美国量子计算软件开发商Strangeworks首席执行官兼创始人William Hurley日前在一次技术会议上指出，量子计算发展目前正处在重要转折点，2023年对于计算产业或将成为1963一样伟大的年份。

他指出，量子计算不会取代传统计算，而是扩充。量子计算潜力巨大，与其担忧不如拥抱。现实主义者应该积极做好准备，而拥抱的最佳时机，就是现在！

人们需要进步和发展，需要更多的计算能力来进行软件开发——不仅仅是创建下一个Facebook或Instagram，而是开发改变世界的深度科技软件。量子计算提供了一种全新的计算方式，人们才开始看到其中的潜力。在不久的将来，量子计算将会呈现出更大的优势。

对计算产业来说，2023年或像1963年一样伟大

为什么要关注量子计算？因为这将进入计算机科学史上最伟大的时代，相信2023年将会像1963年一样进入一个全新的时代。

1959年，杰克·基尔比发明了集成电路，在那之前只能采用晶体管电路。他的发明开启了当今计算机的发展之路。2023年会将按下重置按钮，人们将会开始拥有目前只能梦想的计算能力。

我呼吁大家参与到量子计算中。在1963年，有谁在考虑人工智能、自动驾驶汽车、无人机或医疗软件或诸如此类的未来技术和产品？而在未来，将会有全新的产业建立在量子计算的基础上。人们经历了工业革命，然后是信息革命，如今站在量子革命的十字路口。

人们应该关心一些量子计算的细节。每个人都想知道量子计算革命什么时候会到来？悲观主义者认为是10年，乐观主义者认为是3年，如果是现实主义者，那么现在就应该做好准备。

调研机构德勤进行了一项研究发现，科技厂商如果要让自己的开发人员为开发或采用量子计算做好准备，可能需要12到24个月的时间。如果量子计算革命在三年后到来，那么就没有太多的时间进行准备了，必须立刻开始。

中美两国铸造量子计算基础

量子计算正在创造巨大价值。量子计算的巨大价值潜力已经深入各行各业，预计在未来15至30年可创造4500亿至8500亿美元市场价值，而在3至5年内，其价值可达50亿到100亿美元。量子计算系统目前的研究重点是复杂应用，如机器学习（1500亿至2200亿美元）、模拟（1600亿至3300亿美元）、优化(1000亿至2200亿美元)和密码学(400亿至800亿美元)。量子计算系统未来将能够处理多种计算问题。

美国量子计算全面领先，特别是在私营初创企业方面。欧盟、中国、英国已获得了大量公共部门支持，并开始培养相关专业人才，都是美国的第二梯队挑战者。其中，欧盟是一个主要竞争者，但没有一个成员国家未来会成为量子计算竞赛的领跑者。加拿大和澳大利亚为量子计算竞赛中的中层竞争者。加拿大是私营初创企业投资量子计算的领跑者，与美国并驾齐驱。澳大利亚2021年发布了《国家研究基础设施(NRI)路线图》，将支持建设量子技术基础设施和培养量子计算领域人才。印度自2020年以来已投资超过12亿美元用于量子技术开发。以色列、日本、俄罗斯和瑞士等国家启动了量子计算项目，制定了雄心勃勃的目标，但在实施方面均稍显落后。

量子计算全球私营初创企业投资创新高。全球私营初创企业对量子计算投资创新高。2018年以来，英美合资初创公司PsiQuantum的13亿美元投资中，约四分之三用于硬件开发；2021年该公司筹集了4.5亿美元用于开发通用硅光子量子计算机。2021年全年，对量子计算公司股权的私营初创企业投资比2015年至2019年期间增加了近10倍。

量子计算研究的产品转化。将量子研究转化为产品和服务，在其他行业产生价值，是量子计算系统发展的关键。

美国私营初创公司吸引了量子计算领域的大部分投资，占主导地位。美国正依靠其数字巨头推动技术发展。IBM公司2021年推出了127量子位微处理器，并计划2023年底开发出1000量子位芯片。

产业链初具雏形

报告显示，量子计算行业目前处于早期探索阶段，核心参与者不多，产业链上下游较为清晰。目前国外科技巨头如 IBM、谷歌、亚马逊、微软、英特尔、霍尼韦尔等处于行业领先地位，IonQ、Rigetti、PsiQuantum 等量子计算新贵已获得数亿美元的风险投资，实力同样雄厚。

在国内，科技巨头阿里巴巴、百度、腾讯、华为等也在跟进，但国内领先的量子计算公司主要是以本源量子、国盾量子等为代表的依托高校的公司。总体上，国内外量子计算产业链已经初具雏形。

从产业链来看，量子计算设备供应商主要以国际公司为主，特别是稀释制冷机和低温同轴线缆。但在其他领域，中国企业已经占有一席之地，特别是测控系统，中微达信、国盾量子和本源量子与国外厂商并没有差距，甚至可以达到更高水平。

另外，衰减器、滤波器等低温组件，本源量子也取得了一定突破。芯片制造方面，目前量子芯片的制造过程主要是在实验室完成的，但有一些领先的量子计算团队已经在工厂制造量子芯片，例如谷歌“悬铃木”量子芯片就是在加州大学圣芭芭拉分校（UCSB）的一家工厂制造的。

2022 年 1 月，本源量子自主建设的两大实验室——量子芯片制造封装实验室和量子计算组装测试实验室正式启用，这也是继 2021 年本源-晶合量子芯片联合实验室后建成的国内第二个工程化量子芯片实验室。

产业链中的量子计算公司主要集中于硬件和软件研发，目前领先的硬件团队主要是科技巨头和有实力的研究机构（如中科大）。

但报告也指出，中国的科技巨头布局量子计算较晚，初创公司如本源量子、国盾量子、启科量子、图灵量子是行业的中坚力量。在软件方面，国际上已经有 100 多家量子软件公司，但中国的量子软件公司较少。

应用场景向多领域扩散

量子计算机过大的体积、极其严苛的运行环境和数千万美元的价格，使得当前量子计算的应用主要通过云平台范围量子硬件，量子计算与经典计算也不是取代和被取代的关系，而是在对算力要求极高的特定场景中发挥其高速并行计算的独特优势。

报告显示，对于量子计算机将能够解决的所有问题，目前还没有达成共识。但量子计算的应用研究主要集中在模拟、优化、机器学习等方面。

例如，量子计算用于模拟自然界中发生的过程，很难或不可能用当今的经典计算机来描述和理解。这在药物发现、电池设计、流体动力学以及衍生品和期权定价方面具有巨大潜力。

此外，使用量子算法来确定一组可行选项中的最优解。可能适用于干线物流和投资组合风险管理。在机器学习方面，量子计算可用于识别数据中的模式以训练机器学习算法，这可以加速人工智能的发展。

报告分析认为，从行业上来说，量子计算的潜在应用主要包括供应链、金融、交通、物流、制药、化工、汽车、航空、能源、气象等领域。

例如在制药或化工领域，量子计算可模拟分子特性，有望通过计算机数字形式直接帮助研究人员获得大型分子性状，缩短理论验证时间，极大地推动制药行业药品研发和开发新型材料。

在金融领域，量子计算非常适合复杂的金融建模，在投资组合定价、衍生品定价等方面具有潜在优势。据不完全统计，全球已有超过 25 家国际大型银行及金融机构与量子计算企业开展合作研究。

在汽车领域，近年来各大汽车厂商加快推进电动化战略。推进电动化战略过程中，量子计算将发挥其在化学模拟的优势，多家汽车厂商正致力于利用量子计算技术来研发性能更好的电池。

在气象领域，量子计算可以有效和快速处理包含多个变量的大量数据，且并行计算和不断优化的算法，可促进对气象条件的跟踪和预测，有助于提高天气预报的准确性。此外，量子计算机还可通过机器学习来识别和理解不同的天气模式。

文章来源： 极客网，中国科学报，全球技术地图