(1)量子計(jì)算簡(jiǎn)介
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。量子計(jì)算以量子比特為基本單元,利用量子疊加和干涉等原理實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算,能在某些計(jì)算復(fù)雜問題上提供指數(shù)級(jí)加速,是未來計(jì)算能力跨越式發(fā)展的重要方向。
量子計(jì)算機(jī)在原理上具有超快的并行計(jì)算能力,在一些具有重大社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的問題(如密碼破譯、大數(shù)據(jù)優(yōu)化、材料設(shè)計(jì)、藥物分析等)方面,通過特定算法,量子計(jì)算展現(xiàn)出了比經(jīng)典計(jì)算機(jī)更快、更準(zhǔn)確、更節(jié)省資源的計(jì)算優(yōu)勢(shì)。
目前,量子計(jì)算多條技術(shù)路線并行發(fā)展,超導(dǎo)、光量子、離子阱、中性原子等主要技術(shù)路線在國際上均有布局,不乏科技巨頭或量子初創(chuàng)企業(yè)在硬件系統(tǒng)和軟件算法研發(fā)等方面表現(xiàn)活躍,目前處于基礎(chǔ)攻關(guān)和實(shí)驗(yàn)階段。量子計(jì)算的發(fā)展和應(yīng)用具有重大戰(zhàn)略意義和科學(xué)價(jià)值,已成為全球主要國家在前沿科技和未來產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的政策布局和投資推動(dòng)的重點(diǎn)方向之一。
(2)量子計(jì)算發(fā)展概況
量子計(jì)算具備極大超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的潛力,作為未來計(jì)算能力跨越式發(fā)展的重要方向,近年來受到很大關(guān)注。當(dāng)前量子計(jì)算處在多種技術(shù)路線并存的早期探索階段,基本都沿著“量子計(jì)算優(yōu)越性-專用量子計(jì)算-通用量子計(jì)算”的路線圖發(fā)展,實(shí)現(xiàn)大規(guī)??扇蒎e(cuò)通用量子計(jì)算仍需長(zhǎng)期努力。
一方面,探索量子計(jì)算物理實(shí)現(xiàn)方式、高精度拓展量子系統(tǒng)規(guī)模是研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)追逐的關(guān)鍵目標(biāo);另一方面,量子計(jì)算在不同行業(yè)的算法研究廣泛開展。量子計(jì)算優(yōu)越性是國際公認(rèn)的量子計(jì)算發(fā)展的第一個(gè)里程碑,目前世界上僅有懸鈴木(Sycamore)、九章、祖沖之二號(hào)、北極光(Borealis)4 臺(tái)量子計(jì)算機(jī)完成了“量子優(yōu)越性”驗(yàn)證,但在實(shí)用復(fù)雜問題上都還沒展現(xiàn)“量子優(yōu)越性”。
2023 年上半年,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究人員使用 144 模式的“九章”光量子計(jì)算機(jī)解決了兩個(gè)圖論問題,擴(kuò)展了含噪聲中等規(guī)模量子計(jì)算機(jī)(NISQ)能夠?qū)崿F(xiàn)“量子優(yōu)越性”的任務(wù)清單;2023 年 7 月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)超導(dǎo)量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)在“祖沖之號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了“51 個(gè)超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備和驗(yàn)證”,刷新了所有量子系統(tǒng)中真糾纏比特?cái)?shù)目的世界紀(jì)錄。
國際上,歐盟正計(jì)劃將 6 臺(tái)新的量子計(jì)算機(jī)集成到超級(jí)計(jì)算機(jī)中,探索與超級(jí)計(jì)算機(jī)相結(jié)合的各種量子技術(shù);IBM、谷歌、英偉達(dá)、亞馬遜、微軟、英特爾等科技巨頭都在布局,創(chuàng)新公司包括 D-Wave、IONQ、Rigetti 等,國內(nèi)也有騰訊、華為及一些初創(chuàng)公司參與。
目前,量子計(jì)算潛在的算力優(yōu)勢(shì)受到金融、航空航天、制藥等行業(yè)的重視,與量子計(jì)算企業(yè)結(jié)合開展應(yīng)用探索已蔚然成風(fēng)。量子計(jì)算云平臺(tái)和超量融合是目前國內(nèi)外量子計(jì)算應(yīng)用服務(wù)的主要提供模式,谷歌、IBM、微軟、中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院以及國盾量子都已推出量子計(jì)算云平臺(tái)的服務(wù),通過降低量子計(jì)算機(jī)使用門檻和成本,牽引更多行業(yè)內(nèi)外的伙伴,助力量子計(jì)算的技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用探索。
以量子計(jì)算云平臺(tái)、軟件開源社區(qū)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等為重點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)發(fā)展迅速,其中量子計(jì)算云平臺(tái)是推動(dòng)應(yīng)用探索和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的生態(tài)匯聚點(diǎn)和支撐驅(qū)動(dòng)力。雖然量子計(jì)算仍然面臨技術(shù)挑戰(zhàn)和實(shí)現(xiàn)難題,但其發(fā)展?fàn)顩r表明其具有巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。
英國國家量子計(jì)算中心認(rèn)為,2027 年,NISQ(中等規(guī)模含噪聲)量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)需求和影響規(guī)模將會(huì)達(dá)到 200 億英鎊到 350 億英鎊,約合人民幣 1,800 億到 3,150 億;預(yù)測(cè)量子計(jì)算對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期影響可能是巨大的,到 2050 年,全球市場(chǎng)的影響將超過 3,500 億英鎊。預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi),量子計(jì)算將在特定領(lǐng)域(如材料模擬、藥物發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化問題、氣象預(yù)測(cè)等)實(shí)現(xiàn)一些初步的應(yīng)用突破,但要實(shí)現(xiàn)廣泛的商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化,可能還需要更長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)研究和開發(fā)。
第一章 量子計(jì)算基本概述
第一節(jié) 量子信息相關(guān)介紹
一、基本概念
二、量子比特
三、量子糾纏
四、量子霸權(quán)
第二節(jié) 量子計(jì)算行業(yè)介紹
一、行業(yè)基本定義
二、基本原理與特征
三、行業(yè)發(fā)展意義
第二章 2021-2023年量子計(jì)算行業(yè)環(huán)境發(fā)展分析
第一節(jié) 經(jīng)濟(jì)環(huán)境
一、世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)分析
二、國內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)概況
三、數(shù)字經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況
四、未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展走勢(shì)
第二節(jié) 政策環(huán)境
一、相關(guān)政策匯總
二、相關(guān)政策解讀
三、量子科技會(huì)議
第三節(jié) 產(chǎn)業(yè)環(huán)境
一、云計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模
二、云計(jì)算應(yīng)用狀況
三、量子技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
第四節(jié) 中美科技戰(zhàn)
一、中美科技戰(zhàn)溯源
二、科技戰(zhàn)主要手段
三、科技戰(zhàn)應(yīng)對(duì)措施
第三章 2021-2023年全球量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展綜合分析
第一節(jié) 2021-2023年全球量子計(jì)算行業(yè)研究現(xiàn)狀分析
一、研究整體發(fā)展態(tài)勢(shì)
二、主要國家研究現(xiàn)狀
三、主要研究機(jī)構(gòu)狀況
四、區(qū)域合作發(fā)展研究
五、專利申請(qǐng)授權(quán)情況
六、行業(yè)研究應(yīng)用生態(tài)
第二節(jié) 2021-2023年美國量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展分析
一、國家戰(zhàn)略布局
二、行業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)
三、發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃
四、項(xiàng)目資助狀況
五、重要研發(fā)項(xiàng)目
第三節(jié) 2021-2023年歐盟量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展分析
一、國家戰(zhàn)略布局
二、計(jì)劃發(fā)展規(guī)劃
三、項(xiàng)目資助狀況
四、重點(diǎn)資助項(xiàng)目
五、未來發(fā)展形勢(shì)
第四節(jié) 2021-2023年其他國家量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展分析
一、英國
二、日本
三、俄羅斯
第五節(jié) 促進(jìn)中國量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展啟示
一、制定國家戰(zhàn)略
二、統(tǒng)籌管理評(píng)估
三、注重人才培養(yǎng)
四、構(gòu)建創(chuàng)新系統(tǒng)
第四章 2021-2023年中國量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展綜合分析
第一節(jié) 中國量子計(jì)算發(fā)展?fàn)顩r
一、行業(yè)發(fā)展階段
二、產(chǎn)業(yè)鏈條結(jié)構(gòu)
三、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
四、項(xiàng)目資助狀況
五、企業(yè)研發(fā)狀況
第二節(jié) 中國量子計(jì)算發(fā)展面臨的問題分析
一、關(guān)鍵技術(shù)有待提高
二、市場(chǎng)尚在培育階段
三、缺乏全面戰(zhàn)略布局
四、人才體系尚未完善
第三節(jié) 中國量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展對(duì)策建議
一、加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化的布局
二、加強(qiáng)核心領(lǐng)域研發(fā)
三、完善人才梯隊(duì)建設(shè)
四、構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)體系
第五章 2021-2023年量子計(jì)算機(jī)與云服務(wù)發(fā)展綜合分析
第一節(jié) 量子計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展路線分析
一、光量子計(jì)算
二、超導(dǎo)量子計(jì)算
三、拓?fù)淞孔佑?jì)算
四、離子阱量子計(jì)算
五、半導(dǎo)體量子計(jì)算
六、金剛石量子計(jì)算
第二節(jié) 量子計(jì)算機(jī)發(fā)展分析
一、基本概念及原理
二、發(fā)展路徑狀況
三、專利數(shù)量情況
四、企業(yè)研發(fā)進(jìn)展
五、技術(shù)發(fā)展困境
第三節(jié) 中國量子計(jì)算機(jī)案例分析
一、光量子計(jì)算機(jī)
二、量子計(jì)算機(jī)原型
第四節(jié) 量子計(jì)算云服務(wù)發(fā)展分析
一、行業(yè)發(fā)展意義
二、發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素
三、服務(wù)模式狀況
四、云平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀
五、云計(jì)算測(cè)評(píng)體系
第五節(jié) 量子計(jì)算云服務(wù)現(xiàn)存問題及發(fā)展對(duì)策分析
一、發(fā)展現(xiàn)存問題
二、發(fā)展建議對(duì)策
第六章 2021-2023年量子計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展綜合分析
第一節(jié) 金融行業(yè)應(yīng)用
一、行業(yè)需求因素
二、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析
三、應(yīng)用實(shí)例狀況
四、應(yīng)用效益分析
五、應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)分析
第二節(jié) 人工智能應(yīng)用
一、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析
二、應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r
三、未來發(fā)展展望
第三節(jié) 生物制藥應(yīng)用
一、行業(yè)需求因素
二、應(yīng)用價(jià)值分析
三、應(yīng)用實(shí)例狀況
四、未來發(fā)展展望
第四節(jié) 其他應(yīng)用領(lǐng)域
一、化工領(lǐng)域
二、航空領(lǐng)域
三、交通領(lǐng)域
第七章 2021-2023年國際量子計(jì)算重點(diǎn)企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第一節(jié) ibm
一、企業(yè)發(fā)展概況
二、2021年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
三、2022年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
四、2023年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第二節(jié) 微軟
一、企業(yè)發(fā)展概況
二、2021年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
三、2022年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
四、2023年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第三節(jié) 英特爾
一、企業(yè)發(fā)展概況
二、2021年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
三、2022年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
四、2023年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第八章 2020-2023年中國量子計(jì)算重點(diǎn)企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第一節(jié) 騰訊
一、企業(yè)發(fā)展概況
二、2021年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
三、2022年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
四、2023年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第二節(jié) 百度
一、企業(yè)發(fā)展概況
二、2021年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
三、2022年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
四、2023年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第三節(jié) 阿里巴巴
一、企業(yè)發(fā)展概況
二、2021年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
三、2022年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
四、2023年企業(yè)經(jīng)營狀況分析
第四節(jié) 本源量子
一、企業(yè)發(fā)展概況
二、產(chǎn)品研發(fā)成果
三、企業(yè)融資狀況
第九章 量子計(jì)算行業(yè)投資潛力及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警
第一節(jié) 量子計(jì)算行業(yè)投資動(dòng)態(tài)狀況
一、國外投資動(dòng)態(tài)
二、國內(nèi)投資動(dòng)態(tài)
第二節(jié) 量子計(jì)算行業(yè)投資機(jī)會(huì)分析
一、產(chǎn)業(yè)鏈的投資機(jī)會(huì)
二、核心技術(shù)投資機(jī)會(huì)
三、應(yīng)用領(lǐng)域投資機(jī)會(huì)
第三節(jié) 量子計(jì)算行業(yè)投資壁壘分析
一、技術(shù)壁壘
二、人才壁壘
三、資金壁壘
第四節(jié) 量子計(jì)算行業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警
一、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)
二、競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)
三、資金風(fēng)險(xiǎn)
第十章 量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展前景及趨勢(shì)分析
第一節(jié) 量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展前景展望
一、行業(yè)發(fā)展必要性
二、未來發(fā)展規(guī)劃
三、未來應(yīng)用場(chǎng)景
四、未來發(fā)展趨勢(shì)
第二節(jié) 2024-2029年中國量子計(jì)算行業(yè)預(yù)測(cè)分析
一、2024-2029年中國量子計(jì)算行業(yè)影響因素分析
圖表目錄
圖表:量子計(jì)算行業(yè)生命周期
圖表:量子計(jì)算行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
圖表:2023年全球量子計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模
圖表:2023年中國量子計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模
圖表:2023年中國量子計(jì)算市場(chǎng)占全球份額比較
圖表:2023年量子計(jì)算行業(yè)集中度
圖表:2023年量子計(jì)算市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)
圖表:2023年量子計(jì)算行業(yè)重要數(shù)據(jù)指標(biāo)比較
圖表:2024-2029年量子計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)
圖表:2024-2029年量子計(jì)算行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局預(yù)測(cè)