【国际科技创新中心】量子计算领域前沿技术识别与布局建议——基于全球多维大数据的动态跟踪

作者

张嘉怡,上海市经济信息中心 信息化研究所

李欣欣,上海市经济信息中心 信息化研究所副所长,高级经济师

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  为更好服务上海“五个中心”建设,我院与上海市经济信息中心、上海市经济和信息化发展研究中心(上海市企业技术创新服务中心)、上海市金融稳定发展研究中心、上海市开放战略研究中心(上海WTO事务咨询中心)、上海航运交易所、上海市交通发展研究中心、上海市科学学研究所等7家单位建立了上海市“五个中心”建设智库联合体,构建研究生态,形成更多高质量研究成果,并将在我院公号持续推出。今天推出的是上海市经济信息中心信息化研究所张嘉怡、李欣欣的研究观点。

  量子计算是量子科技领域三大方向之一,蕴含颠覆性理论突破与技术创新的巨大潜力,是世界各国角逐科技高地的关键赛场。相较于量子通信、量子测量,量子计算是技术创新最活跃、市场前景最广阔的领域。上海在量子计算领域具备创新生态和产业基础优势,亟需加紧系统性战略规划布局,抢抓又一个量子科技产业“爆发点”主动权。

  技术特征大数据跟踪

  全球主要国家加速布局量子技术,量子计算是量子信息技术大类创新最活跃领域。过去十年全球量子计算相关领域科研论文发表量增长4倍,2024年全球量子计算领域新增专利申请量远超量子通信和量子测量,是专利成果产出最为活跃的领域。

  技术发展趋势看,算法与硬件均颠覆性技术频现,应重点关注。量子计算技术呈现两个方向性特点:一是基于算法的设计提升。针对算法组合优化、量子机器学习等不同细分领域,突破性技术涌现,更强大的量子算法或与经典算法结合的混合算法加速迭代演进,推动量子计算通用性提升。二是基于计算机硬件的探索突破。如谷歌量子AI团队采用表面码纠错技术,通过组合逻辑量子比特显著降低逻辑错误率。

  技术分布特点看,美国整体创新引领,具有全球影响力的科技龙头企业贡献突出。据测算,量子计算领域的颠覆性技术研究中,美国上榜论文占比超40%,领先优势明显,中国位居第二。其中,谷歌、IBM、英特尔、微软等具有全球影响力的科技龙头企业值得重点关注并长期跟踪。

  市场特征大数据跟踪

  综合技术市场成熟度看,全球量子计算领域投资规模快速增长,是布局量子科技产业的“黄金赛道”。产业潜力大,据测算,预计到2035年,量子计算产业规模将超过8000亿美元,继续领跑三大量子科技产业。创新投资增速快,全球量子计算领域年复合增长率近35%。新增企业主体占比高,据统计,全球量子计算企业数量占量子信息领域比重超五成。

  全球量子计算市场成熟度存在差异,美国领跑。市场关注度高,全球量子计算创新投融资多点开花,美国融资规模居全球首位。产业链、创新链引领力强,美国量子计算企业数量占全球的28%,约为中国的2.5倍,其组建的美国量子经济发展联盟(QED-C)是目前国际上规模最大的量子产业联盟。

  中国积极布局量子科技产业,上海在量子计算领域可为空间更大,亟需抢占先机。中国量子通信领域市场成熟度较高,企业数量、专利申请数量“领跑”全球,但量子计算领域与美国相比仍存在一定差距。上海是全国量子计算第一梯队城市,汇聚了一批高质量初创企业,具备较强的发展优势。

  发挥区域禀赋、强化动态跟踪,深化上海量子计算产业布局

  面向技术逻辑:跟踪头部主体,关注海外重点发展领域;加强前瞻布局,推进算法和量子计算硬件科学研究;培育未来力量,强化量子计算学科和人才队伍建设。

  面向市场逻辑:推进核心技术和关键器件攻关,破解产业推进堵点;探索建立产业联盟,形成产业规模集聚;大力推进示范应用推广,助力市场持续发展。

  面向治理逻辑:强化大数据应用,动态滚动跟踪全球量子领域发展态势;加快创新监管,形成有效政策制度供给;加速推动产业行业标准、通行规则、核心知识产权等建设。