世界資訊：量子計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀分析2023

近日，我國(guó)首個(gè)量子信息技術(shù)領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《量子計(jì)算術(shù)語(yǔ)和定義》通過(guò)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì))批準(zhǔn)，正式發(fā)布，將于2023年12月1日開(kāi)始實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)GB/T 42565-2023。

該標(biāo)準(zhǔn)是全國(guó)量子計(jì)算與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC 578)首個(gè)獲批發(fā)布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和濟(jì)南量子技術(shù)研究院牽頭制定，規(guī)范了量子計(jì)算通用基礎(chǔ)、硬件、軟件及應(yīng)用方面相關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義，為量子計(jì)算領(lǐng)域相關(guān)科研報(bào)告編寫(xiě)、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)文件編制等工作提供規(guī)范指導(dǎo)，為我國(guó)量子信息技術(shù)領(lǐng)域科技、產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

量子計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀分析2023

【資料圖】

量子計(jì)算機(jī)的巨大潛力，還與量子力學(xué)中的另一個(gè)著名概念“量子糾纏”有關(guān)，即各個(gè)量子比特可通過(guò)量子糾纏聯(lián)系在一起。量子比特的概念雖然抽象，但量子計(jì)算機(jī)并非虛幻。建造它們的理論基礎(chǔ)已搭建好，但是要實(shí)現(xiàn)它們，還要面臨一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。

根據(jù)光子盒的預(yù)測(cè)，到2027年，全球量子計(jì)算行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到87億美元;到2030年，整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到1197億美元。行業(yè)應(yīng)用的規(guī)模逐步擴(kuò)大，整機(jī)采購(gòu)需求增加，云服務(wù)和應(yīng)用解決方案的采購(gòu)訂單量大增。到2035年，該產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到6070億美元。

量子計(jì)算未來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域基于更高的計(jì)算能力和更低的能耗，量子計(jì)算可以完成經(jīng)典計(jì)算機(jī)幾乎不可能完成的計(jì)算難題，諸如大數(shù)分解、復(fù)雜路徑搜索等。

由于原理復(fù)雜、成本高、操作難等問(wèn)題，過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間，量子計(jì)算就像是天邊的一顆明珠，即便知道它蘊(yùn)藏著巨大能量，仍舊只能遠(yuǎn)觀，無(wú)法靠近。但現(xiàn)在，量子計(jì)算云平臺(tái)的出現(xiàn)打破了這道“隔閡”，對(duì)更多人甚至普通人來(lái)說(shuō)，我們沒(méi)有哪一刻比現(xiàn)在離量子計(jì)算更近了。

量子計(jì)算機(jī)是基于量子力學(xué)原理構(gòu)建的計(jì)算機(jī)。量子態(tài)疊加原理使得量子計(jì)算機(jī) 每個(gè)量子比特(qubit)能夠同時(shí)表示二進(jìn)制中的 0 和 1，從而相較經(jīng)典計(jì)算機(jī)算力發(fā)生爆發(fā)式增長(zhǎng)，形成“量子優(yōu)越性”。

量子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)主要有運(yùn)行速度較快、處置信息能力較強(qiáng)、應(yīng)用范圍較廣等。與一般計(jì)算機(jī)比較起來(lái),信息處理量愈多，對(duì)于量子計(jì)算機(jī)實(shí)施運(yùn)算也就愈加有利,也就更能確保運(yùn)算具備精準(zhǔn)性。量子計(jì)算機(jī)擁有強(qiáng)大的量子信息處理能力，對(duì)于目前海量的信息，能夠從中提取有效的信息進(jìn)行加工處理使之成為新的有用的信息。量子信息的處理先需要對(duì)量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行儲(chǔ)存處理，之后再對(duì)所給的信息進(jìn)行量子分析。運(yùn)用這種方式能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣狀況，目前計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)的天氣狀況的準(zhǔn)確率達(dá)75%，但是運(yùn)用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確率能進(jìn)一步上升，更加方便人們的出行。

與通用計(jì)算機(jī)相比，“九章”還只是“單項(xiàng)冠軍”。但其超強(qiáng)算力，在圖論、機(jī)器學(xué)習(xí)、量子化學(xué)等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

量子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈與經(jīng)典計(jì)算機(jī)的非常類(lèi)似。量子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈也是包含了硬件、軟件、云服務(wù)這三個(gè)層次。

類(lèi)比于經(jīng)典計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展過(guò)程，在整個(gè)量子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中，最先爆發(fā)的是它的硬件產(chǎn)業(yè)。

目前發(fā)展迅速的是非通用型量子計(jì)算機(jī)，而通用型量子計(jì)算機(jī)還處于起步階段。

通用型量子計(jì)算機(jī)和非通用型量子計(jì)算機(jī)最終將在市場(chǎng)上共存，并最終共同向經(jīng)典計(jì)算機(jī)的市場(chǎng)份額發(fā)起挑戰(zhàn)。

科學(xué)家預(yù)測(cè)，經(jīng)典計(jì)算機(jī)未來(lái)仍將承擔(dān)收發(fā)郵件、視頻音樂(lè)、網(wǎng)絡(luò)游戲等功能，而量子計(jì)算機(jī)則將用于解決大型分子模擬、尋找大數(shù)質(zhì)因數(shù)等經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法模擬的領(lǐng)域，并在 AI 計(jì)算領(lǐng)域?qū)鹘y(tǒng)算力進(jìn)行提升。

據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2022-2027年中國(guó)量子計(jì)算機(jī)行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研與投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告》分析

量子計(jì)算機(jī)還處在早期發(fā)展的階段，倘若類(lèi)比經(jīng)典計(jì)算機(jī)，今天的量子計(jì)算機(jī)還處在經(jīng)典計(jì)算機(jī)的電子管時(shí)代，就連最底層的物理載體還沒(méi)有完全形成。 目前主流的技術(shù)路徑有超導(dǎo)、半導(dǎo)、離子阱、光學(xué)以及量子拓?fù)溥@五個(gè)方向。前四種路徑均已制作出物理原型機(jī)，但量子拓?fù)溥@一微軟重注的方向尚無(wú)物理層面的實(shí)現(xiàn)。

量子計(jì)算機(jī)正是通過(guò)量子疊加實(shí)現(xiàn)同時(shí)存儲(chǔ)大量信息的功能。因此，它們可以在處理復(fù)雜任務(wù)時(shí)，快速存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，探索多種可能并選擇最有效的解決途徑。量子計(jì)算機(jī)的巨大潛力，還與量子力學(xué)中的另一個(gè)著名概念“量子糾纏”有關(guān)，即各個(gè)量子比特可通過(guò)量子糾纏聯(lián)系在一起。盡管量子計(jì)算機(jī)仍處于起步階段，但一旦能夠大規(guī)模應(yīng)用，其必將掀起一場(chǎng)顛覆性的革命。

2021年，全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模約為8億美元，預(yù)計(jì)到2024年市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)到40億美元左右。2031年到2042年，量子計(jì)算機(jī)將在模擬、搜索和運(yùn)算中執(zhí)行高級(jí)功能，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)商業(yè)應(yīng)用，對(duì)比經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。到2027年，全球量子計(jì)算機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到107億美元。

目前，產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為量子計(jì)算可能會(huì)成為機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展的“神助攻”或開(kāi)辟嶄新的量子機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

根據(jù)Hyperion Research最新展望，全球量子計(jì)算市場(chǎng)2022年市場(chǎng)規(guī)模6.14億美元，預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到12.08億美元，CAGR 25%，其中機(jī)器學(xué)習(xí)市場(chǎng)占比25%，被認(rèn)為是最有潛力的應(yīng)用市場(chǎng)之一。

量子計(jì)算主要依賴量子疊加和干涉等原理實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算，能在某些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算困難的問(wèn)題上提供指數(shù)級(jí)加速，即可實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”，是未來(lái)計(jì)算能力跨越式發(fā)展的重要方向。

量子計(jì)算機(jī)行業(yè)研究報(bào)告旨在從國(guó)家經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略入手，分析量子計(jì)算機(jī)未來(lái)的政策走向和監(jiān)管體制的發(fā)展趨勢(shì)，挖掘量子計(jì)算機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)潛力，基于重點(diǎn)細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域的深度研究，提供對(duì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)業(yè)盈利水平等多個(gè)角度市場(chǎng)變化的生動(dòng)描繪，清晰發(fā)展方向。

欲了解更多關(guān)于量子計(jì)算機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)數(shù)據(jù)及未來(lái)行業(yè)投資前景，可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報(bào)告《2022-2027年中國(guó)量子計(jì)算機(jī)行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研與投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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