量子計(jì)算，是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式。目前量子計(jì)算呈現(xiàn)多種硬件技術(shù)路線(xiàn)并行的發(fā)展態(tài)勢(shì)，可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是以超導(dǎo)路線(xiàn)、硅半導(dǎo)體路線(xiàn)為代表的人造粒子路線(xiàn)，另一類(lèi)是以離子阱路線(xiàn)、中性原子路線(xiàn)、光量子路線(xiàn)為代表的天然粒子路線(xiàn)。
量子計(jì)算各主流技術(shù)路徑進(jìn)展
| 技術(shù)路線(xiàn) | 核心進(jìn)展 |
| 超導(dǎo)量子計(jì)算路線(xiàn) | 超導(dǎo)仍然是最為矚目的路線(xiàn)，技術(shù)突破也最為迅猛，在所有路線(xiàn)中位于榜首。IBM發(fā)布了首款超過(guò)1000量子比特的量子計(jì)算處理器Condor，其擁有1121量子比特。同時(shí)，IBM還推出模塊化量子訐算機(jī)，結(jié)合可擴(kuò)展低溫基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)典服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算的超級(jí)計(jì)算架構(gòu)。基子此架構(gòu)，IBM發(fā)布了133量子比特可擴(kuò)展芯Heron。 |
| 離子阱量子計(jì)算路線(xiàn) | Quantinuum的H-Series量子計(jì)算機(jī)連續(xù)創(chuàng)下了三個(gè)量子體積（QV）的新紀(jì)錄:217、218和219，為目前報(bào)道最高的量子體積記錄。lonQ在鋇平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)29個(gè)算法量子比特。 |
| 光量子計(jì)算路線(xiàn) | 中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)證明了“九章”的量子計(jì)算優(yōu)勢(shì)，解決了兩個(gè)圖論問(wèn)題，并在之后成功構(gòu)建了255個(gè)光子的“九章三號(hào)”光量子計(jì)算原型機(jī)。 |
| 中性原子量子計(jì)算路線(xiàn) | Atom Computing將推出的第二代中性原子量子計(jì)算機(jī)。目前該公司已經(jīng)在其量子計(jì)算平臺(tái)中創(chuàng)建了一個(gè)1225個(gè)站點(diǎn)的原子陣列，目前填充了118o個(gè)量子比特。 |
| 半導(dǎo)體量子計(jì)算路線(xiàn) | 英特爾公司發(fā)布了一種在主流CMOs工藝技術(shù)上構(gòu)建的具有12個(gè)量子比特的量子芯片Tunnel Falls。它由12個(gè)量子點(diǎn)構(gòu)建，可配器4至12個(gè)基手自旋的童子比特。其目的是讓研究實(shí)驗(yàn)室用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建更大的系統(tǒng)，特別是測(cè)試量子比特的糾錯(cuò)方案。 |
| 拓?fù)淞孔佑?jì)算路線(xiàn) | 微軟公布了三個(gè)重要的量子計(jì)算公告。首先，公司宣布它已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通往量子超級(jí)計(jì)算機(jī)的六步路線(xiàn)圖的第一個(gè)里程碑;其次，公司將會(huì)在10年內(nèi)完成量子超級(jí)計(jì)算機(jī)的構(gòu)建;最后，公司預(yù)計(jì)將把250年的化學(xué)和材料科學(xué)進(jìn)展壓縮到未來(lái)25年。 |
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市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2021-2023年，全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)。2023年全球量子市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到47億美元，同比增長(zhǎng)261.5%；2024年全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到55億美元。
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專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量來(lái)看，量子計(jì)算技術(shù)路線(xiàn)主要包括超導(dǎo)、離子阱、光量子、中性原子、硅半導(dǎo)體等多種方向。截至2024年7月全球超導(dǎo)量子計(jì)算路線(xiàn)專(zhuān)利的全球申請(qǐng)量為9380件，全球授權(quán)量為3976件。
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國(guó)家占比來(lái)看，截至2024年7月，2013年至2023年全球量子計(jì)算發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)量共計(jì)15437件，全球授權(quán)總量5417件。占比分布方面，中國(guó)和美國(guó)在量子計(jì)算科研方面的活躍度和領(lǐng)先地位顯著，分別占比39%和28%；日本、歐洲、韓國(guó)等國(guó)家/地區(qū)也有約5%、3%、2%占比專(zhuān)利申請(qǐng)量。
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企業(yè)布局來(lái)看，量子計(jì)算已成為全球科技企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)的重點(diǎn)布局方向之一。我國(guó)量子計(jì)算企業(yè)中，本源量子、國(guó)盾量子、華翊量子、啟科量子、玻色量子、圖靈量子、量旋科技、弧光量子、中科酷源等初創(chuàng)企業(yè)積極推進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用探索，紛紛推出軟硬件產(chǎn)品和云平臺(tái)，發(fā)展進(jìn)程持續(xù)加快。整體來(lái)看，我國(guó)量子計(jì)算企業(yè)的投入力度和發(fā)展水平相較歐美而言仍有提升空間。
我國(guó)醫(yī)量子計(jì)算重點(diǎn)企業(yè)布局情況
| 企業(yè)名稱(chēng) | 業(yè)務(wù)布局 | 技術(shù)路線(xiàn) |
| 國(guó)盾量子 | 國(guó)盾量子量子計(jì)算產(chǎn)品主要包括超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)整機(jī)以及操控系統(tǒng)、稀釋制冷機(jī)等核心組件，并提供量子計(jì)算相關(guān)技術(shù)服務(wù)。 | 超導(dǎo)量子計(jì)算 |
| 本源量子 | 打造自主可控工程化量子計(jì)算機(jī),圍繞量子芯片、量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)、量子操作系統(tǒng)、量子軟件、量子計(jì)算云平臺(tái)和量子計(jì)算科普教育核心業(yè)務(wù)，產(chǎn)品包括“本源悟空”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)、“悟空”超導(dǎo)量子芯片、“玄微”半導(dǎo)體量子芯片等。 | 超導(dǎo)量子計(jì)算 |
| 量旋科技 | 中國(guó)第1家向海外出口超導(dǎo)量子芯片的公司，推出全球第1臺(tái)可編程桌面型量子計(jì)算機(jī)。 | 超導(dǎo)量子計(jì)算 |
| 圖靈量子 | 公司自成立以來(lái)公司技術(shù)主線(xiàn)一直是“以光芯片為載體來(lái)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算”。 | 光量子計(jì)算 |
| 玻色量子 | 已于2024年4月正式對(duì)外發(fā)布550計(jì)算量子比特相干光量子計(jì)算機(jī)，并與多個(gè)知名高校聯(lián)合共建光量子實(shí)驗(yàn)室。 | 光量子計(jì)算 |
| 華翊量子 | 公司脫胎于清華大學(xué)量子信息中心，由清華大學(xué)交叉信息研究院量子信息研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合創(chuàng)立，專(zhuān)注子離子阱童子計(jì)算技術(shù)路線(xiàn)，擁有國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)積累儲(chǔ)備與技術(shù)路線(xiàn)藍(lán)圖，具有自主設(shè)計(jì)與定制化離子阱系統(tǒng)的能力，提供量子云計(jì)算服務(wù)。 | 離子阱量子計(jì)算 |
| 啟科量子 | 公司圍繞國(guó)家通信網(wǎng)、能源網(wǎng)、交通物流網(wǎng)等領(lǐng)域融合發(fā)展量子通信、量子計(jì)算和量子網(wǎng)絡(luò)，致力于解決海量數(shù)據(jù)處理和信息安全中的核心問(wèn)題,處于行業(yè)綜合領(lǐng)先地位。 | 離子阱量子計(jì)算 |
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