賽迪譯叢：《量子計(jì)算現(xiàn)狀：構(gòu)建量子經(jīng)濟(jì)》

量子經(jīng)濟(jì)》。報(bào)告認(rèn)為，近年來量子技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用潛能逐步落地，但當(dāng)前技術(shù)發(fā)展尚未成熟，網(wǎng)絡(luò)安全問題和過高業(yè)務(wù)預(yù)期也影響技著技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用。報(bào)告通過統(tǒng)計(jì)量子技術(shù)公共和私人投資，整理各國政府和企業(yè)參與情況，分析技術(shù)現(xiàn)狀和評估標(biāo)準(zhǔn)，展望了量子技術(shù)在先進(jìn)材料、復(fù)雜系統(tǒng)和新興技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，進(jìn)而提出從人才、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)等方面入手加速量子技術(shù)成熟，釋放應(yīng)用潛力。賽迪智庫信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所和科技與標(biāo)準(zhǔn)研究所對該報(bào)告進(jìn)行了編譯，期望對我國發(fā)展量子計(jì)算有所啟迪?！娟P(guān)鍵詞】量子計(jì)算量子經(jīng)濟(jì)應(yīng)用領(lǐng)域以增強(qiáng)計(jì)塑應(yīng)對氣候變化、饑餓和疾病的能加密技術(shù)，帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益，對，并形成地緣政治戰(zhàn)略意義。因子計(jì)算鏈的一環(huán)。發(fā)展的businessfunctionsmckinseydigitalourinsightsquantumcomputingfunding%20remains%20nquantumtechnologymonitorpdf發(fā)的量子處理器可在幾分鐘內(nèi)完成當(dāng)時(shí)全球性能最強(qiáng)的計(jì)盟委員會(huì)啟動(dòng)了總經(jīng)費(fèi)高達(dá)11億美元的“歐盟量子技術(shù)旗艦計(jì)量oomibmcomMayIBMMakesQuantumComputingAvailableonIBMCloudtonovation月23日，/articles/d41586-019-03213-z。congress/house-bill/6227/text。business%20functions/mckinsey%20digital/our%20insights/quantum%20computing%20funding%20remains%20onitorpdf圖，并他地圖1：中國和歐盟在量子計(jì)算公共投資方面遙遙領(lǐng)先加大拿俄羅斯 新加坡政府宣布的計(jì)劃投資額(單位：十億美元)歐盟公共投資來源(%)99(二)私人投資私人投資金額和量子計(jì)算初創(chuàng)企業(yè)數(shù)量同步快速增長。8。圖2：量子計(jì)算初創(chuàng)企業(yè)分布概覽況來源：麥肯錫咨詢公司，《量子技術(shù)監(jiān)測報(bào)告》，2022年，/~/media/mckinsey/business%20functions/mckinsey%20digital/our%20insights/quantum%20computing%20funding%20remains%20strong%20but%20talent%20gap%20raises%20concern/quantum-technology-monitor.pdf。dg圖3：超三分之二的量子計(jì)算股權(quán)投資發(fā)生在2018年以后20182018年后進(jìn)行的股權(quán)投資(~13億美元)2021年股權(quán)投資金額預(yù)估將投資股權(quán)%百萬美元*已完成交易交易軟件硬件應(yīng)件入占比圖4：初創(chuàng)企業(yè)投資分配量子量子計(jì)算計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)應(yīng)用圖5：隨投資增多，資金更多集中于軟件領(lǐng)域投資金額(百萬)投資金額(百萬)已完成交易交易投資股權(quán)%百萬美元*硬件軟件多家量子計(jì)算公司通過特殊目的收購公司(SPAC)完成首次公開募股(IPO)。公司交易所宣布日期進(jìn)款紐約證券SPACdMYTechnologyGroup,IncIII元Rigetti9NASDAQSPACSupernovaPartnersAcquisitionCompanyII2021年2.6175億美元Arqit10NASDAQCentricusAcquisitionCorp.萬美元紐約證券DPCMCapital900萬美元(償還后)IonQ的量子計(jì)算專營公司12，緊隨其Schwarz技術(shù)公司收購瑞士ZurichInstruments公司13；2022。gqitlimitedaleaderinquantumencryptiontechnologyhtmlblnspacdeal2-02-08/。來源：“IonQ成為第一家上市的專營量子計(jì)算公司；完成與dMYTechnologyGroupIII的業(yè)務(wù)合并”，IonQ，2021年10月1日，/news/october-01-2021-ionq-listed-on-nyse。來源：ZurichInstruments公司，《ZurichInstruments并入Rohde&Schwarz公司》(新聞稿)，2021年7月5日，/ch/en/news/zurich-instruments-now-rohde-schwarz-company。ionsforglobalmarket來源：FredericLardinois，“QuantumMachines收購QDevil，構(gòu)建全棧量子編排平臺(tái)”，TechCrunch，計(jì)算的當(dāng)前和未來功能(一)新的計(jì)算可能欄目1：傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)將繼續(xù)執(zhí)行大部分功能傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)將與量子計(jì)算機(jī)共存，負(fù)責(zé)支持混合數(shù)據(jù)中心的量子計(jì)算處理工作流，例如運(yùn)行量子線路，并繼續(xù)處理量子計(jì)算機(jī)不適合完成的日常任務(wù)，例如復(fù)制數(shù)據(jù)，或量子計(jì)算機(jī)不能提供任何有改進(jìn)意義的任務(wù)，例如瀏覽在三個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造廣泛價(jià)值(見表2)。表2：量子計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域材料科學(xué)與生物學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)現(xiàn)有科技與研究具體行業(yè)tionplatform涉及復(fù)雜產(chǎn)品的行 量子計(jì)算應(yīng)用管理和優(yōu)化存在大量變量或未知數(shù)的有技術(shù)和科研進(jìn)展環(huán)境與社會(huì)影響發(fā)更強(qiáng)健和環(huán)境減少全球網(wǎng)絡(luò)能源消耗和排放；構(gòu)建立隱私安全性更強(qiáng)加快基礎(chǔ)科學(xué)研究例證培植更加適應(yīng)自優(yōu)化集裝箱空箱空間，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益加速機(jī)器學(xué)習(xí)算法潛在量子問題線性代數(shù)和質(zhì)因數(shù)分解。(二)有重大影響的關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域1、材料科學(xué)—走進(jìn)新發(fā)現(xiàn)時(shí)代力學(xué)模型系統(tǒng)。確定完成特定任務(wù)和達(dá)到所需效果的最有效分子設(shè)計(jì)或結(jié)型碳捕獲材料。(2)能源生產(chǎn)存儲(chǔ)效率。采用量子計(jì)算機(jī)模仿和學(xué)習(xí)植物的自然光合作用17。發(fā)現(xiàn)能夠加源生產(chǎn)和使用效率。gspotentialimpactonchemicalsuting的能源效率19。量子模擬和優(yōu)化工具可用于設(shè)計(jì)作物特需型減少碳足跡以及對植物生長的副作用。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和微軟的理論概念驗(yàn)證已經(jīng)探討(4)醫(yī)療健康更有效的藥物設(shè)計(jì)將大大減少評估比較新化合物及其Janssen等領(lǐng)先制藥公司已經(jīng)開始和量子計(jì)算公司建立合作lsapsorgprresearchabstractPhysRevResearchtpsclimatemiteduexplainersfertilizerandclimatechange應(yīng)用。2、復(fù)雜系統(tǒng)建?！獌?yōu)化實(shí)時(shí)決策量子計(jì)算機(jī)天然適合于處理包含固有結(jié)構(gòu)20和多重變量愈加依更加有效和精確的決策。(1)金融、投資和保險(xiǎn)產(chǎn)品通過分析處理數(shù)十億甚至數(shù)萬億的金融交易及其地點(diǎn)、雜種市(2)運(yùn)輸、物流和供應(yīng)鏈。優(yōu)德國聯(lián)邦鐵路公司已經(jīng)開始探索將量子計(jì)算機(jī)用于定產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)。econceptsquantumtechnologiesairbusquantumcomputinge23來源：空客公司，《空客量子計(jì)算挑戰(zhàn)將推進(jìn)可持續(xù)飛行》(新聞稿)，2020年12月10日，wsroompressreleasesairbusquantumcomputingchallengehelpsableflight3、對現(xiàn)有技術(shù)、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和研究的影響一方面，量子計(jì)算有望優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并為物理、(1)網(wǎng)絡(luò)安全)，密貨幣等。或已全面過渡到能抵御量子計(jì)算機(jī)攻擊的安全基礎(chǔ)設(shè)施上。法。其次，使用量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(QRNG)來保護(hù)通信安量子計(jì)算的一項(xiàng)主要應(yīng)用場景是更高效地解決機(jī)器學(xué)性模型，量子計(jì)算有機(jī)會(huì)促成人工智能民主化的整體轉(zhuǎn)變。通過提高訓(xùn)練速度，企業(yè)可以過渡升級到處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，并不斷改進(jìn)人工智能應(yīng)用程序，開創(chuàng)新的用例和業(yè)務(wù)模式。展模擬戰(zhàn)斗，但關(guān)系統(tǒng)過渡到能夠抵成為首個(gè)在國家層級的多國新興技術(shù)創(chuàng)新基金26，投資量子計(jì)算等兩用技術(shù)開30日，/abs/2111.15605。atohqnewshtm(4)技術(shù)突破三、技術(shù)現(xiàn)狀隨著多項(xiàng)技術(shù)途徑同步發(fā)展，量子技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升。構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的兩種方法——超導(dǎo)量子比特和捕獲離子趕上并發(fā)揮作用。1、量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵部件線路U路(應(yīng)用于多個(gè)量子比特的量子操作序列)。肖爾算法)將2、量子計(jì)算機(jī)發(fā)展水平而各不相同。的022年中期階雖然超導(dǎo)量子比特和捕獲離子硬件平臺(tái)發(fā)展勢頭領(lǐng)先，方生位。sCriteriahtml子優(yōu)勢。表3：量子計(jì)算硬件平臺(tái)發(fā)展成為通用量子計(jì)算機(jī)的成熟等級劃分成熟等級一級二級三級里程碑特征平臺(tái)具備相關(guān)性(創(chuàng)建量子平臺(tái)具備通用門集(控平臺(tái)具備量子糾錯(cuò)和/或誤差抑制功能平臺(tái)具備大規(guī)模的1-3硬件平臺(tái)(非詳盡)優(yōu)點(diǎn)：芯片集成潛力、可擴(kuò)NV中心可集成、相對容易3、最優(yōu)量子計(jì)算機(jī)挑戰(zhàn)：規(guī)模、質(zhì)量和速度。圖6：量子計(jì)算平臺(tái)規(guī)模比較：通用控制的連接量子比特的最大數(shù)量的連接量子比特器量子比特離子(2)速度量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度是通過在給定時(shí)間內(nèi)運(yùn)行線路似基準(zhǔn)進(jìn)行比較。在實(shí)際計(jì)算圖7：量子計(jì)算平臺(tái)速度比較：給定時(shí)間內(nèi)運(yùn)行的線路數(shù)量(3)質(zhì)量著量子計(jì)算平臺(tái)質(zhì)量比較：雙量子比特門錯(cuò)誤率器離子量子比特方面，更全面地了解量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。4、應(yīng)用程序運(yùn)行的硬件要求兩種類型：容錯(cuò)應(yīng)用(要求硬件級別高于三級)和短期應(yīng)用(可以在二級和三級