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或將引領新一輪產業變革方向
量子計算機是一種按照量子力學規律運行的物理設備 ，能處理量子比特信息 ，進行高速的數學和邏輯運算 ，由於量子比特的疊加性 、相幹性 、糾纏性 ，量子計算機可以在很短的時間內解決在經典計算機上難以解決的問題 。
新技術研究路徑尚在繼續 。量子計算機 ，根據其邏輯架構 ，主要分為量子邏輯門計算機和量子退火計算機 ；根據其用途 ，可以分為專用量子計算機和通用量子計算機 。目前 ，量子計算機的技術路線主要包括超導 、離子阱 、光量子 、量子點 、冷原子等 ，主要技術路線的相關原理不盡相同 ：
基於超導量子位的量子計算是一種最早被提出和研究的量子計算實現方法 ，它基於超導性能的材料 ，使用電荷量子比特 、磁通量子比特和相位量子比特等三種方式來形成量子比特 ，超導量子比特在操控 、耦合 、測量 、擴展等方麵具有顯著優勢 。在過去幾十年中 ，超導量子計算有一定的發展 ，實現了與量子態所需精度相當的高精度控製 、微波單光子狀態的製備等主要技術 。超導技術路線的缺點是易受環境噪聲影響使得退相幹時間變短 ，進而增加量子比特的操作難度 。
基於離子阱的量子計算則是利用電荷與電磁場間的相互作用力來牽製帶電粒子的運動 ，並利用受限離子的基態和激發態組成兩個能級 ，作為量子比特 。同時 ，利用微波激光照射操縱量子態 ，通過連續泵浦光和態相關熒光 ，實現量子比特的初始化和探測 。該技術路線的優勢是量子比特品質高 、相幹時間較長 、量子比特的製備和讀出效率較高 ，其劣勢主要是量子比特操縱速度相對較慢 ，隨著量子比特數的增加 ，量子比特的操縱在技術上有困難 。
光量子計算機研究方向也有許多團隊追隨 ，其優點在於光子的量子態與外部環境的相互作用極其微弱 ，使得光量子計算機可以在室溫的大氣環境中工作 ；同時 ，光子是量子通信的最佳信息載體 ，它們以光速傳播 ，可為高速 、大容量數據傳輸提供大帶寬 。缺點在於光子之間相互不作用 ，因此很難實現需要光子之間相互作用的兩量子比特糾纏門 。
基於半導體量子點技術的量子計算機利用半導體量子點中的電子製造量子比特 ，將其電子的自旋方向編碼為量子態儲存量子信息 。因其與傳統芯片技術有相通之處 ，比其他方案更具可擴展性 ，有助於實現芯片產業化 。由於半導體量子比特體積小 、數量少且相幹性較弱 ，量子點技術路線還未像超導 、光量子技術路線一樣實現高量子比特數 。
各國的國家戰略聚焦量子計算 。近年來 ，量子計算儼然成為科技領域的研究熱點 ，多國政府以及各大科技公司紛紛投入大量精力和資金來研究和開發量子計算技術 。
美國在量子計算技術領域率先投資 ，早在1999年就發布了有關“量子信息科學”的科學技術報告 。2018年 ，美國政府推出《國家量子倡議法案》 ，2020年 ，發布《美國量子網絡戰略願景》等量子專項戰略 ，並於2022年發布關於促進量子計算的《國家安全備忘錄》 。幾年間 ，美國政府不斷頒布多項量子計算政策 。
英國政府於2014年啟動“國家量子技術計劃” ，成立4個國家量子技術中心來開展工作，並致力於培養人才 、開展研究和推動產業應用 ，以加快量子技術的商業化 。
自2016年起 ，我國發布多項量子技術相關政策 。2016年8月 ，國務院頒發《“十三五”國家科技創新規劃》 ，將量子計算機列入科技創新2030重大項目 ，研製通用的量子計算原型機和實用化量子模擬機 。“十四五”期間 ，全國多個省級行政區出台地方發展規劃 ，支持量子計算產業發展 。此外 ，我國成立量子計算產業聯盟 ，吸納中國建設銀行 、中國移動 、平安銀行等行業領軍企業相繼開展商業化應用探索 。
2021年7月 ，加拿大政府宣布製定國家量子戰略 ，該戰略由加拿大創新 、科學和經濟發展部（ISED）秘書處協調 ，不僅提供大量資金支持該領域研究 ，還成立了量子計算發展機構 ，與加拿大商業界密切合作 。
德國政府於2021年製定了《量子計算路線圖》 ，並啟動慕尼黑量子穀研究集群計劃 。
日本政府成立量子計算研究與應用中心 。
量子計算成果不斷湧現 。穀歌繼2019年宣布成功演示“量子霸權”證明量子計算巨大潛力後 ，今年2月 ，其又首次通過實驗證明可以通過增加量子比特的數量來降低計算錯誤率 。
如果量子計算機想在實用性方麵取得進展 ，並解決普通計算機無法解決的問題 ，有效糾錯是必備技能 。
此外 ，作為美國科技巨頭——IBM一直在政策的大力扶持下布局量子計算產業 ，其發布的“Eagle”是一款127量子位的量子處理器 ，IBM聲稱 ，它不能被任何經典計算機模擬 ，其性能幾乎是2020年發布的65量子比特處理器Hummingbird的兩倍 。2022年11月 ，IBM又推出擁有433個量子比特的量子芯片“魚鷹” ，成為世界上迄今為止最大的通用量子處理器 。
量子計算技術的四大總體發展態勢
量子計算產業生態初現“曙光” ，“合縱聯橫”態勢驟起。
從產業化程度看 ，全球已成立近300家量子計算專業公司 ，基本覆蓋所有技術路線和行業潛在應用方向 ，成立時間最長的公司已達20多年之久 ，4家公司完成上市 。
而我國量子計算專業公司不足10家 ，從事的技術路線主要為超導 、光學 、離子阱 、矽基半導體 、中性原子等 ，本源量子成立時間最長 ，為5年 ，目前沒有上市公司 。
從行業生態看 ，美國以IBM為首的量子計算龍頭企業為促進量子計算產業的發展 ，牽頭建立國際主流量子計算產業聯盟 ，包括美國 、日本 、韓國 、德國 、澳大利亞等國230多家企業 ，呈“合縱連橫”融合創新發展趨勢 。
而在我國 ，由本源量子牽頭成立量子計算產業聯盟 ，金融建模 、海洋超算 、輪船製造 、大數據等領域30餘家國內企業入盟 ，雖體量總體偏小 ，但已初步形成量子計算產業鏈雛形 。比如 ，以量子處理器 、稀釋製冷機 、低溫器件 、量子計算機整機 、量子軟件 、算法 、操作係統為主的量子計算上下遊生產製造鏈 ，主要提供量子計算機軟硬件資源 ；以麵向用戶 ，根據各行業特定場景需求開發應用算法為主的量子計算生態應用鏈，針對性提供應用服務 ；以及圍繞量子計算教育 、生態資源共享等的量子計算教育科普鏈 ，重點培育和培訓行業人才 。各國主流量子計算聯盟合作夥伴間通過資源共享 、技術交流與合作研發 ，在量子計算硬件 、軟件 、算法等領域展開研究與創新 ，推動量子計算技術的商業化應用 。
量子計算協同創新應用層出 ，領域內原創成果增加 。在實際生產 、科學研究等領域，量子計算技術的優勢主要集中在模擬物質 、優化問題 、機器學習等方麵 。量子計算機可以模擬大分子 、複雜材料等 ，可以通過優化算法 ，為生產和工作中的問題提供快速有效的解決方案 ，可以通過提供更大的存儲和更高效的處理能力 ，對海量數據進行快速 、準確的分析和學習 。從應用研究看 ，國外金融 、醫藥、大型裝備製造商等與量子計算公司進行深度融合 ，圍繞量子計算在行業的應用進行協同創新 ，取得了不少原創性成果 。2021年 ，美國量子計算研發龍頭——穀歌（Google）與世界最大私有製藥企業勃林格殷格翰（BI）合作研究量子計算藥物研發 。2022年，美國最大港口洛杉磯港首次采用量子計算技術倍數提升港口運營效率 。微軟 、蘇黎世聯邦理工學院和西北太平洋國家實驗室基於量子計算模擬一個催化化學反應 ，實現了30倍加速和10倍成本降低 。而在我國 ，量子計算潛在應用客戶多數是國企 ，建信金科與本源量子合作開發首批量子計算金融算法 ，新華財經與本源量子聯合開發上線首個量子金融App ，但除了金融 、通訊機構外 ，其他行業單位展開量子計算應用研究有待建立合作關係 。
“示範性”領域帶頭 ，多行業“齊頭並進”。量子計算科學研究與產業應用理應“相輔相成” ，科研課題來自於各行業的真需求 ，選擇更有實際應用價值的課題帶入科研，從而探索出新技術的更多應用場景 ，也是國際量子計算技術發展的一大趨勢 。金融行業是當前國內外最熱門的應用領域之一 ，量子計算可以用於該領域加密和解密數據 ，以提供更高的安全性 ；可用於市場的預測和優化 ，協助金融機構強化決策 、降低風險和增加收益 ；還可以應用於精準定價 、交易結算和資產分配等方麵 。2022年 ，美國全國性保險業龍頭企業美國州立農業保險公司（State Farm）在其內部成立量子團隊 ，正式入局量子計算 ，探索潛在解決方案 ，以更好地滿足客戶需求 。此外 ，量子計算也被證明在生物製藥 、能源化工 、氣象預測等行業具有潛力 。在製藥行業 ，量子計算可以用來研究新藥的分子結構和化學反應 ，模擬化學分析結構 ，進而解決量子化學的合成和藥物輔助設計 ，提高新藥的產量和品質 。在采礦和勘探行業 ，量子計算可以協助尋找礦藏和石油等寶貴資源，優化企業的生產效率和節省成本 。在物流行業 ，量子計算可以用來規劃最優路徑和優化交通網絡 ，從而提高物流效率並降低運輸成本 。在能源領域 ，量子計算可用於分析和管理太陽能 、氫能 、風電場的流體動力學特性等 ，進而為能源高效利用 、轉化 、儲存提供更多的技術支持 。在氣象行業 ，量子計算可以用來快速 、有效地處理大量且多維度的複雜氣象數據 ，有助於提高天氣預報實時性和準確性 。基於其並行性和高效算法優化能力 ，還可以對氣象進行有效的仿真 、跟蹤和預測 。在安全行業 ，量子計算可以用於對當前正在使用的加密係統的防守和攻擊 。量子計算技術在這些應用領域“齊頭並進” ，或將為科學研究提供革命性突破 。
2018年 ，美國頒布的《美國國家量子計劃法案》計劃在人才培養 、標準製定 、技術應用領域投資12億美元 ，美國國家科學基金會和白宮科學技術政策辦公室牽頭啟動美國量子信息K12教育 。自此 ，各國相應開設量子人才培養計劃 。
2022年 ，澳大利亞量子公司Q-CTRL與英國主營量子教育公司QURECA合作建立量子計算人才培養通道 ，為任何想要入門量子計算的人提供學習機會 。美國俄亥俄州立大學宣布建立量子信息科學與工程中心 ，為量子計算學科建設奠基 。而我國量子計算技術雖起步較晚 ，但量子計算產業發展勢頭良好 、前景廣闊 ，量子計算人才缺口巨大 。
近年來 ，我國建立了一批量子計算研究機構和實驗室 ，並擁有了一定的量子計算研究基礎 。中國科學技術大學 、清華大學等高校均開始開設量子信息等相關本科專業 ，專業課程涵蓋量子計算的基礎和應用等 。為培育量子計算與各行業綜合型人才 ，建立完善量子計算行業教育培訓體係 ，本源量子在2018年就已推出國內首批量子計算行業應用技術指導課程 ，包含量子金融 、量子化學兩個課程體係 ，近年還同步開設專用領域人才教育培訓課程 ，譬如量子金融賽道班 ，以滿足金融行業領域人才協同開展量子計算應用研究需求 。
