产业规模、技术创新等多维度看2025年量子计算发展趋势!

从量子计算发展历程来看,结合中国“量子之父”潘建伟院士及诸多学者的判断,在产业层面将量子计算发展历程划分为如下五个阶段:

在2019年之前,Shor等量子计算基础算法陆续出现,并实现小规模量子运算。

2019-2021年是量子计算优越性的验证期,谷歌 “悬铃木”、中国 “九章” “九章2号和“祖冲之二号”等量子原型机先后证明了量子计算相较于经典计算的优越性能;

第三阶段截止到2024年,超导、离子阱、光量子等量子计算技术路径均已出现样机;并且能够实现针对特定领域的问题的优化和求解;

尤其是2024年,

2024年,联合国宣布将2025年定义为量子科学和技术国际年这标志着可纠错通用量子计算机时期的开启,产业界有望实现可大规模扩展的量子纠错;

2024年6月,全球最大的集成量子计算公司Quantinuum发布首台56离子阱量子位的量子计算机——H2-1。

2024年12月,谷歌发布适用于量子计算机的芯片——willow(柳树),以Willow芯片为基础的谷歌量子计算机,仅用5分钟就完成了一台普通超级计算机要用10的25次方长的年数才能算完的一道测试题。

2024年12月,中国科学技术大学潘建伟院士团队发布我国研制的具备105个量子比特的超导量子计算机“祖冲之三号”的相关成果。

可以看到,以2024年为界,量子计算技术已趋于成熟,即将步入研发成果见效期,2025年将成为从技术驱动向应用牵引转变的一个关键窗口期。

站在2025年的起点,展望未来,赛迪顾问数字转型研究中心副总经理于凯迪发布了2025年量子计算将呈现的十大趋势:

趋势一:2025年中国量子计算产业规模将突破百亿元

从产业结构来看,量子计算在量子科技总体产业规模中的占比呈现逐步扩大态势,预计2025年将占据量子科技41.2%的份额。

从产业链来看,上中下游将呈现同步发展趋势。上游环节量子芯片、量子计算机核心组件等关键技术的研发和生产以及中游量子计算机整机制造和量子云服务等环节预计占比合计超过80%。

趋势二:中美科技互动竞争与合作并存

在全球科技竞争格局中,量子计算是中国与美国等发达国家首次站在同一起跑线的重要赛道。目前,中美双雄的竞争态势十分明显,美国在论文领域领先,而中国在专利领域占优。

2025年预计双方关系呈现竞争与合作并存的复杂态势。一方面,美国近年来持续加深对量子技术供应链的审查,2025年这一趋势或将加剧,给中国带来一定的竞争压力。

同时《中美科技合作协定》延期等事件释放出双方愿意在科技领域保持合作的积极信号。

趋势三:东中部地区亮点突出,部分省(市)有望全球领跑

2025年,中国量子科技产业以东部、中部为引领,率先开展量子计算领域的先行先试应用探索。其中,北京和合肥分别汇集了全国10%以上的产业资源,围绕国家实验室及其人才和科研团队以及总部企业,有望在量子计算新技术新产品新模式方面实现全球领跑。

趋势四:实用化量子纠错将成为技术重点攻关方向

从量子计算实现路径来说。在性能层面,综合抗干扰能力、易操作性、可控性、可拓展性、保真度及相干时间等多方面因素,超导、离子阱、光量子路线性能综合能力较好,发展前景广阔,尤其是超导量子计算,占据量子计算领域58%的专利申请,研发热度和市场关注度持续高涨。

趋势五:量子软件技术栈构建将聚焦于语言工具创新

下一个技术层面的发展趋势集中在量子软件技术栈,量子软件技术栈包含量子编程语言、量子软件开发工具、量子云平台软件、量子测控软件四部分。预计2025年量子软件技术栈构建将聚焦于语言工具创新。

量子计算的发展主要体现在两个方面:一是新语言的涌现与发展,创新编程语言工具被创造出来以有效地表达量子计算的内在复杂性;二是这些新语言在设计中注重与经典编程语言的集成,同时内置了错误管理和控制机制,以确保量子程序的稳定性和可靠性。

趋势六:应用探索深化,金融业或成为最先落地领域

在应用层面,应用探索将持续深化,量子计算的典型应用领域包括金融、化工、制药等,其中量子+金融业经济价值释放时间最早,且潜在价值大,将成为2025年量子计算应用的先锋。

趋势七:量子计算将深度赋能人工智能特定任务表现

以AI大模型为例,传统计算方式在处理大规模参数空间时易陷入局部最优解,量子计算可利用其在求解组合优化和高维搜索问题上的优势,提升模型泛化能力和决策准确性。从而能够使人工智能在量子计算加持下解决更为复杂的问题。

趋势八:量子算力将与经典计算资源走向融合

量子计算所能提供的计算能力是经典计算指数级的加速。那么2025年,量子算力将与经典计算资源,即(通算、超算、智算)走向深度融合,形成“异构融合”体系,催生新兴计算模式,即量通融合、量超融合、量智融合。

趋势九:量子计算领域的参与主体将更加多元

2025年,量子计算领域的参与主体预计将呈现多元化的发展趋势。首先,企业、高校、科研院所仍是量子计算领域主要力量。其中,2025年更多类型的主体将涌入这一前沿科技领域。首先电信运营商;其次部分传统半导体制造企业。

趋势十:量子云平台建设将成为产业生态构建加速器

量子计算云平台是集成硬件、软件和算法等关键技术,实现量子计算资源共享的重要媒介。2025年,领先的科技企业将通过在量子资源供给上的先发优势,通过降低量子计算的使用门槛,建立基于自身技术和产品的生态优势。