量子计算发展态势研究报告（2024年）-中国信通院-中移（苏州）软件技术有限公司-波色量子

中国信息通信研究院技术与标准研究所 中移（苏州）软件技术有限公司 北京玻色量子科技有限公司 2024年9月 量子计算发展态势研究报告 (2024 年) 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院、中移（苏州）软件技术有限公司和北京玻色量子科技有限公司，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院、中移（苏州）软件技术有限公司和北京玻色量子科技有限公司”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前 言 量子计算以量子比特为基本单元，利用量子叠加和干涉等原理实现并行计算，有望在解决计算复杂问题过程中提供指数级加速，具有重大战略意义和科学价值，是未来实现计算能力跨越式发展的重要方向之一，全球主要国家持续深化布局相关技术研发、应用探索和产业生态培育，国际竞争日趋激烈。 当前，量子计算处于技术攻关和应用探索的关键阶段。超导、离子阱、中性原子、光量子、硅半导体等技术路线科研探索和原型机工程研发不断取得进展，金融、化工、生物、交通、人工智能等行业领域应用探索持续深化，量子-经典融合计算成为业界关注焦点，基准测评研究稳步推进，科技巨头和初创企业发展保持活跃，国内外积极推动产业联盟建设，业界依托量子计算云平台、公共基础设施等平台措施进一步加快构建产业生态，生态系统正逐渐壮大。 中国信息通信研究院持续开展量子计算发展态势研究。本年度报告持续跟踪近期国内外量子计算技术研究、应用探索和产业生态培育等方面的最新热点进展，分析研判量子计算技术演进方向与应用产业发展趋势，并结合量子计算发展现状、趋势和问题提出发展建议，为凝聚业界各方共识合力提供参考。 目 录 一、全球持续深化量子计算布局，正进入快速发展期 ............................................ 1 （一）量子计算有望带来颠覆变革，成国际竞逐焦点 .................................... 1 （二）技术创新持续活跃，渐成为前沿科学研究热点 .................................... 3 （三）企业数量增速回落明显，投融资市场有望回暖 .................................... 7 二、量子计算技术研究有序推进，依旧面临多重挑战 .......................................... 11 （一）多技术路线竞相争鸣，短期难以形成方案聚焦 .................................. 11 （二）量子纠错研究不断深入，实用化差距依旧明显 .................................. 16 （三）量子计算软件持续多元发展，成熟度有待提升 .................................. 18 （四）支撑保障系统愈加重要，指标亟待进一步提高 .................................. 21 三、量子计算应用探索持续发力，实用落地有待突破 .......................................... 24 （一）多领域应用探索并进，实用落地仍需加速突破 .................................. 24 （二）量子计算云平台提供者渐多，功能普遍待强化 .................................. 27 （三）基准测评研究正在稳步推进，成果与挑战并现 .................................. 31 （四）量子-经典融合成焦点，技术体系架构至关重要 ................................ 34 四、量子计算产业培育多方并举，生态系统逐步兴起 .......................................... 38 （一）产业生态初步形成，关键环节发展仍有待推进 .................................. 38 （二）企业进入发展活跃期，不断推动产业生态发展 .................................. 42 （三）联盟促进生态培育，公共设施助力产学研合作 .................................. 46 （四）标准化已成为国内外布局热点，发展进程加快 .................................. 49 五、总结与建议 .......................................................................................................... 51 图 目 录 图 1 全球量子计算科研论文和专利数量年度变化趋势 ............................................ 3 图 2 全球量子计算科研论文数量前十位国家情况 .................................................... 5 图 3 量子计算不同技术路线全球发文情况 ................................................................ 6 图 4 全球量子计算专利主要来源国家情况 ................................................................ 6 图 5 量子计算不同技术路线全球专利情况 ................................................................ 7 图 6 全球量子计算企业数量年度变化趋势 ................................................................ 8 图 7 全球量子计算不同技术路线硬件系统研制企业分布情况 ................................ 9 图 8 全球量子计算企业投融资事件与金额变化趋势 .............................................. 10 图 9 2023 年量子计算产业投融资笔数类型分布 ..................................................... 10 图 10 量子计算主要硬件技术路线关键指标对比概况 ............................................ 15 图 11 量子计算软件体系架构图 ................................................................................ 18 图 12 量子计算应用场景分析 ...................