价值2950亿美元的「量子霸权」，技术水平到了哪个阶段

　　当前经典计算体系，并不能解决所有问题。量子计算将给现有的计算理论带来深刻变革，将极大加深人类对物质与信息的理解；将是一种前所未有的计算微观世界的强大工具。这场竞争的入口愈发拥挤，波士顿咨询调查表明，美国、中国、欧盟、英国、荷兰、日本、加拿大、澳大利亚；Google、IBM、微软、巴斯夫、大众、空客、QxBranch、QCWare、1Qbit均是这一领域的玩家。谁掌握了量子计算机，谁就可能引领下一次信息革命，将对科学研究的进步以及建立于之上的商业社会产生巨大影响。

　　据科学家计算，如果未来一台64位量子计算机的单次运算速度，达到目前普通计算机CPU的级别（1GHz），那么这台量子计算机的数据处理速度，理论上将是目前世界上最快的「太湖之光」超级计算机（每秒9.3亿亿次）的1500亿倍。

　　量子计算机能做什么？

　　在化学及制药领域，分子的模拟涉及求解数目众多的电子和原子的量子行为，量子技术将对药物发现产生指数级的促进作用。业内人士预计，量子技术将使药物发现率提高5%-10%，效率提高15%-20%。由于更优的分子设计，药物的送审通过率将提高1.5-2倍。

　　在人工智能领域，量子计算机能够更快地操控高维向量进行大数据分类，与经典计算机相比具有显著的速度优势。

　　如今，汽车自动驾驶、自然语言处理、搜索引擎、线上广告、推荐系统等都是机器学习的热门领域。因此量子计算的演变进度将部分决定IT产业巨头公司在未来的发展方向和趋势。

　　在社会公共领域，量子计算可以瞬间处理监控数据库中全球60亿人次的脸部图片，并实时辨别出一个人的身份；能够迅速对复杂的交通状况进行分析预判，从而调度综合交通系统，*限度避免道路拥堵。

　　在网络安全领域，量子计算可能将对当前经典计算体系下的公钥加密系统构成威胁。1994年，贝尔实验室的专家PeterShor发现，使用量子计算机来破解加密，可在理论上通过160天破解1024比特的RSA密钥。而现在，世界范围内最快的超算——神威•太湖之光破解同样长度的RSA密钥，则需要500万年。

　　尽管运行Shor算法破解密码需要有至少上百万个量子比特的通用、容错量子计算机，在短时间内并无法实现。但是，关于量子计算机无法破解的“后量子时代加密技术”的研究也已经有了不少成果，将对整个互联网安全造成重大影响。

　　谁在投资或深度参与量子计算的研究？

　　2017年，美国国会举办听证会，讨论如何确保「美国在量子技术领域的*地位」。

　　2018年，欧盟投入10亿欧元实施「量子旗舰」计划。英国在牛津大学等高校建立量子研究中心，投入约2.5亿美元培养人才。荷兰向代尔夫特理工大学投资1.4亿美元研究量子计算。

　　日本计划10年内在量子计算领域投资3.6亿美元。加拿大已投入2.1亿美元资助滑铁卢大学的量子研究。澳大利亚政府、银行等出资8300万澳元在新南威尔士大学成立量子计算公司。中国也积极投入到这场关乎未来的科技竞赛中。

　　在超导量子计算方面，中国的中科院量子信息和量子科技创新研究院、Google量子人工智能实验室、IBM并称国际上最强的三家机构。目前，Google处于最*地位；中国已经发射了*颗专门用于实现量子通信的卫星；IBM投入30亿美元研发量子计算等下一代芯片，且与MIT合作进行人工智能及量子计算相关的研究工作，已经使用量子计算机上的可伸缩方法精确地模拟了迄今为止*的分子——氢化铍BeH2。

　　此外，微软也与多所大学共建量子实验室。德国化学公司巴斯夫、大众、空客等企业也已经开始为构建量子计算能力进行投入。一些新兴的软件开发及咨询公司，如QxBranch、QCWare和1Qbit也在研发量子应用。

　　量子计算带来的商业机会

　　波士顿咨询预计，到2030年，量子计算市场规模将达到500亿美金。

　　仅以美国制药行业为例，若复杂的原子水平的量子模拟在此刻得以实现，且有10%的公司愿意为这一技术买单，那就意味着量子计算在这一领域拥有150-300亿美元的市场机会。与之相比，目前全球高性能计算市场的总和为100亿美元（如下图所示）。