2023年量子模拟洞察力报告

量子模拟 洞察力报告June2023 epo.org 执行摘要 本报告是欧洲专利局（EPO）发布的第八份专利洞察报告，也是第四份与量子技术相关的报告。1其目标在于概述第二代（2G）量子模拟技术领域的重要专利趋势。 量子模拟实验报告 —在过去十年中，第二代量子模拟领域的发明数量成倍增加 —总体来说，增长率高于所有技术领域 —针对所讨论的技术及跨国商业化策略，国际专利申请的比例较高，表明对相关技术存在高经济预期。 —在量子模拟领域最活跃的专利申请者为公司。其中，大多数位于美国，随后是加拿大、欧洲、中国和日本。一些美国的大学也扮演了重要角色。 EPO专利洞察报告量子模拟简而言之： 报告总结了欧洲专利局（EPO）的主题专家和专利知识专家共同执行的专利分析的结果。为了这项研究，从EPO全球专利数据数据库中获取的公开可用专利信息进行了分析。专利信息构成了一种非常丰富的技术信息来源，这些信息基于申请人的商业预期，用于寻求专利保护的发明。专利信息通常包含来自任何其他来源不可获得的技术和其他信息。 本报告可能作为量子模拟信息来源有所帮助。基于本报告的方法论可以自由使用，即每个人都可以根据自己的需求调整所选的搜索和分析方法，例如跟踪其他成熟或新兴技术领域的趋势和发展。 尽管在2G量子模拟领域的发明数量仍然相对较低，但在过去十年中，其增长速度明显高于整个技术领域普遍观察到的增长率。下一页的图表显示了与2G量子模拟技术相关的所谓国际专利家族的数量以及所有技术领域在基础发明首次公开并可能影响竞争对手和其他研究人员活动的年份时的数量。 量子模拟领域的专利申请者主要依赖以下几种专利申请途径：可能为全球超过150个国家提供专利保护的国际专利申请、美国申请、日本申请、欧洲专利局（EP ）申请、中国申请以及加拿大申请。国际专利申请比例之高可能被视作专利申请人对所涉技术有显著的经济期望，以及相应的跨国商业化策略的体现。 关于EPO专利洞察报告的更多详情以及当前可获取的报告列表，请访问epo.org/insight-reports。 图 量子模拟：每个最早出版年份的国际专利家族数量。 140 700000 120 600000 100 500000 80 400000 60 300000 40 200000 20 100000 0 0 在2G量子模拟技术领域中，按最早出版年份计算的国际专利家族中的发明数量，仅限于国际专利家族。国际专利家族将至少两个专利机构发布的相关或类似发明的专利文件归集在一起。通常认为，专利申请人对这些专利家族的基础发明具有更大的经济潜力，并倾向于从地理角度寻求更广泛的商业化。 量子模拟:国际专利家族数量 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 所有技术领域：国际专利家族数量 最早出版年份 在2G量子模拟领域最活跃的申请者主要是公司。其中大多数位于美国，其次是加拿大、欧洲、中国和日本。例外的是少数美国的大学，如马里兰大学和哈佛大学。自2004年以来，最活跃的申请者名单以谷歌为首，紧随其后的是IBM。当详细观察过去几年的发展情况时，情况变得更加复杂。将2010年代与2020-2021年的时期进行比较。尽管谷歌、IBM和微软在这两个时期都处于领先地位，但其他申请者的差异显著，这表明该领域的研究和开发活动出现了重组。 鉴于量子模拟领域的高增长势头，欧洲专利局（EPO ）计划在未来更新此报告，并深入探讨量子模拟领域细分行业的发展与多样化情况。 Contents 执行摘要02 缩写05 词汇表06 1.Introduction07 07 1.1关于本报告08 1.2量子模拟简介 2.所用专利信息的方法和来源12 12 2.1使用专利信息12 2.2本EPO专利洞察报告的方法论13 2.3专利检索2.3.1使用的数据来源和工具14 3.分析15 4.结论与展望28 附件29 29关于研究 < 目录|执行摘要|1.引言|2.方法论|3.分析|4.结论|附件 epo.org|04 缩写 2G第二代 CA两个字母的代码，用于标记由加拿大知识产权局 CN用于标记中国处理和发布的专利申请的两个字母代码国家知识产权局 CPC合作专利分类 DE两个字母的代码，用于标记由德国专利商标局 DOCDBEPO全球书目数据 EP两个字母的代码，用于标记由欧洲专利局 EPO欧洲专利局 EPC欧洲专利公约 GB两个字母的代码，用于标记由知识产权局(英国) IPC国际专利分类 JP用于标记日本处理和发布的专利申请的两个字母代码专利局 KR用于标记韩国处理和发布的专利申请的两个字母代码知识产权局 PCT专利合作条约 US用于标记由美国处理和发布的专利申请的两个字母代码美国专利商标局 WIPO世界知识产权组织 WO用于标记世界处理和发布的专利申请的两个字母代码专利合作条约下的知识产权组织 词汇表 EspacenetEPO开发的免费在线专利搜索服务。包括更多信息来自100个专利局的1.4亿份文件。Espacenet可在全球.espacenet.com. 国际专利application 国际专利Family 根据《专利合作条约》提交的专利申请。一项国际专利申请可能导致150多个国家的专利保护。 具有由至少两个不同的人发布的专利家族成员的专利家族专利当局。 发明问题的实际技术解决方案。 管辖权专利或相关知识产权可能适用的国家(地区)由相应的知识产权局授予。 专利法律所有权赋予专利所有者排除他人使用 在商业背景下保护的发明。专利建立在所谓的“专利说明书”，它公开了定义受保护的相关细节发明以及其他相关信息。 专利申请在专利信息领域，“专利申请”一词用于专利申请本身和作为文件公布的专利申请。 专利分类系统 分配给技术主题分类的专利分类符号集- 专利或实用新型的问题。使用了各种专利分类系统今天由国家、地区和国际专利局。 专利家族一组涵盖相同或相似技术内容的专利文件，取决于专利家族的定义。 专利家族的规模(家族规模)是指在专利家族。 DOCDB专利家族是与专利申请有关的一组专利文件主张相同的较早申请的优先权。所涵盖的技术内容DOCDB专利家族中的专利申请被认为是相同的。 优先级应用程序发明可以在多个国家/地区获得专利和实用新型保护。 一旦申请人提交了第一个申请，称为优先权申请，在 《巴黎公约》成员国，申请人有12个月的时间提交申请公约其他成员国的相同发明。在此期间， 原始提交日期可以被称为有效提交日期，或“优先日期”，用于后续应用。 量子模拟量子模拟是通过以下方式对复杂的量子力学系统进行建模另一个系统在受控条件下系统地研究和预测 模拟系统的行为。 1.Introduction 1.1关于本报告 本报告是欧洲专利局发布的第八份专利洞察报告，也是与量子技术相关的第四份报告。2它总结了欧洲专利局（EPO）的主题专家和专利知识专家共同进行的量子模拟领域的专利分析结果。 由大量活跃公司推动，包括领先科技企业和资助计划。欧盟委员会设立的量子旗舰计划（QuantumFlagshipinitiative）就是一个重要示例，它对量子技术的研究和商业化做出了重大贡献（见图1），值得关注。 量子模拟技术正动态发展，成百上千篇科学和技术出版物以及对众多发明的专利保护寻求，这一发展势头正在被推动。 本报告旨在概述第二代量子模拟技术领域的重要专利趋势。3为了本次研究，我们分析了来自欧洲专利局全球专利数据数据库的公开可获取专利信息。 图1 量子旗舰倡议 量子旗舰计划中心的活动主要集中在以下几个核心领域：基础量子研究、量子计算、量子模拟、量子计量与传感，以及量子通信。 2018年启动的量子旗舰计划是欧洲联盟设立的最大且最具雄心的研究项目之一。其目标是在量子技术领域巩固并提升欧洲的科学卓越性和领导地位。该计划汇集了超过5000名科学家、工程师、企业家和政策制定者。 考虑到量子旗舰计划以及量子技术对欧洲社会和经济的重要作用，欧专局已开发了一系列与该倡议主要议题相一致的欧专局专利洞察报告，以深入探讨量子技术。 在超过10年的时期内，利用超过1亿欧元的预算，该倡议旨在强化欧洲在量子技术领域的领导地位。为此目的，它设有以下目标： —培育有竞争力的欧洲量子产业 —扩大量子研究领域的科学卓越 主题 量子计量与传感量子计算 量子模拟(本报告) 量子通信 出版年份 2019 2023 2023 2024(计划) —使欧洲成为对量子技术企业和投资有吸引力的地区 —利用量子技术为重要挑战提供更优解决方案，例如在环境、健康和数据安全等领域。 一旦发布，这些报告和补充信息将在epo.org/insight-reports上提供。 关于EPO专利洞察报告的更多详情以及当前可用报告列表，请访 关于2G量子技术以及这些技术与早期发展之间的差异的更多信息，请参阅J.P.Dowling和G.J.Milburn在《皇家学会哲学杂志A 》2003年第361期的论文“量子技术：第二次量子革命”，页码为1655-74。 问epo.org/insight-reports。 < 目录|执行摘要|1.引言|2.方法论|3.分析|4.结论|附件 epo.org|07 专利信息构成了一种非常丰富的技术信息来源，这些信息基于申请人的商业预期，用于寻求专利保护以发明新技术。专利信息通常包含无法从其他任何渠道获取的技术和其他信息。 为了收集本报告所需的相关专利信息，我们制定了采用有意义关键词和适当专利分类符号的搜索策略。这些旨在在保持完整性和尽量减少结果集中的无关文档之间取得平衡的搜索策略，随后被用于从欧洲专利局（EPO ）的全球专利数据数据库中创建一个适合的专利文件基本数据集。这一基本数据集构成了后续专利分析的基础 。 本报告可能作为量子模拟信息来源具有帮助性。其所依据的研究方法可自由使用，即每个人都可以根据自身需求调整所选的搜索和分析策略，例如追踪其他成熟或新兴技术领域的趋势和发展。 1.2量子模拟简介 自古以来，量子效应，如赋予日常材料颜色的效应，在人类生活中扮演了重要角色，但直至19世纪，这些量子效应及其物理基础才成为研究的核心关注点。随着本世纪末量子物理学的建立，人们得以在原子尺度上精确描述物质和电磁辐射，如可见光。 现代生活中成为不可或缺的一部分的众多技术皆基于这些成就之上。例如，激光与半导体已成为几乎所有电子设备和工具的固定组成部分。难以想象没有手机或计算机的生活。 如原子和光子成为可能，新的应用浪潮即将到来。 在过去二十年中，对量子技术的研究取得了显著进展 ，使得其能够在跨学科的应用研究领域实施，并进而实现工业化。预计，在短期内，根据它们的性质，量子技术将融入主要行业成为重要组成部分。45 量子技术将对许多技术领域和行业部门产生影响。一个受到特别关注的领域是量子计算。这不足为奇，因为这项技术在许多技术领域如药物开发和材料研究等方面承诺带来重大进展。6量子计算正在日益动态地发展，吸引了大量活跃公司和资助项目，如国家及国际层面的量子旗舰计划。 量子旗舰计划所涉及的其他领域包括量子通信，这有可能为安全的IT架构提供应用，并且还包括测量学和传感技术，预计这将导致性能更优的传感器和测量设备。7 特定领域的一个兴趣点是量子模拟。量子模拟是在受控条件下通过另一个系统来模拟复杂量子力学系统的模式，以此系统地研究和预测所模拟系统的行为。 量子模拟与可通用编程量子计算相区别，后者利用量子现象进行计算。与可通用编程量子计算机中发生的情况相反，量子模拟器中单个元素之间的关系和交互由硬件结构决定。盒1通过专利文件中披露的两个发明实例来说明量子模拟器的本质特性。 这些技术属于第一代量子技术，始于20年代中