5年专利增长4倍！量子计算跻身十大增长最快的技术

光子盒研究院出品

IBM在博客上表示，该公司在2020年获得9130项美国专利授权，连续28年领跑美国专利排行榜，并且在云、人工智能和量子计算领域，IBM的专利授权数量均为第一。其中，包括3000多项的云计算专利、2300多项的人工智能专利，但没有公布量子计算专利数量。

关于这个问题，我们在全球领先的专利数据库提供商IFI CLAIMS Patent Services公开的一份报告中发现，2016-2020年，IBM量子计算专利申请数量累计655项，谷歌公司累计338项排在第二名。Northrop Grumman、D-Wave、微软分列第三名至第五名。

根据2016-2020年专利数量复合增长率，量子计算已经跻身十大增长最快的技术，其年均复合增长率41.8%，相当于5年专利增长4倍，在所有技术中排在第五名。

根据IFI数据，美国专利商标局(USPTO)的专利申请数量为413176项，比上一年(394349项)增长了4.77%。但专利授权352013项，比上一年(354428项)减少了0.68%，或许与新冠疫情的肆虐有关。

2011-2020年USPTO专利申请和授权趋势

IBM获得专利授权9130项，连续28年荣登美国专利榜首，但是相比上一年(9262项)减少了1%。排在前五的三星、佳能、微软、英特尔也出现下滑。

USPTO专利授权前五名的公司

USPTO专利授权TOP50也有中国企业的身影，华为以2761项专利排在第九名，相比上一年专利授权增长14%。台积电以2833项专利排在第六名，相比上一年增长22%，名次提升了6位。京东方以2144项专利排在第13名，相比上一年减少2%。

在2020年所有352013项专利中，一半以上的专利来自其他国家和地区。美国获得专利授权164379项，其次是日本(52421项)、韩国(22400项)、中国(18792项)和德国(16222项)。其中中国是2020年USPTO专利授权增长最快(11.31%)的国家。

USPTO专利授权国家和地区分布

除了统计USPTO的专利情况，IFI还会公布全球专利TOP250排行榜。根据榜单，2020年三星在全球范围内获得专利授权80577项，高居榜首，IBM、佳能、微软和博世分列第二名至第五名。

全球专利授权前五

2020年，华为获得专利授权17112项，排在第24名，相比上一年(14315项，第29名)增长19.5%。鸿海精密(20646项)排在第17名；台积电(14475项)排在第30名；京东方(9373项)排在第57名；联想(6648项)排在第82名。以上公司专利数量跻身全球TOP100。

此外，联发科(5033项)排在第103名；中兴通讯(4878项)排在第107名；清华大学(2318项)排在第215名；腾讯(2311项)排在第218名。国内科技巨头阿里巴巴、百度未能入选。

根据技术分类，2020年USPTO专利授权最多的技术是电子数字数据处理(G06F)，专利数量为61606项。其次是数字信息的传输(H04L)、半导体器件(H01L)、无线通信网络(H04W)以及图像传播(H04N)。

USPTO专利授权前五名的技术

在所有技术大类中，基于特定计算模型的计算机系统(G06N)是2020年专利增长最为显著的领域，该大类包括机器学习、量子计算机和基于生物模型的计算机系统(如神经网络)，以及其他相关类别。

2020年，G06N专利申请和授权数量分别为16576项和8079项，专利申请数量相比上一年(11247项)增长47%。

根据专利增长率排名，IFI总结了2016-2020年十大增长最快的技术。其中，基于生物模型的计算机系统专利年均复合增长率67.3%(5年增长7.8倍)，其次是电子烟装置(55.1%)、被子植物(48.6%)、机器学习(46.0%)。

量子计算年均复合增长率41.8%，排在第五名，相当于5年专利增长4倍。2016年，美国量子计算专利申请不足100项，之后逐年增长，2020年专利申请突破500项。

2016-2020年美国量子计算专利申请数量

在前五大专利增长最快的技术中，IBM有三项技术处于领先地位。2016-2020年，IBM基于生物模型的计算机系统专利申请累计2789项，是第二名谷歌(1451项)的两倍，紧随其后是三星、英特尔和微软。在机器学习领域，IBM的优势更加明显，2016-2020年累计专利申请3825项，比第2-5名的微软、谷歌、Facebook、埃森哲加起来还要多。

2020年，IBM多达9130项的专利授权涵盖人工智能、混合云、网络安全和量子计算。IBM Research首席运营官Kathryn Guarini表示：“我们认为云、人工智能和量子是IT产业的三大技术。”

IBM Research负责人Dario Gil透露，IBM的量子计算专利之一涉及在量子计算机上运行分子模拟。与经典计算机相比，这种模拟速度更快，跨越的分子空间更广，能够帮助我们为新药或催化剂设计新分子。还有一项专利涉及量子计算在金融中的应用，能够比以往任何时候都更精确、更有效地进行风险分析。

此外，IBM的许多专利都详细说明了让量子比特更加稳定的方法，甚至提出了纠正未来稳定量子比特中剩余错误的方法，提供了实现量子纠错的途径，以释放量子计算机的能力来解决当前无法解决的问题。

IBM相信在不久的将来，依赖量子计算的产品将成为人们日常生活不可或缺的一部分。今天通过发明这些产品并申请专利，将帮助他们赢得未来。

附 2020十大增长最快的技术：

https://www.ificlaims.com/rankings-tech-growth-2020.htm

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