量子计算产业链、融资及产业成长分析

最佳答案 匿名用户编辑于2025/03/12 15:59

现阶段,我们仍处于NISQ时代,量子计算产业仍处于前期技术研发和应用探索阶段。

1.上游供应积极适配

随着量子计算的快速发展,量子计算产业的上游供应链企业迎来了发展机遇期。量子计算上游企业呈现两种发展路径: Ø 专业化分工:如测控系统(Keysight、Zurich Instruments、中微达信等供应商)、低温设备(Bluefors、Oxford等供应商)等头部企业专注核心技术迭代,与量子计算整机企业开展合作,通过模块化设计与定制化服务适配整机厂商需求。 Ø 垂直整合:以IBM、Google为代表的头部整机厂商通过量子芯片自主流片、稀释制冷机联合研发等方式,以保障供应链安全并降低技术耦合风险,同时也试图拓展相关业务。

量子计算测控系统的核心供应商加速技术迭代。当前,测控系统正积极向四个方面进行技术升级: (1)自动化:利用AI,实现硬件优化、自动化等功能。(2)低温化:由室温方案向低温方案转变,从而有效降低互联复杂性和噪声干扰。 (3)混合化:将量子-经典混合架构考虑在内,促进量子处理单元(QPU)与中央处理器(CPU)更好地连接。 (4)集成化:方便微波信号生成、数字处理和实时解调等多种功能的集成,系统能够同时支持高并行度的量子门操作和态读取。

量子计算机的稳定运行需依赖极低温与超低噪声的特殊环境,因此需要通过制冷系统、真空系统等精密设备的协同运作来保障。其中,稀释制冷机作为超导、半导体、拓扑量子计算机的核心设备,一直受到各国特别关注。从2024年的进展来看,欧美与中国企业呈现出不同的发展趋势: Ø 欧美企业:芬兰Bluefors、英国Oxford Instruments、荷兰LeidenCryogenics等欧美企业目前主要聚焦于产品定制、模块化设计、提高可拓展性、增大样品空间以及提高制冷功率等方面。此外Bluefors公司还对外提供量子计算芯片的测试服务。 Ø 中国企业:中国电科16所、量羲技术、知冷低温、中船鹏力超低温、中科量仪、国盾量子及集焓仪器等中国企业则将重心放在国产替代与性能提升方面。通过持续投入、多次迭代,如今中国产的稀释制冷机,其各项关键性能指标均已达到国际一流水准。

2.中游整机不断迭代

024年是量子计算硬件快速发展的一年,如表所示,全球共有10余家企业及科研机构完成了产品迭代升级,包括美国的IBM、Google、Rigetti、Quantinuum、QCi,法国的Alice & Bob,以及中国的中科大-国盾量子-中电信量子联合团队、北京量子院、本源量子、华翊量子、幺正量子、中科酷原、硅臻等。从技术路线来看,2024年无疑超导量子计算的进展最为亮眼,全球相关领先机构均发布了新一代量子处理器。主要原因有两点,一是超导量子计算路线本身特点优势明显,比如保真度高、运算速度快、扩展性好、可控性强,从而受到更多科研人员与投资机构的关注。二是超导量子计算机与成熟的电子学、半导体工艺密切相关,而离子阱、中性原子等技术路线所用设备多为成熟度相对较低的光子学设备。

从国家分布来看,美国、中国的量子机构的技术更为活跃,主要原因在于美国、中国更为深刻地意识到量子计算的重要性并加快布局量子计算产业,颁布了相应的激励政策并配备了对应的资金。同时,高校与科研院所积极响应,开展量子计算研发以及量子相关人才培养。 此外,也应留意到,美国Atom Computing、芬兰IQM和法国Pasqal等企业未能按计划在2024年发布新一代产品。可见量子计算机研发仍面临技术挑战,需要持续的政策支持、长期资本投入、高端人才储备以及跨国技术协作。

3.下游应用仍在探索

量子计算的行业应用合作广泛涉及多个领域,包括教育科研、生物医药、化工材料、国防政务、能源电力、金融服务、人工智能等。鉴于当前量子计算机的发展程度,可以肯定的是,在全球范围内,目前量子计算机都未达到实用化阶段,无法就现实问题提供算力支持,现阶段的各类应用合作尚处于早期探索阶段。量子计算的行业应用合作广泛涉及多个领域,包括教育科研、生物医药、化工材料、国防政务、能源电力、金融服务、人工智能等。鉴于当前量子计算机的发展程度,可以肯定的是,在全球范围内,目前量子计算机都未达到实用化阶段,无法就现实问题提供算力支持,现阶段的各类应用合作尚处于早期探索阶段。

4.全球融资逐渐回暖

2024年全球量子计算领域的融资总额为20.15亿美元;相比于2023年,增长了30.34%,表明行业成长动能有所增强,资本市场对量子计算领域增加关注度和信心。从总融资规模来看,美国以12.60亿美元的总融资规模高居首位,远超其他国家和地区,具有数量级的优势。其次是英国的1.80亿美元、加拿大的1.75亿美元、澳大利亚的0.94亿美元、以色列的0.71亿美元、德国的0.58亿美元。中国2024年的融资规模为0.47亿美元,仅位居全球第七位,为美国的3.7%,与英国、澳大利亚等国也有明显差距,反映出中国资本在量子计算领域的布局相对谨慎。从投资交易笔数来看,美国以17笔交易保持最高活跃度,中国以6笔位列第二,英国和澳大利亚各4笔并列第三。表明美国在量子计算领域同时具备资金规模和资本活跃度的双重优势,而中国虽交易数量排名靠前,但单笔融资体量较小。

总体来看,美国在量子计算领域的融资规模与笔数仍然遥遥领先,欧洲整体在量子计算领域的投资水平和活跃度较高,中国与美国、欧洲仍有较大差距。未来,随着更多国家和地区布局量子计算产业,地区分散化将进一步加剧。此外,美国量子计算各上市公司在2024年最后1个月也有着出色的股价表现,例如Rigetti公司股价2024年内累计上涨约1600%,这对投资者进入量子计算行业也有一定的积极作用。

5.产业成长预期积极

现阶段,我们仍处于NISQ时代,量子计算产业仍处于前期技术研发和应用探索阶段。目前量子计算硬件技术仍有相当多的挑战需要克服,比如测控系统优化、量子比特数量与质量、量子比特间的相互干扰等。2024年,Google、IBM、Quantuinum、中国科大、中电信量子、国盾量子、华翊量子等代表性机构在众多领域取得了显著突破,这为量子计算的应用时间表带来了积极的影响,但无可争议的是,在全球范围内,现阶段量子计算机仍未能提供实际应用价值。

随着量子计算机硬件的不断升级和算法的不断优化,将会有更多软硬件企业投身量子计算领域,推动量子计算率先在某些具体的实际问题上发挥作用。与此同时,政策、投资、技术发展和市场需求将成为推动产业前进的关键驱动力。多国政府不断加快布局量子计算产业,通过政策、项目、投资等多种方式,推动应用探索与生态建设,以争取各自在全球量子计算领域的竞争优势。从产业规模来看,2024年全球量子计算产业规模为50.37亿美元,较2023年增长7.46%,预计2027年产业规模将达111.75亿美元,2030年将陡增到2199.78亿美元,而后进入通用容错量子计算前的一段过渡期,此期间内的增速相对平缓,并在2035年左右进入通用容错阶段,届时量子计算产业将再次实现飞跃,全球量子计算产业规模有望达到8077.50亿美元。