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前沿拓展：

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編者按：

闊別波瀾壯闊的2020年，我們即將迎來充滿希望與未知的激蕩新十年?？萍寂c資本的雙重推動，是這個十年的時代主旋律，也很可能成為下個十年的創(chuàng)新主推力。因此，臨近2020年年底，我們推出了“年度行業(yè)研究”這個系列，選擇了當下最受關注的領域進行系統(tǒng)梳理。這些行業(yè)，或正在改寫當下新經濟格局，或有可能重塑未來商業(yè)甚至國際格局，或是36氪讀者感興趣，或是正產生巨大的社會影響。我們也希望用這樣的方式，和我氪的讀者一起“無限拓展邊界”，一起“更先看到未來”。

本文是這個系列的一篇。我們選取了量子計算這個行業(yè)。2020年量子計算不斷實現技術突破，習近平總書記10月16日在中央政治局集體學習中的講話，也讓量子計算被更多人關注。 事實上，2020年全球量子計算的重要玩家也都在不斷實現技術突破。未來，這既是突破摩爾定律的關鍵，也很可能是影響國際格局的重要變量。

作者：李子月、石亞瓊

編輯：石亞瓊

2020年量子計算不斷實現技術突破，習近平總書記10月16日在中央政治局集體學習中的講話，也讓量子計算被更多人關注。

事實上，2020年全球量子計算的重要玩家也都在不斷實現技術突破。未來，這既是突破摩爾定律的關鍵，也很可能是影響國際格局的重要變量。

本文將從以下幾個方面對量子計算行業(yè)進行梳理：量子計算發(fā)展史、技術原理和科研難點、主要技術路徑、應用方向、中外發(fā)展程度對比、中外同賽道玩家盤點等

一、量子計算是突破摩爾定律的必然

依據摩爾定律，每隔18個月集成電路上可容納的元器件數目約增加一倍， 計算機的計算性能也增加一倍。目前集成電路制造工藝處于14nm和10nm技術代量產階段，更小尺寸的技術代7nm和5nm處于研發(fā)階段，即將達到控制電子的物理極限。因為當單個晶體管縮小到只能容納一個或幾個電子，就會出現單電子晶體管，量子隧穿效應將影響電子元件正常工作。

在經典計算機里儲存信息的單位是二進制的比特（Bit），即一個比特表示的是“0“或”1“。量子計算機里儲存信息的單位是量子比特（Qubit），量子比特除表示“0“和”1“外，還可以表示“0”和“1”多種組合。這使得量子計算機的算力遠遠超過經典計算機（我們所熟知的“量子霸權”指的便是量子計算裝置在特定測試案例上表現出超越所有經典計算機的計算能力）。因此欲突破摩爾定律瓶頸，量子計算是很有前景的選擇。

二、量子計算發(fā)展史

從1981年費曼提出量子計算機概念，量子計算開始進入理論研究階段。但之后更多的里程碑式的進展大都在量子算法方向。DetuschJozsa 算法首次明確展示了量子計算的優(yōu)勢，但是該算法的科學性大于實用性。后來人們提出的具有實用性的算法主要分為 2 類，分別是質因數 分解類算法和無序搜索類算法，分別以Shor算法和Grover算法為代表。1994 年 Shor 提出了大數分解量子算法, 指數加快了大數分解, 1996 年Grover 提出了量子搜索算法, 平方根地加速了無序數據庫的搜索。1998年，IBM、牛津、伯克利、斯坦福和麻省理工學院的研究人員制作了一個2比特的計算系統(tǒng)。

從2007年Dwave實現歷史上第一臺商用量子計算機后，量子計算進入商業(yè)爆發(fā)期。2017年IBM宣布成功研制50比特處理器原型，“量子霸權”進入爭奪關鍵期。2018年Intel和Google相繼達到49比特和50比特。2019年Google利用53量子比特量子計算機3分鐘完成全球最強大超算Summit花一萬年的計算實驗，并宣布Google已實現“量子霸權”。2020年下半年，量子計算巨頭爭相發(fā)布最新科研成果和產品，其中包括Honeywell發(fā)布10比特QV128離子阱量子計算機和IonQ發(fā)布32比特400萬離子阱量子計算機。

（量子計算大事件 圖片來源：36氪根據公開信息整理）

三、量子計算原理和難點

在經典計算機里儲存信息的單位是二進制的比特（Bit），即一個比特表示的是“0“或”1“。量子計算機里儲存信息的單位是量子比特（Qubit），具有疊加（Superposition）和糾纏（Entanglement）這兩個特殊的屬性。

量子比特除表示“0“和”1“外，還可以表示“0”和“1”多種組合，這就是疊加。因為疊加，量子計算機可一次性的計算這個狀態(tài)的所有結果。而這種狀態(tài)在被觀察時會坍縮成“0”或“1”其中一個確定的值。因此雖然量子計算擁有如此巨大的隱形并行計算優(yōu)勢，我們一次計算只能得到一個結果。因此為了充分發(fā)揮量子計算的優(yōu)勢，我們需要設計相應的算法，將量子計算的這種隱形并行計算優(yōu)勢發(fā)揮出來。

糾纏性質體現為，一個研究人員制備糾纏過的量子比特對，處于單個量子比特狀態(tài)時，改變其中一個量子的狀態(tài)，另一個也會瞬間改變，即便在宇宙中相距很遠。這一性質使得在量子計算機中添加量子比特時，計算機算力呈指數增長。

實現量子計算機需要具備量子制備和控制能力。然而量子比特非常脆弱，與環(huán)境相互作用會導致量子行為衰減甚至最終消失，最輕微的振動或溫度變化都可能削弱計算機的算力，導致計算錯誤，這也是量子比特實驗需要在超低溫或真空下進行的原因。添加更多量子比特會有一定幫助，但可能需要數千個量子比特才能保證一個高度可靠的邏輯比特，然而增加一個量子比特會使實驗難度成指數級增加。

目前各個實驗平臺距離實用化量子計算所需要的成千上萬的量子比特數有相當的距離, 量子邏輯門保真度距離容錯性量子計算的閾值還有大幅提升的空間。

同時，并非所有的計算過程，量子計算都比經典計算有優(yōu)勢，比如普通的加減乘除運算，量子計算機相對于經典計算而言并沒有本質差別。量子計算只在某些問題上有優(yōu)勢。

四、量子計算主要技術路徑

目前量子計算有幾個主要的技術路徑：超導、離子阱、硅量子點、拓撲、光量子、中性原子、分子自旋、谷量子比特等。

超導量子計算是基于超導電路的量子計算方案，核心器件是超導約瑟夫森結（Josephson Junction），系統(tǒng)工作要求在超低溫下，且可利用現有的半導體微加工工藝制作微波電子器件。超導量子電路在設計、制備和測量等方面與現有的集成電路系統(tǒng)相容性較高，對量子比特的能級與耦合的設計與控制非常靈活，是目前最有希望實現通用量子計算的實現方法之一。

離子阱也是相對領先的量子計算實現方法。離子阱不需要超導、半導體系統(tǒng)的極低溫環(huán)境。同時，離子阱使用的是可見光光子，單光子之間沒有相互作用使得光子之間不相互干涉，因此更適用于遠距離量子通信。離子阱的缺點包括相互作用時間長、實驗手段復雜、難以集成。目前的技術難點包括，如何把大量離子在小范圍內囚禁起來，以及如何控制高精度高能量的激光。因此囚禁離子未來發(fā)展取決于兩個重要因素，一是微波芯片制作工藝，二是激光控制。

硅量子點，即半導體量子芯片具有良好的可擴展、可集成特性，且完全基于發(fā)展相當成熟的傳統(tǒng)半導體工藝，同樣適用于量子計算。

拓撲量子計算是近十幾年發(fā)展起來的一門新興交叉學科，包括量子計算、拓撲學、拓撲量子場論、以及含拓撲序的凝聚態(tài)物理等，利用多體系統(tǒng)中的拓撲量子態(tài)來操控和存儲量子信息，具有內在容錯能力。拓撲量子計算的優(yōu)點包括無需大規(guī)模糾錯、抗干擾能力強、相干時間可無限延長及兩比特門保真度可達100%。然而相較于超導、半導、離子阱等方向，拓撲技術發(fā)展階段還較初始。

光量子方面，因其不滿足第4條量子邏輯門的要求，單光子之間沒有相互作用使得光子之間不相互干涉，這是光量子適用于遠距離量子通信的原因，但也是其在量子計算中的弱點。

（量子計算主要技術路徑科研進展 圖片來源：36氪根據公開信息整理）

如圖中所示，目前超導和離子阱方向研究公司最多，發(fā)展最快，行業(yè)領先的為Google的72量子比特超導量子計算機和IonQ的32量子比特QV400萬的離子阱量子計算機。半導、拓撲和光量子方向也有一定進展。具體中外量子計算機在各個領域的研發(fā)進展，在文章后面會有詳細對比。

除量子處理器外，量子軟件、算法以及云平臺等技術也至關重要。

量子軟件尚處于起步階段，由于量子計算的邏輯與經典計算有很大不同，需要軟件編程者和應用開發(fā)者具備量子計算的思維和工程適配能力，是的量子軟件開發(fā)具有挑戰(zhàn)性。

量子算法方面，20世紀90年代中期提出的Shor算法和Grover算法是量子計算發(fā)展的里程碑，之后量子算法的后續(xù)發(fā)展緩慢。目前核心算法依然有限，只在特定問題上具有理論優(yōu)勢，并不能適用于所有問題。

量子云平臺方面，目前量子計算機的接入途徑包括使用專門搭建的量子系統(tǒng)和通過量子云平臺。由于量子處理器對環(huán)境的要求十分苛刻，運行條件和維護成本高，目前只有極少數企業(yè)和科研機構能獨立擁有。通過云服務接入量子處理器的量子計算云平臺成為量子計算應用的重要手段。

五、量子計算應用方向

量子科學的發(fā)展催生了量子計算、量子通信和量子測量三大領域。

量子計算機相較于經典計算機，在算力上具有顛覆性。量子計算應用初期，消耗時間和成本巨大的行業(yè)，如生物制藥、化工、能源等將占據大部分市場份額。后期憑借本身對計算的直接需求，對計算能力要求較高的科技行業(yè)，如搜索、數字安全、人工智能和機器學習等，市場份額逐漸擴大成為量子計算應用領域的主流。

量子組合優(yōu)化中的量子近似優(yōu)化算法（Quantum Approximate Optimization Algorithm，QAOA）和量子退火算法（Quantum Annealing Algorithm，QAA）已在制造業(yè)、商業(yè)、電信業(yè)、智慧交通與車聯(lián)網等方向有實際應用。Dwave的量子退火算法世界領先。DWave與德國航天中心DLR合作利用量子退火機實現了飛行門的優(yōu)化分配；與Recruit Communications 和早稻田大學利用量子退火處理器實現了廣告展示優(yōu)化；聯(lián)合英國電信、倫敦大學學院和布里斯托大學圖案鎖電信產業(yè)中的可優(yōu)化方向；大眾將研發(fā)的交通管理系統(tǒng)部署在加拿大Dwave量子計算機上，實現快速路線規(guī)劃等。

量子模擬技術可用于化學分子或神經網絡建模，應用于制藥、生物和新材料方向。具有極高的復雜度和隨機性的金融市場也可能通過量子模擬等實現。已被美國Rigetti收購的QxBranch正在與澳大利亞聯(lián)邦銀行合作開發(fā)量子計算模擬器，有望用于銀行的金融服務。

量子計算與人工智能的組合也令人充滿期待，應用方向包括人工智能自然語言和圖像處理、人工神經網絡等。2020年4月，Cambridge Quantum Computing宣布在量子計算機上執(zhí)行的自然語言處理測試獲得成功，為全球首次成功案例。有研究表明，人腦處理信息的過程可能與量子現象有關，量子神經網絡可能會比傳統(tǒng)人工神經網絡更適合模擬人腦的信息處理過程。

量子通信是利用量子力學特有的相干、糾纏現象，用量子比特作為載體進行信息傳遞的通訊方式。因對量子系統(tǒng)的任何測量都會對系統(tǒng)產生干擾，可有效防止第三方侵入，保護信息不被竊聽。量子秘鑰分發(fā)（Quantum Key Distribution，QKD）技術使通信雙方能夠產生并分享一組隨機、安全的密鑰，用于加密和解密信息，但并沒有傳輸任何實質信息。

量子測量基于微觀粒子系統(tǒng)及其量子態(tài)的精密測量，完成被測系統(tǒng)物理量的執(zhí)行變換和信息輸出，在測量精度、靈敏度和穩(wěn)定性等方面比傳統(tǒng)測量技術有明顯優(yōu)勢。主要包括時間基準、慣性測量、重力 測量、磁場測量和目標識別等方向，廣泛應用于基礎科研、空間探測、 生物醫(yī)療、慣性制導、地質勘測、災害預防等領域。

六、中外量子計算發(fā)展程度對比

我國科技公司相比于美國等進入量子計算領域的時間較晚，在量子處理器研制和量子計算應用方面與美國相比仍有較大差距，量子通信處于領先地位。近年來通過與科研所合作或聘請知名科學家等方式開始布局，但很多還在探索階段，沒有進入產業(yè)化，與國際先進水平相比還有很大差距。

Google、IBM、Intel、Rigetti、Dwave和中國本源量子等公司主要研究方向均為超導。目前Google于2018年發(fā)布的72比特計算系統(tǒng)為行業(yè)領先。國內本源量子今年推出6比特的超導量子計算機“悟源”，對標IBM 2017年5比特量子計算機。預計今年年底，將上線的2比特半導體計算機“悟本“，對標Intel 2018年的水平。從當前的進度來，公司在超導技術方向于IBM的差距約為3年，在半導體技術路徑上，與對標Intel 差距約為2年。

Honeywell、IonQ、MIT林肯實驗室等主攻離子阱方向。目前行業(yè)領先的是IonQ今年10月推出的32比特QV400離子阱量子計算機，以及Honeywell技術指標達到10比特QV128的離子阱量子計算機H1。國內啟科量子的“天算1號”的離子阱量子計算機項目預計在23年內完成，技術指標可達到 100個可操控量子比特以上，量子體積將達到億級。2022年將啟動離子光子糾纏的分布式量子計算機研發(fā)。

Intel和中國本源量子等主攻超導方向的公司，也關注硅量子點即半導體方向。2020年10月 澳大利亞Silicon Quantum Computing SQC實現了硅原子雙量子比特99.99％的超高保真度，打破了當前公布的谷歌Sycamore 最大99.64%雙量子比特保真度的最高記錄。本源量子預計今年年底上線的2比特半導體計算機“悟本“，對標Intel 2018年的水平，差距約為2年。

Microsoft量子計算機主攻方向為拓撲，近日其與哥本哈根大學合作推出制作拓撲計算機的新材料，將用于實現真正的拓撲計算機。國內目前還沒有關注這一方向的量子計算公司。

量子通信方面，我國處于領先地位。量子衛(wèi)星是中科院空間科學先導項目之一，由潘建偉院士帶隊，2011年立項，經5年研究準備，于2016年發(fā)射升空，成為全球第一顆用于進行量子科學實驗的衛(wèi)星。2017年墨子號成功實現兩個量子糾纏光子，被分發(fā)到相距超過1200公里的距離后，仍可繼續(xù)保持其量子糾纏的狀態(tài)。今年6月，中科院利用墨子號實現基于糾纏的無中繼千公里量子保密通信。國盾量子主要在量子通信領域發(fā)展，現為量子通信設備制造商和量子安全解決方案供應商。今年7月，國盾量子（股票代碼：688027）在科創(chuàng)板正式上市，為中國量子通信領域首家A股上市企業(yè)。啟科量子于2019年完成基于單光子的量子秘鑰分發(fā)系統(tǒng)產品化階段，2020年實現基于糾纏態(tài)的量子信息傳輸，目前正在部署產品落地。

七、國外量子計算賽道玩家 Google

量子處理器是現階段量子計算技術的主要研究熱點和核心瓶頸，主要研究方向包括超導（目前進展最好最快的一種固體量子計算實現方法）、離子阱（同樣相對領先的實現方法）、光量子、硅量子點、中性原子、拓撲、分子自旋、谷量子比特等。常用衡量量子處理器性能的單位包括量子比特數量（Qubit，Q）和量子體積（Quantum Volume，QV）。Google在量子處理器方面的主要研究方向為超導。2018年推出72Q處理器Bristlecone，當時在量子比特數量上全球領先。2019年10月Google利用53Q量子計算機，用3分鐘完成全球最強大超算Summit花一萬年才能完成的計算實驗，Google研究人員宣布Google已實現“量子霸權”。

在量子軟件方面，Google擁有開源量子計算框架Cirq。2020年初利用TensorFlow原本在機器學習領域中的強勢地位推出了量子機器學習庫TensorFlow Quantum，搶占量子機器學習領域的先機。

今年8月，Google量子研究團隊在量子計算機上模擬了迄今最大規(guī)模的化學反應，該研究成果將徹底的改變理論化學，從而改善各種行業(yè)，如醫(yī)學、工業(yè)等。

IBM

IBM在量子處理器方面的主要研究方向為超導。 2017年推出50Q處理器，今年8月相繼推出27Q.QV64的Falcon處理器和65Q.QV32的第二版Hummingbird處理器。今年9月，IBM發(fā)布了擴展量子技術路線圖，該圖顯示IBM將在2021年實現127Q，2022年實現433Q，2023年實現1121Q，之后量子比特數將達到百萬級。

IBM開發(fā)了適用于IBM Q模擬器的全棧式量子軟件，并擁有量子云平臺Q Experience。

Intel

Intel在量子處理器方面的主攻方向為超導和硅量子點。2018年初推出了49Q超導量子測試芯片，名為“Tangle Lake”；2019年與Bluefors和Afore合作推出量子低溫晶圓探針測試工具，加速硅量子比特測試過程。

Microsoft

拓撲量子比特是支撐Microsoft量子計算機的主要理念。近些年，超導、離子阱以及光量子計算都取得了矚目的成就，但拓撲量子計算遲遲沒有突破。直到今年9月，Microsoft與哥本哈根大學合作產生了制作拓撲量子計算機的新材料，是Microsoft研究拓撲量子計算機數十年來取得的重大進展。

Microsoft推出了量子編程語言Q和與之配套的Microsoft開源量子開發(fā)工具包，并擁有量子計算云平臺Azure Quantum。

Amazon

在2019年底，亞馬遜宣布提供量子計算云服務，正式入局量子領域。并于今年8月中旬，宣布其Braket量子計算云平臺全面上市，用戶通過 Braket可訪問DWave、IonQ、Rigetti的后端硬件系統(tǒng)。除了運行量子算法，客戶還可以使用Braket來設計運行混合算法。

Honeywell

Honeywell在量子處理器方面主要研究離子阱技術。繼今年6月發(fā)布QV64基于離子阱技術的量子計算機后，10月又突破了QV128。

Rigetti

Rigetti成立于2013年，是美國一家基于超導技術的量子計算初創(chuàng)公司。2019年12月，Rigetti 發(fā)布了一款32Q的量子計算機。

Quantum云服務（QCS）是Rigetti的量子第一云計算平臺，其產品Forest是世界上第一個用于量子或經典計算的全棧編程和執(zhí)行環(huán)境。

2019年Rigetti收購了量子計算和數據分析軟件初創(chuàng)公司QxBranch。

今年8月，Rigetti完成了7900萬美元C輪融資。截止目前為止，Rigetti共進行了9輪融資，總融資金額達2.69億美金，投資方數達38位，包含貝瑟默風險投資公司（Bessemer Venture Partners）、富蘭克林鄧普頓（Franklin Templeton）等多個知名國際投資組織。

IonQ

IonQ成立于2016年，是美國一家基于離子阱技術的量子計算初創(chuàng)公司。今年10月，IonQ宣布推出目前世界上最先進的QV400萬量子計算機。

2019年10月，IonQ在由三星孵化基金(Samsung Catalyst Fund)和Mubadala資本(Mubadala Capital)領投，Google Venture、Amazon等跟投的新一輪融資中，獲得5500萬美元。這一輪融資使其融資總額達到7700萬美元。

QC Ware

QC Ware成立于2014年，是美國一家量子云計算平臺開發(fā)公司。QC Ware擁有量子云平臺Forge，合作公司包括Google和IBM。

2018年10月，QC Ware獲A輪融資650萬美元，由Citi和Goldman Sachs領投。迄今為止融資總額達1470萬美元。

Cambridge Quantum Computing（CQC）

Cambridge Quantum Computing（CQC）成立于2014年，是英國一家量子計算軟件初創(chuàng)公司。

今年4月，CQC宣布在量子計算機上執(zhí)行的自然語言處理測試獲得成功，為全球首次成功案例。5月，由總部位于劍橋的量子計算軟件開發(fā)商Riverlane 牽頭的財團從英國政府獲得760萬英鎊（約合6900萬RMB）的撥款，用于部署高度創(chuàng)新的量子操作系統(tǒng)Deltaflow.OS。3個月后，CQC研發(fā)的首款量子計算機通用系統(tǒng)Deltaflow.OS誕生。8月，據CQC首席執(zhí)行官稱，CQC與IBM合作開發(fā)出世界上第一個量子計算應用。

截止今日，CQC融資總額達到5000萬美元，投資方包括Honeywell Venture Capital等。

DWave

DWave成立于1999年，總部位于加拿大。

量子退火機是一種擅長解決優(yōu)化問題的量子計算機，Dwave的量子退火計算機處理能力在2018年已達到2000Q，并解決了制造業(yè)、商業(yè)、電信業(yè)、智慧交通與車聯(lián)網等多類應用問題，如與BMW合作在制造工廠中實現機器人運動的優(yōu)化、與德國航天中心DLR合作實現了飛行門的優(yōu)化分配、與Recruit Communications 和早稻田大學合作實現了廣告展示優(yōu)化等。2019年，DWave發(fā)布5000Q量子退火計算機”Avantage”。今年10月，DWave宣布世界上第一臺商業(yè)專用量子計算機正式上市。

今年2月，Dwave推出第二代混合量子計算云平臺 Leap 2。

截止今日，DWave已獲融資2.1億美元。

今年10月，加拿大成立了一個由24家量子科技公司組成的量子工業(yè)部（Quantum Industry Canada，QIC），成員包括量子計算行業(yè)的先行者DWave Systems，軟件開發(fā)商1Qbit，光量子計算機制造商Xanadu Quantum Technologies，軟件制造商Zapata Computing，量子安全產品解決方案提供商ISARA等。

Silicon Quantum Computing （SQC）

Silicon Quantum Computing （SQC）成立于2017年，是澳大利亞一家量子計算初創(chuàng)公司。

SQC在量子處理器方面主攻硅量子方向，今年10月實現了硅原子雙量子比特99.99％的超高保真度，打破了當前公布的谷歌Sycamore 最大99.64%雙量子比特保真度的最高記錄。

今年10月，谷歌前量子計算負責人John Martinis正式加入SQC。Martinis在2014年成立了谷歌的量子硬件小組，并帶領該小組應用低溫超導技術于2019年取得“量子霸權”。

2019年12月 Silex Systems 啟動硅濃縮項目，以商業(yè)化生產其高純度“零自旋硅”。SQC與Silex簽署產品承購協(xié)議，SQC將每三年支付30萬美元，作為以后購買該材料的預付款。同時，SQC簽署認購協(xié)議，將以90萬美元全額認購 Silex 的普通股。

迄今為止，SQC融資總額達到6600萬美元。

八、國內量子計算賽道玩家阿里巴巴

阿里是國內量子研究起步最早的企業(yè)，2015年就開始布局量子計算，與中科院聯(lián)合成立實驗室。

在 2017 年 3月的深圳云棲大會上，阿里云公布了全球首個云上量子加密通訊案例。5月，由中科大、中國科學院阿里巴巴量子計算實驗室、浙江大學、中科院物理所等協(xié)同完成參與研發(fā)的，世界上第一臺超越早期經典計算機的光量子計算機誕生。9月，阿里巴巴創(chuàng)立前沿與基礎科學研究機構達摩院，量子計算為核心研究方向之一，量子實驗室負責人為前密歇根大學教授施堯耘。同年，阿里與中科院聯(lián)合打造的量子云平臺上線。

2018年初，匈牙利裔計算機科學家馬里奧塞格德（MarioSzegedy）入職阿里巴巴達摩院。同年，實驗室研制的量子電路模擬器“太章”在全球率先成功模擬了81比特40層的作為基準的谷歌隨機量子電路。

2019年9月，實驗室完成了第一個可控的量子比特的研發(fā)工作。

今年3月，阿里巴巴達摩院開啟南湖項目，總投資約200億元，主要研究方向包括量子計算。6月，阿里創(chuàng)新研究計劃AIR首次將量子計劃列入其中。

騰訊

騰訊于2017年開始布局量子科學，牛津大學量子計算博士葛凌以騰訊歐洲首席代表的身份加入騰訊。

2018年，香港中文大學著名量子理論計算機科學家張勝譽教授加入騰訊，并成立騰訊量子實驗室。同年，騰訊提出“ABC2.0”計劃（AI，RoBotics，Quantum Computing）。

騰訊正在量子AI、藥物研發(fā)和科學計算平臺（SimHub）等應用領域開展相關研究。

百度

2018年3月，百度成立量子研究所，悉尼科技大學量子軟件和信息中心創(chuàng)辦主任段潤堯教授出任所長。研究所重點進行量子算法、量子 AI 應用以及量子架構這三個方向的研發(fā)，開發(fā)量子計算平臺并通過靈活高效的量子硬件接口與不同量子硬件系統(tǒng)進行對接，最終以云計算的方式輸出量子計算的能力。

2019開發(fā)者大會上，百度發(fā)布了高性能的量子脈沖計算系統(tǒng)“量脈”。

今年5月，百度發(fā)布了國內首個量子機器學習開發(fā)工具“量槳（Paddle Quantum）。9月，百度發(fā)布了全新升級的百度大腦6.0，除了眾多技術之外，還包括國內首個云原生量子計算平臺“量易伏”，實現了量子計算和云計算的深度融合。

華為

翁文康在 2018 年宣布加入華為數據中心技術實驗室，實驗室主要研究方向包括量子計算物理與操控、量子軟件，量子算法與應用等。同年，華為首次公布量子計算模擬器 HiQ 1.0 云服務平臺。

2019年，HiQ升級至2.0，單臺昆侖量子計算模擬一體機可實現全振幅模擬 40 量子比特、單振福模擬最大 144 量子比特（22 層）的性能表現。

今年9月， HiQ 升級至3.0。

鴻海集團

富士康母公司于今年3月創(chuàng)辦鴻海研究院，邀請臺灣大學物理特聘教授張慶瑞擔任量子計算機項目的負責人，開啟量子計算布局。

臺積電

臺灣半導體制造公司（臺積電）是一些科技行業(yè)頂級硬件生產商，2018年計劃與臺灣科技部（MOST）合作創(chuàng)建基于IBMQ云量子計算平臺。

國盾量子

國盾量子創(chuàng)辦于2009年，發(fā)源于中國科學技術大學，由中科大常務副校長潘建偉牽頭。國盾量子主要在量子通信領域發(fā)展，現為量子通信設備制造商和量子安全解決方案供應商。今年7月，國盾量子（股票代碼：688027）在科創(chuàng)板正式上市，為中國量子通信領域首家A股上市企業(yè)。

本源量子

本源量子成立于2017年，依托于中科院量子信息重點實驗室，由兩位量子計算行業(yè)領軍人物郭光燦院士、郭國平教授引領。創(chuàng)立目標是全棧量子計算開發(fā)，直接對標國外量子計算公司IBM、Rigetti等，主營業(yè)務涵蓋量子芯片、量子測控、量子軟件、量子云以及未來的量子應用。

量子芯片方面，本源開發(fā)出第一代半導體2比特量子處理器玄微 XW B2100、第一代超導6比特夸父量子處理器KF C6130。量子測控領域，本源成功研發(fā)了首款國產量子計算機控制系統(tǒng)——第一代量子測控一體機OriginQ Quantum AIO。量子軟件方面，本源開發(fā)了國內第一套量子語言標準QRunes，研制了國內首款量子編程架構QPanda（量子語言與編譯器的復合架構），國內首款量子計算應用框架pyQPanda，及國內首個量子程序開發(fā)插件QuratorVSCode。量子云領域，本源已開發(fā)出基于32位量子虛擬機的量子計算免費體驗平臺。2020年9月上線的本源超導量子計算云平臺，后端連接的是基于真實物理系統(tǒng)的的6比特的超導量子芯片“夸父”。由該6比特量子芯片組裝而成的量子計算機，被命名為“悟源”（尚未發(fā)布的另一臺基于半導體工藝的量子計算機被命名為“悟本”）。

近日，在知識產權產業(yè)媒體IPRdaily與incoPat創(chuàng)新指數研究中心發(fā)布的全球量子計算技術發(fā)明專利排行榜中，本源量子以77項專利排名第7，前6位為IBM、DWave、Google、Microsoft、Northrop Grumman、Intel。

國儀量子

國儀量子起源于中國科學技術大學中科院微觀磁共振重點實驗室，由杜江峰院士帶隊。國儀量子以量子精密測量為核心技術，提供高端儀器裝備和服務。

2019年4月，國儀量子推出了金剛石量子計算教學機，主要用于量子計算實驗教學，其設計量子比特數為2量子比特，可在常溫下工作。

啟科量子

啟科量子的核心人員在2003年就領導開發(fā)了全球第一套商業(yè)化量子通信系統(tǒng)Navajo，并連續(xù)開發(fā)了共四代商業(yè)化量子通信系統(tǒng)。目前公司在運營國內市場的同時，還在積極拓展海外市場。量子計算方面，啟科量子于2015年主導研發(fā)了全球第一套量子計算測控系統(tǒng)。并預計在2到3年內完成“天算1號”離子阱可擴展分布式量子計算機，可達100可操控量子比特。

問天量子

今年9月，問天量子發(fā)布了量子教育云平臺，主要面向對量子感興趣的大眾，提供量子學習的生態(tài)社區(qū)，以及相關解決方案，并提供虛擬仿真軟件Qsim和Qlab的云平臺。

量旋科技

今年10月，量旋科技發(fā)布了最新一代通用量子云平臺“金牛座”，平臺已接入1臺2量子比特和1臺4量子比特核磁共振量子計算機。接入的核磁共振量子計算機被命名為“雙子座“，非常小巧并可在常溫下運行。

中科院

2017年，阿里巴巴與中科院合作推出量子計算云平臺。

2019年12月，中科院發(fā)布了中國首個量子程序設計平臺isQ。

量子衛(wèi)星是中科院空間科學先導項目之一，由潘建偉院士帶隊，2011年立項，經5年研究準備，于2016年發(fā)射升空，成為全球第一顆用于進行量子科學實驗的衛(wèi)星。2017年墨子號成功實現兩個量子糾纏光子，被分發(fā)到相距超過1200公里的距離后，仍可繼續(xù)保持其量子糾纏的狀態(tài)。今年6月，中科院利用墨子號實現基于糾纏的無中繼千公里量子保密通信。

中科大

2017年，中科大郭光燦院士團隊李傳鋒、項國勇研究組與復旦大學、北京理工大學、南京郵電大學合作實現國際最高效量子態(tài)層析測量，并發(fā)表于國際權威期刊《自然·通訊》上。同年，中科大潘建偉團隊在光量子處理器上成功實現拓撲數據分析。

2019年，中科大研制出24個超導量子比特處理器。

今年3月，本源量子與中科大合作在納米諧振子的聲子模式相干操控方面取得重要進展。

清華大學

2011年，姚期智創(chuàng)建清華大學量子信息中心（CQI）。

2017年，清華大學交叉信息研究院量子信息中心副教授金奇奐帶領離子阱量子計算研究組實現了擁有超過10分鐘相干時間的單量子比特儲存，成果已在《自然—光子學》上發(fā)表。同年，清華大學發(fā)布國際首個核磁共振量子計算云平臺。

2018年4月，清華大學交叉信息研究院段路明教授研究組在《科學》期刊子刊《科學·發(fā)展》上發(fā)表了題為“25個可獨立操控的量子接口之間糾纏的實驗實現”的研究論文。同年，丘成桐數學科學中心助理教授金龍與Semyon Dyatlov教授合作論文《雙曲曲面上半經典測度具有全支集》（Semiclassical measures on hyperbolic surfaces have full support）在國際頂尖數學期刊《Acta Mathematica》（《數學學報》）上在線發(fā)表。該論文成果對于理解量子混沌系統(tǒng)具有重要的意義。

北京量子信息科學研究院

2017年12月，北京市政府聯(lián)合中國科學院、軍事科學院、北京大學、清華大學、北京航空航天大學等單位共同創(chuàng)立北京量子信息科學研究院，由中國科學院院士、清華大學副校長薛其坤擔任院長。

上海量子中心

2019年6月，中科院與上海市人民政府共同創(chuàng)立上海量子科學研究中心。

南京大學

2019年7月，南京大學研發(fā)世界首套無人量子通信網絡，使用無人機作為量子傳輸的中轉站。6月26日，南大固體微結構物理國家重點實驗室王漱明、張利劍、王振林、祝世寧等與香港理工、中科大合作者的研究成果以“基于超構透鏡陣列的高維量子糾纏和多光子光源”為題發(fā)表在最新一期《科學》雜志上。

南京先楊劍量子計算機研究院

南京先楊劍量子計算機研究院成立于2018年，是依托南京大學固體微結構物理國家重點實驗室和計算機軟件新技術國家重點實驗室的研究背景，與南京市江寧區(qū)國資委共同投資組建的國有資本持股的研究機構。

浙江大學

2018年，浙江大學啟動量子計劃。2019年8月，浙江大學、中科院物理所、中科院自動化所、北京計算科學研究中心等國內單位共同合作開發(fā)了具有20個超導量子比特的量子芯片，研究成果刊登于《科學》期刊。

南方科技大學量子科學與工程研究院

南方科技大學量子科學與工程研究院成立于2017年，依托于南方科技大學。首任研究院院長為中科院院士俞大鵬教授。

此外，亞光科技、神州量子、科大國創(chuàng)、浩豐科技等越來越多的高校、研究所和企業(yè)開始進入這一賽道，布局量子計算或進行相關科研和商業(yè)活動。

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