量(liang)子算(suan)法(fa)，能夠對(dui)所有問(wen)題都實現指數級的加速。
商用得等，大廠撒手，又愛又恨的量子計算
但是，盡管已經有相當多的機構和組織在此前對量子計算的市場規模和商用時間進行了估算和預測，量(liang)子科技商用元年，至今還是一個未知數。
2018年(nian)(nian)，波(bo)士頓咨(zi)詢集團就進行預測，在(zai)“基本情況”情景下（假設量子比特的(de)發展(zhan)速度符合摩爾(er)定(ding)律，糾(jiu)錯能力(li)不變化），量子應(ying)用市場將在(zai) 2035 年(nian)(nian)達到約 20 億(yi)美(mei)元，然后隨著(zhu)采用率的(de)提高(gao)，到 2050 年(nian)(nian)飆(biao)升至超過(guo) 2600 億(yi)美(mei)元以(yi)上。
2021年，賽迪智庫發布研究《2021量子計算技術創新與趨勢展望》彼時也提出了量子計算商用可能的判斷：量(liang)(liang)子(zi)比特數到到100-1000位之后，量(liang)(liang)子(zi)計(ji)算機有望執行一些具有實際(ji)意義和(he)應用價值的(de)算法；錯(cuo)誤率從0.1%減少到0.01%，將帶來“量(liang)(liang)子(zi)體積”的(de)明顯增長，預示(shi)著(zhu)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)算機商(shang)(shang)用；3.若量(liang)(liang)子(zi)相干時間提升(sheng)至高于1ms，量(liang)(liang)子(zi)計(ji)算機將有進入商(shang)(shang)用的(de)可能(neng)。
結合量子計算所需的物理學基礎與算法基礎，量(liang)(liang)子計(ji)算(suan)有望(wang)在10-15年內實現商用，預計(ji)量(liang)(liang)子計(ji)算(suan)的商用元年在2030年左右。以(yi)2030年(nian)(nian)為量(liang)子(zi)計(ji)算商用(yong)元年(nian)(nian)，預(yu)計(ji)2030年(nian)(nian)全球量(liang)子(zi)計(ji)算市(shi)場規模(mo)將達到140.1億美元，并以(yi)30%左右(you)的(de)增速平緩上漲，至2035年(nian)(nian)預(yu)計(ji)會(hui)達到489.7億美元的(de)量(liang)子(zi)計(ji)算市(shi)場規模(mo)。
盡管產業結構(gou)調整目錄（2024年本(ben)）發布了(le)沒有(you)(you)幾天，具有(you)(you)代表性的國盾量(liang)子(zi)，其(qi)數據還是隨著A股的崩潰而走到了(le)一年內(nei)新(xin)低。
而隨著業務調整，幾家老牌互聯網大廠也開始將原量子產品的團隊捐給了其他組織：2023年11月末，達摩院表示：為了進一步推動量子科技協同發展，達摩院聯合浙江大學發展量子科技，達摩院將量子實驗室及可移交的量子實驗儀器設備捐贈予浙江大學，并向其他高校和科研機構進行開放；2024年1月，百度也透露了將量子實驗室捐贈的想法，據悉，百度擬將(jiang)量子實驗室及(ji)可移交的量子實驗儀器(qi)設備等捐(juan)贈予北京(jing)量子信息(xi)科學研究院，目前雙方正在(zai)推進(jin)具體細(xi)節。
花開兩朵(duo)，各表(biao)一(yi)枝，由(you)于該領域涉(she)及網絡安全乃至國家安全，美國一(yi)些企業對(dui)于量子領域卻是持續投(tou)入和拓展：
一出場就備受關注，后來又被吊打的懸鈴木，就是谷歌的杰作，2023年7月(yue)，谷歌宣布實驗將2019年推(tui)出的53量(liang)(liang)子位的Sycamore處(chu)(chu)理(li)器(qi)提(ti)升到(dao)了(le)70個量(liang)(liang)子位，業內(nei)最先進的超級計算機(ji)Frontier需要(yao)47.2年才能計算完成的任務(wu)，53個量(liang)(liang)子位的Sycamore處(chu)(chu)理(li)器(qi)只需要(yao)6.18秒就能完成，而新版70個量(liang)(liang)子位的Sycamore處(chu)(chu)理(li)器(qi)速度則(ze)更(geng)快(kuai)。
同樣是傳統大廠的IBM，也長期走在量子科技發展的前沿，IBM在量子系統、云計算平臺、量子計算芯片等(deng)(deng)多(duo)個(ge)領域均有(you)所布(bu)局(ju)，同時聯合(he)了美國(guo)能(neng)源部阿(a)貢國(guo)家實驗室、東(dong)京大學(xue)、華盛頓大學(xue)、科隆(long)大學(xue)、哈佛大學(xue)等(deng)(deng)研(yan)究機構采用其設(she)備進(jin)行(xing)科學(xue)實驗。
量子計算技術發展有“四高”——高門檻、高投入、高風險、高回(hui)報，是(shi)一個(ge)國家的(de)(de)高層次人才隊伍、科(ke)技和(he)經濟(ji)發展(zhan)水平和(he)實(shi)力的(de)(de)綜合檢驗(yan)。出于成(cheng)(cheng)本和(he)短期成(cheng)(cheng)果的(de)(de)考慮，企(qi)業(ye)進行業(ye)務板(ban)塊調整也無可厚非。可以說，企(qi)業(ye)對量(liang)子計(ji)算的(de)(de)態度是(shi)又愛(ai)又恨(hen)，愛(ai)的(de)(de)是(shi)它潛在的(de)(de)算力和(he)變革(ge)能(neng)力，恨(hen)的(de)(de)則(ze)是(shi)它實(shi)在是(shi)燒錢。
量子通信——運營商眼里的大熱點！
盡管量子科技在十年內商用還存在一些阻礙，但是，量子通信對運營商(shang)來說可是(shi)一(yi)個必(bi)(bi)(bi)須(xu)(xu)占領的(de)(de)(de)高地，一(yi)方面，一(yi)旦實(shi)現了商(shang)用，很可能對其傳統的(de)(de)(de)蜂窩和寬帶、衛星等等網絡服務(wu)造成沖擊；另一(yi)方面，提前(qian)入(ru)局量子通信，對于(yu)提升企業的(de)(de)(de)競爭力(li)，增加安全系(xi)數和技術(shu)壁壘都是(shi)非常必(bi)(bi)(bi)要的(de)(de)(de)，不論(lun)如何，量子通信這個“螃(pang)蟹”是(shi)必(bi)(bi)(bi)須(xu)(xu)要啃(ken)的(de)(de)(de)——運營商(shang)“賭”的(de)(de)(de)就是(shi)這個螃(pang)蟹有黃！
國內外運營商在量子通信領域均(jun)實現了長期布局與落(luo)地(di)：
中國移動
中國移(yi)動（移(yi)動云）對量(liang)(liang)子計算(suan)的布局(ju)開始于2020年，發布4篇論文、6項專(zhuan)利以(yi)及3項軟著，同(tong)時(shi)打造2項標桿應(ying)用。2022年12月，中移(yi)動與(yu)本(ben)源量(liang)(liang)子官宣合作，后者有(you)償提(ti)供基于量(liang)(liang)子計算(suan)機(ji)真機(ji)驗證(zheng)的相(xiang)關量(liang)(liang)子通信(xin)算(suan)法(fa)，為(wei)5G及6G面臨(lin)的算(suan)力瓶頸探索量(liang)(liang)子算(suan)法(fa)解決方案，雙方簽署了《基于真實(shi)量(liang)(liang)子計算(suan)機(ji)的通信(xin)量(liang)(liang)子算(suan)法(fa)研究及驗證(zheng)》技術規范書，將基于“本(ben)源悟源”真實(shi)量(liang)(liang)子計算(suan)機(ji)進行通信(xin)量(liang)(liang)子算(suan)法(fa)研究。
2023年8月19日，中國移動攜手中國電科發布“量子計算云平臺”，是業界首次實現“量子與通用算力統一納管混合調度”的系統級平臺；
2023年(nian)8月30日(ri)，中(zhong)(zhong)國(guo)移動掛牌成立(li)央企首個面(mian)向行業(ye)應(ying)用(yong)的(de)量子(zi)計(ji)算實(shi)(shi)驗室—“中(zhong)(zhong)國(guo)移動量子(zi)計(ji)算應(ying)用(yong)與評測實(shi)(shi)驗室”（以下(xia)簡稱(cheng)實(shi)(shi)驗室），并發(fa)布《通信網絡中(zhong)(zhong)量子(zi)計(ji)算應(ying)用(yong)研究報(bao)告》和“五(wu)岳(yue)”量子(zi)云平臺(tai)等首批(pi)量子(zi)計(ji)算戰略性新興產業(ye)成果。同年(nian)12月，與玻(bo)色量子(zi)合作的(de)五(wu)岳(yue)之(zhi)——恒山(shan)光量子(zi)算力平臺(tai)在蘇州發(fa)布。
中國電信
2020年，中國電信宣布啟動鑄盾行動1.0，發布量子安全組網產品，并建成了全球規模最大的量子城域網。基于此，中國電信為超過1000家企業提供了量子安全服務，保護了超過200億條數據的安全，同時還推出了量子安全通話產品——量子密話，截至目前，用戶數量(liang)已突破170萬。
2023年(nian)5月(yue)，中(zhong)(zhong)(zhong)國電信股份有限公(gong)司全(quan)資(zi)設立中(zhong)(zhong)(zhong)電信量(liang)子(zi)信息(xi)科技集(ji)團有限公(gong)司，注冊資(zi)本高達30億(yi)元。同年(nian)11月(yue)，發布(bu)超量(liang)融合云(yun)平臺(tai)“天衍”，以及全(quan)系列量(liang)子(zi)安全(quan)產品(pin)。中(zhong)(zhong)(zhong)國電信啟動鑄盾(dun)行動2.0，該階段的主要任務是：量(liang)子(zi)安全(quan)云(yun)、量(liang)子(zi)安全(quan)OTN、量(liang)子(zi)密信、量(liang)子(zi)密碼解決方案。
對于包括量(liang)子密話等量(liang)子科技(ji)業務，也被(bei)中國電(dian)信寫入年(nian)報，展(zhan)示了企(qi)業對于該類產(chan)品的重視和布局決心。
中國聯通
和前兩(liang)家(jia)運營(ying)商一樣(yang)，中國聯通也是立足于云，關(guan)注量子通信(xin)。
2020年12月30日(ri)，中國聯(lian)通(tong)、亨通(tong)光電(dian)和安徽問天量子成功完成區塊(kuai)鏈BaaS及應用+量子通信的驗證測試。驗證了量子通信+區塊鏈結合的安全性與可行性，為該技術在金融、政務、供應鏈、智慧城市等領域的落地打下了基礎。
2021年，中(zhong)國聯(lian)通智(zhi)能(neng)城市研究院與(yu)中(zhong)國雄(xiong)安(an)集團數字(zi)城市科(ke)技(ji)(ji)有限(xian)公司、雄(xiong)安(an)新區智(zhi)能(neng)城市創新聯(lian)合會還(huan)共同成(cheng)(cheng)立(li)了(le)“量子通信(xin)(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)應(ying)用研究聯(lian)合實驗室(應(ying)用示范(fan)中(zhong)心)”，旨(zhi)在構建安(an)全可(ke)信(xin)(xin)(xin)的全域智(zhi)能(neng)化環境。同年12月，中(zhong)國聯(lian)通發(fa)布(bu)了(le)《云時代量子通信(xin)(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)白皮(pi)書(shu)》，探討了(le)量子通信(xin)(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)與(yu)傳統信(xin)(xin)(xin)息通信(xin)(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的融(rong)合發(fa)展與(yu)應(ying)用。此外，中(zhong)國聯(lian)通也牽頭成(cheng)(cheng)立(li)了(le)量子通信(xin)(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)應(ying)用研究聯(lian)合實驗室，開展科(ke)研創新，推進成(cheng)(cheng)果(guo)轉化。產品包括量子云盾、量子密話等(deng)。
AT&T
來自(zi)AT&T公(gong)司(si)的(de)(de)Shor在1994年(nian)提出的(de)(de)快速質因(yin)數(shu)分(fen)解量子(zi)算(suan)法（Shor算(suan)法），用(yong)于大(da)型(xing)質因(yin)數(shu)分(fen)解的(de)(de)計算(suan)復雜度(du)是(shi)廣泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)(de)RSA公(gong)鑰密碼系統安全性的(de)(de)基礎。該方法一(yi)經提出，就引起了(le)人們對量子(zi)計算(suan)研究的(de)(de)熱潮(chao)。要(yao)知道，如(ru)果用(yong)每(mei)秒運(yun)算(suan)萬(wan)億次的(de)(de)經典計算(suan)機(ji)來(lai)分(fen)解一(yi)個300位的(de)(de)大(da)數(shu)，需要(yao)10萬(wan)年(nian)以上；而如(ru)果利用(yong)同樣(yang)運(yun)算(suan)速率、執行Shor算(suan)法的(de)(de)量子(zi)計算(suan)機(ji)，則只需要(yao)1秒。
2017年(nian)6月，AT&T Foundry 創新中心將(jiang)與加(jia)州(zhou)理(li)工學院聯合組建量子技術聯盟 (AQT)。該(gai)聯盟旨在將工(gong)業界、政府(fu)和(he)(he)學術(shu)(shu)界聚集在一起(qi)，加(jia)速量子技術(shu)(shu)的(de)發展和(he)(he)新興的(de)實際應用。此(ci)次(ci)合作還將帶來一個(ge)名為INQNET（智能量子(zi)網絡和(he)技術）的研發計劃。該計劃將重點關注未來量(liang)子網(wang)絡(luo)技術(shu)對通信容量(liang)和安全性的需求(qiu)。同年(nian)年(nian)底，該(gai)公司與噴(pen)氣實驗室和費米實驗室開始研發建造量子網絡。
Verizon
2018年，Verizon公司在(zai)全(quan)美(mei)開(kai)始測(ce)試量子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)鑰分(fen)發(fa)的(de)技(ji)術(shu)，Verizon的(de)試驗涉及在(zai)兩個(ge)地(di)點之間實時加密(mi)(mi)和(he)傳送視頻流。量子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)鑰是在(zai)一個(ge)光纖網絡上創建(jian)和(he)交換的(de)，Verizon表示(shi)，這種技(ji)術(shu)可以(yi)立即發(fa)現黑客，量子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)鑰分(fen)發(fa)（QKD）網絡利用光子(zi)(zi)(zi)的(de)量子(zi)(zi)(zi)特性來(lai)獲得密(mi)(mi)碼密(mi)(mi)鑰，以(yi)防(fang)止竊(qie)聽。它還使用量子(zi)(zi)(zi)隨機(ji)數(shu)發(fa)生(sheng)器連續生(sheng)成加密(mi)(mi)密(mi)(mi)鑰。
2021年8月6日，Q-NEXT新(xin)增了兩(liang)個(ge)企(qi)業合作伙伴(ban)：Verizon和瑞士蘇黎(li)(li)世儀器(qi)公(gong)(gong)司（Zurich Instruments）。而(er)Q-NEXT是由美國(guo)能源(yuan)部 (DOE) 阿貢國(guo)家實驗(yan)室領導的國(guo)家量子信(xin)息科學研究中(zhong)心，由3個(ge)國(guo)家實驗(yan)室、9所(suo)大學以及12家美國(guo)領先量子技術公(gong)(gong)司（包括(kuo)新(xin)加(jia)入的Verizon 和蘇黎(li)(li)世儀器(qi)公(gong)(gong)司）組成(cheng)。
2021年10月，Verizon發文表(biao)示，量子計算將(jiang)打破電(dian)商與(yu)VPN等加密標準(zhun)，并(bing)提出要在此前(qian)開發量子安全算法和(he)程序競(jing)賽，并(bing)從物理與(yu)數學(xue)當中(zhong)尋找補(bu)救措施。
沃達豐
2022年11月，IBM在(zai)(zai)量(liang)(liang)子(zi)峰(feng)會上(shang)表示，沃(wo)達豐集團(tuan)正(zheng)在(zai)(zai)與IBM就量(liang)(liang)子(zi)安全(quan)網絡安全(quan)展開合(he)作，同時(shi)還將(jiang)加入IBM量(liang)(liang)子(zi)網絡，這將(jiang)使(shi)該(gai)公司(si)有機會對IBM的(de)先進(jin)(jin)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)算系統以及IBM業界領(ling)先的(de)量(liang)(liang)子(zi)專業知識(shi)進(jin)(jin)行云訪(fang)問。這家跨國電信公司(si)將(jiang)與IBM合(he)作，幫助驗證和推進(jin)(jin)電信領(ling)域的(de)潛(qian)在(zai)(zai)量(liang)(liang)子(zi)用(yong)例。
2023年(nian)7月，沃(wo)達豐表示，已(yi)經(jing)與SandboxAQ公司合(he)作，使(shi)用(yong)標準智(zhi)能手機對量子安(an)全VPN進(jin)行概念驗(yan)證(zheng)測試。沃(wo)達豐表示，該VPN已(yi)被調整(zheng)為(wei)使(shi)用(yong)美國(guo)國(guo)家標準與技(ji)術研究(jiu)院（NIST）開(kai)發的加密代碼 - 所(suo)謂(wei)的抗(kang)量子加密（PQC）算法 - 被認為(wei)可以抵抗(kang)通過量子方(fang)法破(po)解。
量子科技產業鏈
2023年12月，信通院發布的《量子信息技術發展與應用 研究報告(2023 年)》報告當中，繪制了量子計算產業鏈與國內外代表性企業概況圖。量子計算產業鏈的上游主要涉及環境支撐系統、測控系統、各類光電元器件與線纜連接器等設備組件，是支持各種技術路線開展原型機工程化研制的基礎保障；量子計算產業鏈中游主要由硬件和軟件研發制造企業構成，量子計算原型機研制是產業鏈的核心環節量子計算產業鏈下游包(bao)括面向用戶提供服務的(de)量(liang)子(zi)計算云平臺企業和在各領域(yu)開展應(ying)用探索的(de)行業企業。
量子計算產業鏈與國內外代表性企業概況圖 圖源：信(xin)通院
2024年1月，光(guang)子(zi)(zi)盒(he)也發布了(le)全球量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)產(chan)業(ye)圖譜，主要根據量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)的技術路(lu)線進(jin)行(xing)劃分，產(chan)業(ye)鏈包括低溫微波(bo)組件、超導磁(ci)體、預制冷設備(bei)、稀釋制冷機(ji)(ji)、光(guang)學設備(bei)期間及(ji)其(qi)(qi)他(ta)、微博測控系(xi)統、I/O連(lian)接線、真空(kong)設備(bei)、芯片設計(ji)(ji)、制造；離子(zi)(zi)阱(jing)量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、光(guang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、超導量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、半(ban)導體量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、中性原子(zi)(zi)量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、其(qi)(qi)他(ta)路(lu)線以(yi)及(ji)在軟件和算(suan)(suan)(suan)法上的相(xiang)關企業(ye)。
全球量子計算產業圖譜(pu) 圖源：光子盒
這里面有我們熟悉的(de)(de)量子大(da)廠，也有一些專攻某一領域的(de)(de)芯(xin)片或光學器(qi)件(jian)企業。它們組成了(le)量子計算(suan)(suan)(suan)技術路線的(de)(de)產業鏈(lian)，對量子計算(suan)(suan)(suan)產業的(de)(de)發展甚至未來科(ke)技都起(qi)到極為重(zhong)要的(de)(de)作用(yong)。在(zai)未來的(de)(de)某個時(shi)間，量子計算(suan)(suan)(suan)機也可(ke)能會像(xiang)如今的(de)(de)電腦一樣(yang)越來越小型化(hua)、集成化(hua)，以至于最(zui)后成為其他設(she)備的(de)(de)一部(bu)分。綜合來看，高成本、高回(hui)報(bao)的(de)(de)量子科(ke)技帶動了(le)從底(di)層芯(xin)片到各硬件(jian)設(she)備端再到應用(yong)層軟件(jian)與算(suan)(suan)(suan)法的(de)(de)各個板塊的(de)(de)發展。
量子科技，等一個ChatGPT式的“王炸”
NLP時代(dai)發展(zhan)了那么多年，始終沒有(you)激起特別大(da)的水花，甚(shen)至GPT也是在2018年就已經(jing)誕生，直到ChatGPT帶給全(quan)世(shi)界以“涌現(xian)”和“王炸(zha)”。
量子(zi)科(ke)技也在等待一個(ge)“閃耀時刻(ke)”，吸引更多組(zu)織、企業和(he)個(ge)人投入到量子(zi)科(ke)技的研究和(he)產業發展中(zhong)來。
至于量子計算何時有用，麻省理工學院的一組研究人員與埃森哲合作開發了一個框架，幫助高管評估量子計算解決公司實際業務問題的潛力。”麻省理工學院計算機科學和人工智能實(shi)驗室的研究科學家尼爾·湯普(pu)森說(shuo)。該框架建立了量(liang)子(zi)經(jing)濟(ji)優勢的基準(zhun)，當使用量(liang)子(zi)計算機比使用同(tong)等(deng)價格的經(jing)典計算機更快地解決特定問題時，就(jiu)會出現這種優勢。
他們的結論是，中小型問題（典型企業最常見的類型）不會從量子計算中受益。然而，那(nei)些試圖通過指(zhi)數算(suan)法增益解決(jue)大型問(wen)題的人以及那(nei)些需要處理非常(chang)大的數據集的人將獲得優勢。湯普(pu)森(sen)說：“量子計算(suan)不會(hui)對所有事情都變得更(geng)好(hao)，而只會(hui)對某(mou)些事情變得更(geng)好(hao)。”
為了確定量子經濟優勢，領導者應該考慮兩個條件：1.可行(xing)性，意味著量子計算機是否存在足以解決特定問題；2.算法優勢，意味著與同等價格(ge)的經(jing)典計算機(ji)相比，量子計算機(ji)可以(yi)更快地完(wan)成特定任(ren)務。
兩者的重疊之(zhi)處就是(shi)量子經濟優勢(shi)。
2023美(mei)國Gartner發(fa)布的(de)(de)技術(shu)成熟度曲線則表示，預測量(liang)子計算(suan)已經超過了(le)過高期望的(de)(de)頂點(dian)，距(ju)離生產力高原(yuan)依然有10年(nian)以上的(de)(de)時間(jian)。如果平臺(tai)在未來幾年(nian)當中無法實現“殺手級”的(de)(de)應用，量(liang)子計算(suan)或許會(hui)迎(ying)來“幻滅(mie)之谷”的(de)(de)低潮期。
寫在最后
量子(zi)科技(ji)(ji)雖然在應(ying)用商業(ye)化還(huan)需時間(jian)成熟，但(dan)從技(ji)(ji)術積累與產(chan)業(ye)規模來(lai)看，各國政府和(he)企業(ye)都認真對待這(zhe)一(yi)未來(lai)技(ji)(ji)術方向。未來(lai)5-10年，隨著硬件能力(li)的提升和(he)算(suan)法優化，不(bu)同主流(liu)計算(suan)路線與產(chan)業(ye)生(sheng)態的形成，也為(wei)量子(zi)計算(suan)提供了良(liang)好的技(ji)(ji)術驅動和(he)商業(ye)契(qi)機。我們可以(yi)(yi)期待，隨著主流(liu)計算(suan)路線持(chi)續優化，以(yi)(yi)及跨領域協同創新(xin)不(bu)斷深入(ru)，量子(zi)科技(ji)(ji)的前景(jing)將(jiang)會越(yue)來(lai)越(yue)光明(ming)。
在這個經濟形勢不(bu)斷變換的(de)時代，量子(zi)科技實(shi)現商用的(de)話，在硬件環境設(she)備、量子(zi)計算算力(li)以(yi)(yi)及(ji)量子(zi)算法三者之一(yi)必將有階(jie)躍級的(de)突破。未(wei)來能否(fou)實(shi)現“遇事不(bu)決，量子(zi)力(li)學”，以(yi)(yi)及(ji)
