2024年量子现状报告（英文）

2024年1月 量子状态2024 了解2023年趋势和2024年展望 目录 6 主题1：没有量子的冬天，只是有点冷7主题2：研究中心量子计算的可用性和进步8主题3：量子和AI展现早期潜力9 主题4：对量子潜力的欣赏和理解正在增长10 2023年量子市场更新21 投资格局：我们是在一个量子的冬天，还是只是有点冷？27 1.地理差异30 2.VC资金下降总体31 3.政府资助34 量子计算机部署和国家集线器41 国家中心的实用量子计算42 量子计算部署和协作49 量子和AI50 用例-新兴量子实用程序55 2022年报告使用案例回顾56 受量子计算影响或支持的四个关键行业59 量子计算不断增长的行业用例66 结论67 主题1：投资格局68 主题2：量子计算机部署和国家中心69 主题3：量子与AI70 主题4：用例71 2024年及以后的展望72 致谢78 联系人79 执行摘要 概述 由IQM量子计算机，OpenOcean和Lakestar与量子内幕（TQI ）合作开发的2024年量子状态报告是调查商业领袖对量子技术的准备，分析主要地区和行业部门的情绪。 量子计算领域是快速推进量子硬件和软件的重大突破使其成为日益战略性的资产对于考虑投资它的组织基础设施。 该报告提供关于量子聚焦的见解公司可以弥合量子技术发展的速度和方向之间的现有鸿沟，以及 立即客户的要求探索替代的计算方法。 我们覆盖投资趋势现状（探究问题：我们是否处于量子冬天）和投资者情绪；现场和基于云的可操作量子计算机的交付；以及公司对量子计算的实际使用，探索特定于行业的重点领域，介绍性用例，内 部投资以及挑战和障碍。 该报告利用了来自量子市场的数据，以及与2023年第四季度进行的工业尝试中的思想领袖进行的有价值的讨论（有关更多详细信息 ，请参阅致谢）。 2022年关键收购 《2022年量子状态报告》揭示了商业量子计算领域的强劲发展60%的受访者期望商业应用在未来五年内基于这些反应，我们确定并预测专用角色(例如首席执行官量子官员)私人量子技术和公共实体，支持对量子计算实际应用和采用的探索，同时解决关键技能和人才短缺问题我们还认识到构建量子软件堆栈的重要性，三分之二的受访者认为在不久的将来，软件将成为量子投资的主要优先事项. 我们的调查证实网络安全、金融和医疗保健arethesectorsmostlikelytobemostimpactbyquantumcomputing,insomecasesasapotentialdisruptor,othersasathreattoexistingsystems. 领导者预计量子计算会带来多重好处，例如解决新类型的问题，增强运营效率，加速和解决复杂问题,and减少数据处理时间. 然而，该报告揭示了一个量子最终用户的直接需求之间的潜在脱节以及该技术的实际潜力。通过刺激是一个对现实利用量子技术的成本的担忧，无论是研究还是较小规模的用例。 总体而言，2022年报告旨在提供量子技术的一般意义。现在我们已经一年了，这份新报告采取了合乎逻辑的下一步，并深入研究了早期采用者如何真正探索量子计算的潜力. 2023/4INSIGHTS 在2023年，量子技术继续超越其理论陈述到最初的实用性，看到初创公司从实验室过渡到市场，同时我们也看到国家实验室和量子中心出现了量子计算机的物理全栈交付。 在我们的报告中，我们重点介绍了我们今天看到的量子技术的实际应用，包括对精选思想领袖当前和计划中的量子活动的个性化采访 。在此过程中，报告将阐明从这项研究中发展出来的新兴用例。 62024量子状态 关键要点 2023年与2022年的量子产业关键数据 VC投资 ~$1.2B 2023年 全球量子产业私人投资下降 ~50% 美洲：-80% 亚太地区：-17% EMEA：+3% 政府承诺 >$40B 超过十年 全球技术私人投资下降 ~50% 几个新的国家量子研究中心展示了对量子的主权承诺 x2 对量子技术感兴趣或追求量子技术的企业最终用户 主题1 没有量子的冬天，只是有点冷 量子技术的风险投资在2022年达到了超过20亿美元的高点，表明 投资者对这个新兴市场有强烈的信心。然而，到2023年，这项投资减少了约50%，引发了对“量子冬天”的讨论。“实际上，行业专家驳斥了量子冬天的概念，认为这种下降与整体宏观风险资本趋势一致，并不反映出对量子潜力的信心下降。如果说有什么不同的话 ，那就是政府支持的资金承诺和合同已经开始越来越多地缓解私人投资的低迷，从而弥合了投资者担忧的差距。 专家的见解证实，尽管投资率降低，但量子产业仍在继续发展-尽管速度较慢。需要对长期研究和开发进行适度的预期，因为要了解量子计算的实际应用可能还需要几年的时间。 量子技术仍然是一个利基行业，占风险投资总额的不到1％。因此，尽管量子技术行业在经过一段时间的大力投资后正在调整，但并未进入停滞状态，并且行业内部人士对其未来发展轨迹保持谨慎乐观的前景。 专家说了什么 •广泛的共识是，没有“量子冬天”，只是由政府投资抵消的深度科技市场放缓。 •一些受访者表示，早期的量子初创公司将在进入B系列及以后的过程中苦苦挣扎。 •虽然专家的时间表不同，但经典计算无法处理的量子计算用例可能还需要几年的时间。 •专家们一致认为，公司应该管理预期，提高意识，并为今天的量子员工做好准备，以开发真正的量子可扩展性。 •所有专家都认为，量子产业中存在着越来越多的开放知识和社区贡献：尽管需要更多的透明度和量子路线图来实现量子的全部潜力。 量子计算在研究中心的可用性和先进性 在2023年，我们看到了IONOS和T-Systems等利益相关者为商业客户提供量子计算的商业努力，将技术集成到他们现有的数据中心中。这两家领先的提供商与QMware和PlaQK等量子初创公司以及FrahoferFos和斯图加特大学等研究机构联手将量子计算带入工业应用。 随着政府在量子技术中发挥越来越重要的作用，量子国家实验室和研究机构也在欧洲、北美及其他地区发挥了越来越重要的作用，推动了量子理论研究的发展。 但更重要的是，这些新的量子研究中心充当了量子技术生态系统的中心，将公共机构、研究人员和行业之间的伙伴关系聚集在一起。 3.以色列量子计算中心有望获得全栈量子计算机，以支持对多种量子类型的研究。 4.QuantumBasel作为瑞士巴塞尔上城校区的一部分，提供对IBMQuantum平台的云访问，并容纳IonQ的20个算法量子位计算机，用于推进工业4.0和制药行业。 5.英国的国家量子计算中心(NQCC)2024年开业，旨在促进跨部门的量子合作，以刺激英国经济的增长。 1.量子之屋代尔夫特是一个协作中心，用于推进量子计算，扩大 对低温量子计算的访问。 2.Sherbrooke量子创新区在加拿大，有超过4.35亿美元的支持 ，旨在利用量子技术为当地制造和科技企业服务。 6.芬兰VTT技术研究中心该公司最近将其量子计算资源扩展到一个20量子位系统，并宣布了一项到2024年底达到54量子位的国家战略，重点是微型和纳米技术。 7.波兰波兹南超级计算和网络中心(PSNC)最近收到了来自ORCAComputing的两个光学量子光子学系统，以支持机器学习的生物学和化学研究。 主题3 量子和AI展现早期潜力 2023年，人工智能经历了公众和企业意识的激增，在关注和投资方面掩盖了量子技术。也就是说，与量子技术的预期价值相比，遗传人工智能具有直接影响，促使商业领袖和风投将量子和重点放在GenAI上。 企业对人工智能感到惊讶，并被提醒为技术颠覆做准备的重要性。随着对人工智能的兴趣平静，决策者需要确保他们不会忽视量子。 一个共同的观点是，量子计算不是人工智能或机器学习的替代品，而是一种潜在的补充。量子可以通过加速高性能计算(HPC)来增强人工智能。当前的人工智能技术也可能有助于克服量子计算在其实际应用道路上发展的技术挑战。 两者结合起来，可以打开诸如生成化学和数字孪生模拟之类的应用 ，人工智能可以处理排序的任务（正在进行的调整），量子计算更适合这些操作中涉及的概率计算。 •大多数受访者一致认为，应该继续探索量子机器学习，并强•然而，人工智能正在蚕食注意力、投资和调人工智能在帮助我们构建有用的QC方面的潜力。远离量子计算的兴趣。 专家说了什么 对量子势的欣赏和理解正在增长 尽管人们对量子技术在各个行业中释放数十亿美元的价值有着共同的期望，但这取决于它们相对于纯粹的经典和混合系统的成熟和优点。 在采用量子计算方面仍然存在主要挑战，例如通过云访问和实际算法来利用这种新的计算范式的数据隐私问题。 量子计算对于药物发现仍然特别有希望，这可以显着减少开发新药的时间和成本，同时提高成功率。然而，专家警告说，实现这种潜力的旅程充满了技术挑战和悬而未决的问题。 在网络安全方面，价值来自市场机会，以阻止量子计算对现有加密算法的威胁。同时，金融服务可以从量子计算中受益于投资组合优化，风险管理，欺诈预防和市场模拟，并且存在诸如监管合规和批准等重大采用障碍。 尽管量子技术在用例中的潜力正在提升，但问题仍未得到解答。量子需要通过开发基元和测试现实世界的用例变得更加实用。考虑到与经典解决方案相比的“有用计算的成本”，量子计算还有很长的路要走，但它的潜力是值得的。 专家们一致认为，推进量子计算的使用案例不是冲刺，而是马拉松。 专家说了什么 •专家们一致认为，混合量子系统可能会带来近期优势，而行业参与者必须意识到量子进步不是线性的或可预测的。 •广泛的共识是，量子化学和模拟，安全和密码学是最有前途的领域。然而，法规遵从性和实用性仍然是关键挑战。 •在关注时机和商业价值的同时，量子计算在金融应用中具有巨大的潜力。 •所有专家都普遍认识到，采用和集成量子技术比纠错或可扩展性更为复杂。 •几位受访者指出，对数据安全/传输感知信息的担忧的有用原语和解决方案是必须解决的问题，以使量子计算切实可行。 •虽然细节不同，但广泛的一致性表明，量子行业需要明确的指标来将量子性能与经典计算进行比较，同时阐明量子计算的清晰用例是该技术成功所必需的。 2024年展望 到2024年，很明显，当前的业务需求与许多量子计算系统的直接功能之间仍然存在差距。最终用户正在寻求量子计算路线图的透明度，而持续交付里程碑对于建立信心和管理期望至关重要。 我们还将开始见证大学推出量子计算计划和证书，旨在解决企业要求的技能和人才短缺问题，即与国家研究中心合作。 量子计算的采用障碍也将超越容错性和可扩展性，演变成诸如数据安全性和“每功能计算小时的成本”等挑战。为了实现这种新的计算范式的潜力，必须实施更多的原语和实用算法，让行业参与者探索超越理论和研究问题的量子计算。 2024年将由五个区域定义： 1.本地与云访问：对数据安全和隐私法规的担忧推动了对基于云的内部量子计算的需求 解决方案，特别是在金融、国防、和医疗保健。 2.量子计算的成本：与其他高性能计算系统相比，量子计算时间的高成本构成了广泛采用的障碍，尽管研发时间较长的行业较少受到短期成本的阻碍。 3.组织中的更多团队将获得“量子准备”组织正在通过有针对性的解决问题的方法积极发展其团队的量子准备，并为量子技术的最终进步做准备。 4.量子的激发态对量子技术的持续兴趣需要战略公报和支持，因为量子优势仍然是一个遥远但重要的里程碑，需要持续的热情和投资。 5.现在的混合解决方案和以后的纯量子计算通过量子混合系统提供即时价值的重点反映了一种战略方法，即平衡当前的业务需求与“纯”量子计算的预期潜力。 专家说了什么 •受访者还担心量子技术的长期开发时间表与股东期望之间的冲•然而，存在一个共同的认识，即做好量子准备对于公司在意突，以及识到技术处于探索阶段的同时不落后至关重要。 •混合量子解决方案是利