中国信通院近日发布了《量子计算发展态势研究报告（2024年）》。

 

报告披露，全球量子计算论文发表量在约10年时间里增长了4倍，反映了科研活跃度的不断提高，尤其是2017年开始增速明显加快。其中，美国和中国占据前两位，分别是5430篇和4813篇，遥遥领先于其他国家，这反映了两国在量子计算科研方面的活跃度和领先地位。德国、英国和日本紧随其后，发文量分别为1955篇、1441篇和1421篇，也显示出了强劲的研究活跃度。

 

从量子计算技术路线来看，超导量子计算、离子阱量子计算、中性原子量子计算、光量子计算、硅半导体量子计算五条技术路线均受到广泛关注，发文量均呈现上升态势，超导量子计算和中性原子量子计算的论文发表量增长尤为突出。

 

 

从量子计算专利申请来看，中国占比最高，为39%，美国以28%位居其后。两国远远领先其他国家。其中，超导量子计算路线专利的全球申请量为9380件，全球授权量为3976件。从专利申请总量和授权总量两方面均可看出，超导路线在五条技术路线中表现最为突出，这表明超导量子计算路线长期被业界寄予厚望。

 

 

从量子计算企业来看，截止2024年7月，全球量子计算企业数量为329家，包括科技企业、初创企业、供应链企业和行业应用企业等。其中初创企业为234家。分国家来看，美国有93家，其中初创企业62家；中国有36家，其中初创企业24家。值得一提的是，2024年1-7月，全球仅新增1家量子计算企业。

 

 

从全球整体情况看，共有60余家量子计算机硬件系统研制企业，其中专注于超导路线的企业数量最多，共25家，占36%，超过三分之一。离子阱、光量子和硅半导体路线分别为13、12、11家，数量相近。中性原子量子计算相对少，仅有8家约占11%。

 

从投融资看，2023年的143笔已披露的量子计算投融资事件中，依旧以风险投资为主共91笔，共涉及融资金额近13亿美元，占比超60%，其中种子轮共有34笔，约1.2亿美元。A轮和B轮分别是19笔和13笔，金额约为8.7亿美元和3.4亿美元，投资方中全球各大电信运营商的投资力度也在不断加大。其他投融资事件里Grant(资助激励)类型笔数最多，共有36笔，超7400万美元，投资方以政府机构、军方为主，例如美国DARPA、NSF、DOE，英国Innovate UK等。整体来看，量子计算投融资市场比较活跃，但仍处于早期投资阶段。

 

从技术路线来看，报告指出，量子计算目前呈现多种硬件技术路线并行发展的态势。目前不同技术路线可以归纳为两类，一类是以超导路线、硅半导体路线为代表的人造粒子路线，另一类是以离子阱路线、中性原子路线、光量子路线为代表的天然粒子路线。前者在扩展性等方面占据优势但在逻辑门保真度、量子比特控制等指标提升方面对加工工艺条件的依赖性较高。后者具有比特全同性和高逻辑门精度等优势，但实现更大规模的系统将会面临困难。近年来，多条技术路线量子比特规模、质量、退相干时间等关键指标持续优化，技术水平稳步提升依旧保持多元化和竞争性的发展格局，路线收敛呈现出较大不确定性，短期内难以形成方案聚焦。

 

多条硬件路线的技术突破难度和发展应用前景存在差异，各有优劣势，目前仍处于并行发展阶段，何种体系最优尚无明确定论。当前量子计算原型机的性能水平距离实现大规模可容错通用量子计算依旧存在较大差距，技术攻关的核心要素是高精度扩展量子计算原型机比特规模，这意味着量子比特的设计、制造和调控等方面均面临巨大挑战，未来仍需学术界和工程界协同努力攻关。

 

从应用看，现阶段，量子计算机具有软硬件使用门槛高、硬件环境要求严苛以及运维成本高昂等特点，这使得企业和个人用户难以在本地进行部署。以此为背景，量子计算云平台应运而生，融合了量子计算与经典云服务，通过网络为用户提供量子计算机的远程访问功能量子计算云平台凭借其灵活的服务模式、便利的接入方式以及丰富的应用场景，正逐渐成为量子计算重要发展方向之一，未来有望成为提供量子计算服务的主要应用形式。全球已涌现出数十个量子计算云平台。

 

当前量子计算云平台所能提供的量子计算处理器，已有超导离子阱、中性原子、光量子、硅半导体等技术路线。量子计算云平台后端硬件的接入模式主要可分为三类：

 

第一类是自研设备接入模式，云平台提供者具备量子计算硬件自主研发能力，在云平台上提供自研的量子计算机或基于经典算力的量子模拟器，代表性企业或机构包括IBM、IonQ、Xanadu、Rigetti、本源量子、国盾量子、北京量子院等。

 

第二类是云服务接入模式，云平台提供者凭借其云服务能力，在云平台上接入其他供应商的软硬件，代表性企业或机构包括微软、亚马逊、Strangeworks、弧光量子、中国移动、中国电信等。

 

第三类是融合型接入模式，是上述两类接入模式的综合，即在接入自研硬件的同时也支持调用其他供应商硬件资源，以IBM量子计算云平台为例，该平台可接入自研量子处理器以及RigettiXanadu、AOT、IonO等供应商的硬件资源。

 

本文转载自微信公众号：量子大观

 

报告获取方式：

关注社区官方微信公众号：玻色量子开发者社区，后台回复：“发展态势研究报告”获取报告

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