ICV：2030年全球量子计算产业规模将突破千亿美元

光子盒研究院出品

2022年1月25日，全球知名前沿科技咨询公司ICV发布了《2022全球量子计算产业发展报告》，这是今年该领域的首份产业发展报告。报告全面回顾了2021年量子计算进展，全景展现了量子计算产业链和全球格局，并作出了市场预测和未来展望。

光子盒作为中国量子科技媒体和研究机构，与ICV共同开展此份报告的研究。

量子计算机能够解决问题的规模在很大程度上取决于量子比特的数量。2021年以来，主要研究团队都实现了突破，中性原子公司ColdQuanta和Atom Computing推出了100+量子比特量子计算机，哈佛-MIT开发了256量子比特基于中性原子的量子模拟器。

超导方面，中国科大的66量子比特“祖冲之号”实现了量子计算优越性，计算复杂度比谷歌“悬铃木”提高了6个数量级；Rigetti提出了模块化的量子处理器架构，预计在几个月内推出80量子比特处理器；IBM推出了127个量子比特的处理器Eagle。

离子阱方面，IonQ提出可重构多核量子架构，已扩展到64量子比特。光量子方面，传统上光量子计算的缺点是难以编程，但是越来越多的研究表明，光量子计算同样可以编程，例如Xanadu公司和国防科技大学都展示了可编程光量子计算芯片，此外，研究人员透露，“九章”未来也将可编程。

从主流量子计算公司的技术路线图来看，2021-2022年将突破100量子比特，2-5年内突破1000量子比特，到这个十年结束(即2030年)实现100万量子比特。

主流量子计算公司路线图。来源：ICV

2021年，超导体系发展迅速，量子比特的规模不断刷新，离子阱、光量子、硅自旋、中性原子等技术路线同样发展强劲，其他技术路线如金刚石NV色心也取得了一定的进展。根据ICV对各技术路线的评价，超导、离子阱、光量子和中性原子的商业化前景最好。

量子计算各技术路线成熟度评价体系

注：评分采用5分制，1为最差，5为最优，○代表1分，●代表5分。

绿色箭头表示商业化发展情况较其他路线较好，黄色和红色依次次之。

来源：ICV

应用方面，通过对目前行业客户参与量子软件与算法研发的进展情况，ICV认为金融、密码与制药有可能是最先受益的行业。

量子计算应用场景成熟度评价体系

注：评分采用5分制，1为最差，5为最优，○代表1分，●代表5分。

来源：ICV

量子计算行业目前处于早期探索阶段，产业链已经初具雏形。目前从事量子比特开发的核心参与者不多，产业链上下游清晰，国外科技巨头如IBM、谷歌、亚马逊、微软等处于行业领先地位，IonQ、Rigetti、PsiQuantum等量子计算新贵已经获得数亿美元的风险投资，实力同样雄厚；国内科技巨头阿里巴巴、百度、腾讯、华为等也在跟进，但国内领先的量子计算公司主要是以本源量子、国盾量子等为代表的依托高校的公司。在报告中，ICV全景展示了量子计算的产业链。

量子计算产业链图谱。来源：ICV

从产业发展报告中，我们还可以看到量子计算领域最新的全球格局。ICV将量子计算参与者划分为四类：研究机构/大学、量子计算机开发商、量子软件公司和核心组件供应商。其中北美和欧洲的量子计算参与者最多，其次是亚太地区的中国、日本、澳大利亚，中东、非洲和南美的参与者较少。

2021年全球量子计算主要参与者地理分布。来源：ICV

根据ICV的数据，2021年，全球量子计算市场规模约为8亿美元，预计到2024年市场规模将增长到40亿美元左右。根据全球顶尖量子计算公司发布的技术路线图，预计2024年前后有望实现1000+物理量子比特突破。但千级量子比特也不足以解决大量实际应用问题。预计到2030年前后，将从NISQ时代进入容错量子计算时代，那时，量子计算优势将更为广泛和明显，全球量子计算市场规模将从容错量子计算时代开启时，呈现指数上升趋势，至千亿美元甚至更高。

全球量子计算市场预测。数据来源：ICV

ICV预计，大约从2025年起，量子计算开始释放行业应用价值。到容错计算机时代，量子计算将首先赋能金融(16.47%)、安全产业(15.88%)、制药产业(15.20%)和物流产业(11.76%)。

全球量子计算下游行业应用预测。数据来源：ICV

最后，报告展望了2022年量子计算发展趋势。

趋势1：领先的量子计算硬件公司迈入100量子比特门槛

趋势2：保真度和纠错能力提升

趋势3：测控系统低温化和芯片化

趋势4：量子计算软件和算法离商用还有很长距离

趋势5：科技巨头间量子竞争愈发激烈，推动量子计算技术加速发展

趋势6：“量子服务”新型服务机构将会出现

趋势7：量子计算软硬件领域投融资差距逐渐减小

趋势8：各国政策力度将会更大

趋势9：立法与标准化是未来五年重点

趋势10：企业加速拓展量子计算合作伙伴，量子生态圈逐渐成形

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