量子計算則將推動我們進(jìn)入下一個新的信息時代

經(jīng)典計算機(jī)曾推動我們進(jìn)入信息化和數(shù)字化時代，量子計算則將推動我們進(jìn)入下一個新的信息時代。

從IBM宣布推出業(yè)界首個商用量子計算系統(tǒng)，到我國開通全球首條量子通信干線并成功實現(xiàn)首次洲際量子通信，2017年的量子計算領(lǐng)域精彩不斷，并不斷提升市場對量子計算的預(yù)期。

除了應(yīng)用于國防安全，在科研、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域，量子計算都將發(fā)揮重要作用，也將開啟一個全新的，具有高門檻的市場。

為此，就如何超越經(jīng)典計算機(jī)，如何實現(xiàn)“量子霸權(quán)（quantum supremacy）”，從大國到大公司，再到創(chuàng)業(yè)企業(yè)，都在競相逐鹿，以求早日獲得突破。

據(jù)摩根斯坦利預(yù)測，在未來十年，全球量子計算市場規(guī)模將達(dá)到100億美元。

另據(jù)美國國土安全調(diào)查公司（Homeland Security Research，HSR）的最新報告，2018到2024年間，全球量子計算市場規(guī)模將以24.6%的年復(fù)合增長率持續(xù)擴(kuò)張。到2024年，量子計算產(chǎn)品和服務(wù)市場規(guī)模將達(dá)到84.5億美元，而政府資助的研發(fā)投入將達(dá)到22.5億美元。

該項預(yù)測表明，未來幾年將是量子計算技術(shù)快速發(fā)展，并逐步拓展行業(yè)應(yīng)用的時期。

Gartner2016新興技術(shù)成熟度曲線

從Gartner新興技術(shù)成熟度曲線來看，2017年與2016年相比，量子計算已經(jīng)從長期徘徊在“技術(shù)萌芽期”，開始向“期望膨脹期”進(jìn)一步靠攏。

Gartner2017新興技術(shù)成熟度曲線

隨著之前打下的基礎(chǔ)足夠堅實，量子計算技術(shù)將在2018至2019年間出現(xiàn)進(jìn)一步的重要突破。

HSR還預(yù)測，如果“量子霸權(quán)”得以實現(xiàn)，也就是量子計算機(jī)在性能上相較經(jīng)典計算機(jī)實現(xiàn)指數(shù)級增長，目前每年3000億美元的半導(dǎo)體投入和110億美元的超級計算機(jī)投入中的很大一部分可能會轉(zhuǎn)移到量子計算機(jī)領(lǐng)域。

這就是新技術(shù)對資金的強(qiáng)大吸附能力。

在市場分布方面，HSR預(yù)測到2024年，北美將成為全球量子計算的最大市場，市場份額占比39%；其次是亞太地區(qū)，占比30%。

目前，全球正處于一場“量子計算霸權(quán)競賽”之中。一方面，這將持續(xù)推動量子計算技術(shù)的重大突破；另一方面，競賽也有可能改變長期以來各國在商業(yè)、情報、軍事和戰(zhàn)略方面的現(xiàn)狀。

同時，量子計算機(jī)設(shè)計、容錯算法和新的制造技術(shù)的進(jìn)步正在將這一“科學(xué)皇冠”上的技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實應(yīng)用。

正是基于此，才會有各國政府、量子物理學(xué)家，各大科技巨頭，以及創(chuàng)業(yè)公司之間的廣泛合作。

參與量子計算競賽的大公司（HSR）

從目前來看，向量子計算進(jìn)軍的大公司既有谷歌、阿里巴巴這樣的互聯(lián)網(wǎng)翹楚，也有Intel、IBM、三菱、東芝、NEC這樣的傳統(tǒng)電子廠商。

當(dāng)然，我們還能看到洛克希德·馬丁、雷神、空中巴士、博思艾倫這樣的軍工巨頭。這表明，國防與國家安全正是量子計算重要的早期應(yīng)用領(lǐng)域，包括安全通信、信息攔截，以及導(dǎo)航與傳感增強(qiáng)方面的應(yīng)用。

這份名單其實也向我們透露了量子計算在未來可能的一些商業(yè)模式：系統(tǒng)銷售、軟件銷售、量子計算即服務(wù)，以及政府支持的研發(fā)等。

同時，各大企業(yè)的行動也說明了在未來，“軟硬兼?zhèn)洹睂Πl(fā)展量子計算的重要性。一方面，我們需要在硬件上的突破；另一方面，我們需要獲得優(yōu)化的量子算法，以適應(yīng)硬件性能，以及滿足具體的應(yīng)用場景需求。

量子計算廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域（HSR）

在一個可預(yù)測的期間，量子計算將逐步從解決最優(yōu)化問題、量子加密通信、分子結(jié)構(gòu)研究過渡到融入人工智能，智能制造、智能物流與智能零售、智慧金融等各行業(yè)，而云服務(wù)將是量子計算可提供的服務(wù)新形態(tài)。

經(jīng)典計算機(jī)曾推動我們進(jìn)入信息化和數(shù)字化時代，量子計算則將推動我們進(jìn)入下一個新的信息時代。