量子计算技术的总体发展态势

量子计算产业生态初现“曙光”，“合纵联横”态势骤起。从产业化程度看，全球已成立近300家量子计算专业公司，基本覆盖所有技术路线和行业潜在应用方向，成立时间最长的公司已达20多年之久，4家公司完成上市。而国内量子计算专业公司不足10家，从事的技术路线有超导、光学、离子阱、硅基半导体、中性原子等，成立时间最长的是本源量子（5年），目前没有上市公司。从行业生态看，美国以IBM为首的量子计算龙头企业为促进量子计算产业的发展，牵头建立国际主流量子计算产业联盟，组织美国、日本、韩国、德国、澳大利亚等230多家企业协同“联姻”，呈“合纵连横”融合创新发展趋势。国内本源量子牵头成立量子计算产业联盟，金融建模、海洋超算、轮船制造、大数据等领域30余家国内企业入盟，虽体量总体偏小，但已初步形成量子计算产业链雏形。比如以量子处理器、稀释制冷机、低温器件、量子计算机整机、量子软件、算法、操作系统为主的量子计算上下游生产制造链，主要提供量子计算机软硬件资源；以面向用户，根据各行业特定场景需求开发应用算法为主的量子计算生态应用链，针对性提供应用服务；以及围绕量子计算教育、生态资源共享等的量子计算教育科普链，重点培育和培训行业人才。各国主流量子计算联盟合作伙伴间通过资源共享、技术交流与合作研发，在量子计算硬件、软件、算法等领域展开研究与创新，推动量子计算技术的商业化应用。

量子计算协同创新应用层出，领域内原创成果增加。在实际生产、科学研究等领域，量子计算技术的优势主要集中在模拟物质、优化问题、机器学习等方面。量子计算机可以模拟大分子、复杂材料等，可以通过优化算法，为生产和工作中的问题提供快速有效的解决方案，可以通过提供更大的存储和更高效的处理能力，对海量数据进行快速、准确的分析和学习。从应用研究看，国外金融、医药、大型装备制造商等与量子计算公司进行深度融合，围绕量子计算在行业的应用进行协同创新，取得了不少原创性成果。2021年，美国量子计算研发巨头谷歌（Google）与世界最大私有制药企业勃林格殷格翰（BI）合作研究量子计算药物研发。2022年，美国最大港口洛杉矶港首次采用量子计算技术倍数提升港口运营效率。微软、苏黎世联邦理工学院和西北太平洋国家实验室基于量子计算模拟一个催化化学反应，实现了30倍加速和10倍成本降低。国内量子计算潜在应用客户多数是国企，建信金科与本源量子合作开发首批量子计算金融算法，新华财经与本源量子联合开发上线首个量子金融App，但除了金融、通讯机构外，其他行业单位展开量子计算应用合作研究较少。

“示范性”领域带头，多行业“齐头并进”。量子计算科学研究与产业应用理应“相辅相成”，科研课题来自于各行业的真需求，选择更有实际应用价值的课题带入科研，从而探索出新技术的更多应用场景，也是国际量子计算技术发展的一大趋势。金融行业是当前国内外最热门的应用领域之一，量子计算可以用于该领域加密和解密数据，以提供更高的安全性；可用于市场的预测和优化，协助金融机构强化决策、降低风险和增加收益；还可以应用于精准定价、交易结算和资产分配等方面。2022年，美国全国性保险业龙头企业美国州立农业保险公司（State Farm）在其内部成立量子团队，正式入局量子计算，探索潜在解决方案，以更好地满足客户需求。此外，量子计算也被证明在生物制药、能源化工、气象预测等行业具有潜力。在制药行业，量子计算可以用来研究新药的分子结构和化学反应，模拟化学分析结构，进而解决量子化学的合成和药物辅助设计，提高新药的产量和品质。在采矿和勘探行业，量子计算可以协助寻找矿藏和石油等宝贵资源，优化企业的生产效率和节省成本。在物流行业，量子计算可以用来规划最优路径和优化交通网络，从而提高物流效率并降低运输成本。在能源领域，量子计算可用于分析和管理太阳能、氢能、风电场的流体动力学特性等，进而为能源高效利用、转化、储存提供更多的技术支持。在气象行业，量子计算可以用来快速、有效地处理大量且多维度的复杂气象数据，有助于提高天气预报实时性和准确性。基于其并行性和高效算法优化能力，还可以对气象进行有效的仿真、跟踪和预测。在安全行业，量子计算可以用于对当前正在使用的加密系统的防守和攻击。量子计算技术在这些应用领域“齐头并进”，或将为科学研究提供革命性突破。

量子计算技术反哺教育事业发展。全球主要国家都在加大对该领域的投资。量子计算的国际竞争快速提升着量子计算的发展水平，伴随着量子计算技术的突破和应用，相关行业人才“加速”稀缺，而关乎量子计算未来发展持续性的人才培养，则越来越受到关注和重视。2018年底颁布的《美国国家量子计划法案》计划在人才培养、标准制定、技术应用领域投资12亿美元，美国国家科学基金会和白宫科学技术政策办公室牵头启动美国量子信息K12教育。自此，各国相应开设量子人才培养计划。2022年，澳大利亚量子公司Q-CTRL与英国主营量子教育公司QURECA合作建立量子计算人才培养通道，为任何想要入门量子计算的人提供学习机会。美国俄亥俄州立大学宣布建立量子信息科学与工程中心，为量子计算学科建设奠基。而我国量子计算技术虽起步较晚，但量子计算产业发展势头良好、前景广阔，量子计算人才缺口巨大。近年来，我国建立了一批量子计算研究机构和实验室，并拥有了一定的量子计算研究基础。中国科学技术大学、清华大学等高校均开始开设量子信息等相关本科专业，专业课程涵盖了量子计算的基础和应用等。为培育量子计算与各行业综合型人才，建立完善量子计算行业教育培训体系，本源量子在2018年就已推出国内首批量子计算行业应用技术指导课程，包含量子金融、量子化学两个课程体系，近年还同步开设专用领域人才教育培训课程，譬如量子金融赛道班，以满足金融行业领域人才协同开展量子计算应用研究需求。

因此，加快量子计算的技术研发、应用推广和生态构建，不仅重要而且必要更是紧要。世界已进入大科学时代，全球科技发展的信息化特征日趋明显，呈现出两级分化的演进状态。一个是智能化，一个是边缘化。如同工业化的核心是“马力”，智能化的核心就是“算力”，而量子计算是算力发展的新赛道。这种两极分化不光体现在经济发展，还体现在国家安全、社会公共管理等方方面面，如果不能智能化、量子化，可能就会被边缘化。（来源：人民论坛）