量子计算的光明前景探索分析

很少有像量子信息科学市场这样小的市场却能引起如此热烈的讨论。Hyperion Research公司近日于圣克拉拉举行的Q2B硅谷会议上发布的年度量子计算（QC）市场更新报告中指出，2023年全球量子市场规模为8.48亿美元，预计2026年将达到15亿美元左右。

Hyperion研究公司首席量子分析师鲍勃-索伦森（Bob Sorensen）介绍了市场更新情况，他说："我认为，积极的市场预测是合理的，虽然不是强有力的预测。随着QC处理器供应商、有针对性的经典控制系统供应商、QC系统集成商、软件编排公司以及越来越多的特定行业QC应用开发商带来更多机会，QC生态系统正变得越来越复杂和细化。所有这一切都使得量子计算成为一个更具吸引力的计算选择。

令人唏嘘的是，量子计算领域还存在非常多的不确定性，从确定什么是量子"晶体管"（如首选量子比特模式），到实施所需的纠错和扩大系统规模，以及最终建立量子算法和应用库，以实现量子计算的诱人承诺。

可以确定的是，全球范围内，包括政府、公司和学术界在内的量子信徒都在竞相追逐这一目标。例如，美国预计将在本月重新授权《国家量子计划法案》(National Quantum Initiative Act)的第二个五年。在Hyperion进行最新的量子通信市场调查时，得到了一些主要国际组织的协助：

•量子经济发展联盟 (QED-C)

•欧洲量子产业联盟 (QuIC)

•加拿大量子产业

•日本量子革命战略产业联盟 (Q-STAR)

•澳大利亚量子联盟 (AQA)

•英国量子协会

•韩国量子产业协会

半导体革命是现代电子工业的基础，许多地区（无论大小）在错过了半导体革命之后，都纷纷加入量子革命的行列，以免错失良机。目前，量子计算生态系统大致保持着双模式的性质，几家巨头和许多小公司都在争夺主导权。

如下图所示，Hyperion调查的构成是对QC市场的广泛反映。24家被调查公司的总收入（不仅仅是量子收入）超过100亿美元，39家公司的总收入低于1500万美元。只有两个公司报告的量子收入超过5000万美元。66家资金不足100万美元的公司的长尾（不规则）更广泛地代表了有抱负的QC市场。

在Hyperion的展望中，一个相对较新的观点是对部署内部部署量子系统持更加乐观的态度。IBM和D-Wave过去都曾在用户设施中部署过自己的系统，但没有部署过其他系统。就在今年，QuEra（中性原子的量子比特）和IonQ（捕获离子量子比特）都宣布了提供内部部署系统的计划，HPCwire还与至少一位量子行业的资深人士进行了交谈，该人士正在规划量子集成商的业务模式，以协助将量子系统部署和集成到数据中心中。

索伦森说："至少在我看来，内部安装QC的积极前景是显而易见的。尽管目前通过云访问QC有许多优势（即用即付选项、轻松切换量子比特模式和供应商的能力以及探索阶段相对较低的资本支出要求），但QC最终用户公司对使用内部QC的兴趣会越来越大，他们有各种理由使用内部QC、其中包括需要保护专有信息、加速紧密集成的混合量子/经典算法、确保全天候访问特定机器，以及在QC使用率较高的情况下，确保采用比云访问替代方案成本更低的设置。

"此外，许多高性能计算网站现在和将来都希望加强内部质量控制专业技术，而在网站上安装系统比基于云的选择更有机会做到这一点。他说："尽管如此，需要解决的问题包括购买与租赁，尤其是在硬件发展迅速的今天，决定采用哪种量子模式、架构和供应商，以及将内部质量控制有效集成到现有经典HPC生态系统中的能力。

与以往的研究一样，尽管金融服务部门的排名有所下降，但最主要的目标部门仍然保持稳定。未来的QC最终用户对需求驱动因素的态度非常有趣，因为它们反映了人们日益认识到传统的HPC硬件模式已陷入困境。综合来看，QC用户的预算预期也有所上升。

总的来说，索伦森对QC前景的看法是积极的。

他说:“QC领域目前的特点是广泛的创新，关于量子硬件和软件最终将占据主导地位的问题很多。”然而，可行技术的一个明确迹象是，学术界、政府和大量商业实体正在进行探索，尤其是可能彻底重新定义像传统IT行业那样影响深远和根深蒂固的技术。

“这一切都是为了确保每一个被考虑的量子选择都有机会发光，但前提是它能证明自己的优点。将会有一系列的公司进入市场，一些公司离开，一些公司被合并，或者一些公司转向新的机会。但只要创新的整体范围保持在上升轨道上，QC行业的未来前景就很好。”

一个新的考虑是大语言模型的出现，以及它将对流入量子生态系统的尝试和资金产生什么影响。目前，量子学界似乎并不太担心。还应该指出的是，有许多研究尝试利用大语言模型作为量子计算的教学工具以及编码辅助工具，使开发人员无需掌握量子特定工具即可为量子计算机编写代码。IBM Quantum副总裁Jay Gambetta最近对HPCwire表示:“我们（认为）使用量子计算的全部能力将由生成式人工智能提供动力，从而简化开发人员的体验。”

与所有量子计算事物一样，谨慎行事是明智之举--例如，Hyperion公司将其前景描述为估计而非确定的预测。在逐渐凝聚的量子版图拼图中，仍有许多变动的碎片。

审核编辑：黄飞