資本實驗室·今日創新觀察

聚焦前沿科技創新與傳統產業升級

冉偉

從IBM宣佈推出業界首個商用量子計算系統，到我國開通全球首條量子通信幹線併成功實現首次洲際量子通信，2017年的量子計算領域精彩不斷，並不斷提升市場對量子計算的預期。

除了應用於國防安全，在科研、醫療、通訊等領域，量子計算都將發揮重要作用，也將開啓一個全新的，具有高門檻的市場。

爲此，就如何超越經典計算機，如何實現“量子霸權（quantum supremacy）”，從大國到大公司，再到創業企業，都在競相逐鹿，以求早日獲得突破。

據摩根斯坦利預測，在未來十年，全球量子計算市場規模將達到100億美元。

另據美國國土安全調查公司（Homeland Security Research，HSR）的最新報告，2018到2024年間，全球量子計算市場規模將以24.6%的年複合增長率持續擴張。到2024年，量子計算產品和服務市場規模將達到84.5億美元，而政府資助的研發投入將達到22.5億美元。

該項預測表明，未來幾年將是量子計算技術快速發展，並逐步拓展行業應用的時期。

Gartner2016新興技術成熟度曲線

從Gartner新興技術成熟度曲線來看，2017年與2016年相比，量子計算已經從長期徘徊在“技術萌芽期”，開始向“期望膨脹期”進一步靠攏。

Gartner2017新興技術成熟度曲線

隨着之前打下的基礎足夠堅實，量子計算技術將在2018至2019年間出現進一步的重要突破。

HSR還預測，如果“量子霸權”得以實現，也就是量子計算機在性能上相較經典計算機實現指數級增長，目前每年3000億美元的半導體投入和110億美元的超級計算機投入中的很大一部分可能會轉移到量子計算機領域。

這就是新技術對資金的強大吸附能力。

在市場分佈方面，HSR預測到2024年，北美將成爲全球量子計算的最大市場，市場份額佔比39%；其次是亞太地區，佔比30%。

目前，全球正處於一場“量子計算霸權競賽”之中。一方面，這將持續推動量子計算技術的重大突破；另一方面，競賽也有可能改變長期以來各國在商業、情報、軍事和戰略方面的現狀。

同時，量子計算機設計、容錯算法和新的製造技術的進步正在將這一“科學皇冠”上的技術轉變爲現實應用。

正是基於此，纔會有各國政府、量子物理學家，各大科技巨頭，以及創業公司之間的廣泛合作。

參與量子計算競賽的大公司（HSR）

從目前來看，向量子計算進軍的大公司既有谷歌、阿里巴巴這樣的互聯網翹楚，也有Intel、IBM、三菱、東芝、NEC這樣的傳統電子廠商。

當然，我們還能看到洛克希德·馬丁、雷神、空中巴士、博思艾倫這樣的軍工巨頭。這表明，國防與國家安全正是量子計算重要的早期應用領域，包括安全通信、信息攔截，以及導航與傳感增強方面的應用。

這份名單其實也向我們透露了量子計算在未來可能的一些商業模式：系統銷售、軟件銷售、量子計算即服務，以及政府支持的研發等。

同時，各大企業的行動也說明瞭在未來，“軟硬兼備”對發展量子計算的重要性。一方面，我們需要在硬件上的突破；另一方面，我們需要獲得優化的量子算法，以適應硬件性能，以及滿足具體的應用場景需求。

量子計算廣泛的應用領域（HSR）

在一個可預測的期間，量子計算將逐步從解決最優化問題、量子加密通信、分子結構研究過渡到融入人工智能，智能製造、智能物流與智能零售、智慧金融等各行業，而云服務將是量子計算可提供的服務新形態。

經典計算機曾推動我們進入信息化和數字化時代，量子計算則將推動我們進入下一個新的信息時代。