腾讯量子计算相关专利公司
然而，尽管谷歌声称已经在两年前达到了这一里程碑，但量子优势的实现并没有解决一个经典计算机无法解决的实际问题，IBM和其他公司很快表明，谷歌量子计算系统的一些所谓优势可以通过调整经典计算机来抵消。
量子力学是物理学中研究亚原子粒子行为的一个分支，而利用神秘量子力学的量子计算超越了经典牛顿物理学的极限，实现计算能力的指数级增长成为科技界长期以来的梦想。
经典计算机使用比特作为存储信息的单位。位使用二进制，一位代表“0”或“1”。然而，在量子计算机中，情况将完全不同。量子计算机以量子比特为信息单位，量子比特可以表示“0”、“1”和“1和0都有”，这意味着量子计算机可以叠加所有可能的“0”和“65438+”。
也就是说，经典计算机中的2位寄存器一次只能存储一个二进制数，而量子计算机中的2位量子位寄存器可以同时保持所有四种状态的叠加。当量子比特数为n时，量子处理器对n个量子比特进行一次运算，相当于对经典比特进行2n次运算，大大提高了量子计算机的处理速度。与传统计算机相比，量子计算机可以实现指数级的规模扩张和计算能力的爆发式增长，形成“量子优势”。
除了提高计算能力，量子计算的另一个核心优势是降低能耗。众所周知，能耗是经典计算机的一大技术难题。处理器对输入的两串数据进行异或运算，但输出的结果只是一组数据，计算后数据量自然会减少。根据能量守恒定律，消失的数据信号必然会产生热量。
因此，经典计算的集成度越高，散热就越困难。随着摩尔定律的渐近极限，未来计算能力的提升只能依靠堆积更多的计算芯片，这将导致更大的能耗。
但是在量子计算中，输入多少组数据，输出多少组数据，计算过程中数据量没有变化，所以计算过程中没有能量消耗。这意味着能耗仅在最终测量时产生。经典计算会在每个比特的计算过程中产生能量消耗。
在提升计算能力、降低能耗的核心优势下，量子计算必然是一种摆脱当前计算机产业发展技术路径、颠覆未来的新技术。
目前对于一些传统行业来说，大量R&D环节面临的计算压力已经显现，尤其是那些在分子领域进行R&D的行业，以人类现有科技的计算能力，消耗巨大的时间和成本，比如生物制药、化工、能源等。还有其他一些对计算能力要求很高的科技行业，也是量子计算可以商业化应用的领域，比如搜索、数字安全、人工智能、机器学习，以及目前风起云涌的元宇宙。
毫无疑问，如果没有量子技术等超算技术，这些行业和领域将很难依靠目前的芯片和计算机计算技术处理海量数据，实现数据的超远距离、超高速、超安全传输、计算和应用。
以计算化学为例，模拟一个相对基本的分子(如咖啡因)将需要一台功率为10的传统计算机，这相当于地球上原子数量的10%。模拟青霉素需要10比特的86次方——这个数字比哈勃体积中原子的总和还要大。传统计算机永远无法处理这样的任务，但在量子领域，这样的计算是可能的。
目前，量子计算受到越来越多的关注。作为一项打破摩尔定律，实现计算机计算能力指数级增长的新技术，吸引了无数科技公司和大型学术团体投入其中。
事实上，虽然对量子计算产业未来的预测不一，但几乎所有的观点都认为其规模将是巨大的。正如量子信息追踪网站Quantum Computing Report的运营者道格·芬克(Doug Finke)所说，“我认为量子计算的市场到2025年将达到1亿美元，到2030年可能达到50-1亿美元。”后者的价值相当于当今高性能计算市场的10%-20%。根据霍尼韦尔的估计，未来30年量子计算的价值可能达到1万亿美元。
基于量子计算广阔的市场前景，不难理解为什么量子计算的商业化能够吸引大量的公共和私人投资。主流风险投资家和大公司已经开始押注私人量子计算公司。谷歌、IBM、霍尼韦尔等公司都在量子计算上投入巨资，包括自研、私募股权投资和合作。根据最近的一份报告，仅在2021年，超过1亿美元的私人投资用于量子计算研究。
其中，大部分项目和公司都处于早期，多为种子轮、A轮，甚至孵化/加速状态。值得注意的是，量子计算的投资主体具有很大的特殊性。由于量子计算的超强计算能力和量子密码组成的通信网络的加密，“国家队投资”在其中起到了不可或缺的推动作用。
事实上，除了主流投资机构和大公司的参与，美国DOE、CIA、美国国家航空航天局、加拿大STDC、澳洲电信等“国家队”的作用也起到了不小的助推作用。他们以捐赠、投资、孵化等形式推动量子计算的科研和商业化。例如，谷歌的量子计算项目之一涉及与美国国家航空航天局合作，将这项技术的优化能力应用于太空旅行。
此外，美国政府准备向国家量子计划(NQI)项目投资约6543.8+0.2亿美元。该项目于2018年底正式启动，为学术界和私营部门的量子信息科学研发提供了一个整体框架。英国国家量子技术计划(NQTP)于2013年启动，承诺在10年内投入10亿英镑。目前，节目已进入第二阶段。
对于中国来说，虽然中国科技公司进入量子计算领域晚于美国，但近年来，行业领先的公司和科研院所也开始在量子计算领域进行布局。2021“两会”期间，量子信息技术首次被提及，成为我国“十四五”期间重点突破的技术之一，也是“国家安全和全面发展”的七大战略领域之一。
科技巨头方面，腾讯于2017进入量子计算领域，提出采用“ABC2.0”技术布局，即利用人工智能、机器人和量子计算构建面向未来的基础设施。华为从2012开始从事量子计算的研究。作为华为中央研究院数据中心实验室的重要研究领域，研究方向包括量子计算软件、量子算法和应用。阿里一方面通过建立实验室进行以硬件为核心的全栈研发，另一方面与产业链上中下游的合作伙伴共建生态，探索落地应用。
可见，无论是科技公司还是初创企业，都对量子计算寄予厚望和热情。
量子计算的颠覆是可以预见的，但量子计算要真正投入有用的生产和生活还有很长的路要走。因为技术还处于发展阶段，量子技术从学术落地到企业商业化的时候，行业还有技术突破和量产的现实困境。
目前，量子计算的商业化还处于技术探索阶段。虽然目前量子计算在理论和实验上取得了一些重大突破，但包括美国、欧洲和中国在内的一些国家在量子技术上也有不同程度的突破和成就，也有一些相应的商业应用。但目前这些商业应用还处于早期，或者说处于技术探索和应用阶段。
比如量子比特需要量子相干才能形成量子纠缠，相当于经典计算机需要有增益的晶体管。但是如何实现大规模和相干性是量子计算机系统面临的最大挑战。这些问题即使在理论上也很难解决，因为量子信息是不可复制的，量子计算机中的子系统相互交织，导致所有的设计都要从全局的角度去思考。
而且目前还不完善的量子计算机还需要更多的改进。浅量子电路需要更高的门保真度和更大的稳定性来限制退相干。量子退火机器需要在连接性、控制精度和相干时间方面进行改进。
从商业化来看，目前量子技术赛道的企业几乎没有实现累计盈利。由于技术壁垒高，企业的R&D投资高达数十亿，但产品仍在试错中，很难发展商业化。以IonQ为例。作为一家专注于量子计算的独角兽公司，根据公司公布的财务数据，2019年和2020年，公司实现营收20万美元和零美元，而净亏损分别为892.6万美元和15424万美元，商业化程度极低，投资资金大部分为R&D费用。
道格·芬克(Doug Fink)在跟踪了200多家量子技术初创企业后预测，其中大部分将在10年后不复存在，至少以目前的形式存在。他说:“可能会有一些赢家，但也会有很多输家，一些会破产，一些会被收购，一些会被合并。”
可以看一部剧。虽然目前的量子计算技术已经取得了一系列突破，并处于不断突破的过程中，世界各国政府都非常重视，投入了大量的财力和人力，但要真正大规模商用，还需要很长的路要走。规模商业化需要的是技术稳定性的要求，与实验性和小规模应用有本质区别。
目前量子计算技术的核心问题还在经验物理阶段，理论物理阶段基本成熟，但当我们进入经验物理阶段，我们需要的是让这种难以捉摸、极不稳定的量子纠缠成为一种可控的“稳定”技术。
总的来说，量子计算的未来是乐观的，关于量子计算商业化的一切才刚刚开始。到目前为止，我们可能只发现了量子计算的冰山一角。无论是哪家技术公司率先将量子计算付诸实际应用，还是其他数据服务公司、银行、制药公司或试图应用这一技术的厂商，这场关于量子计算的竞赛早已开始。