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麦肯锡量子年报：中国投入153亿美元，蝉联世界第一；量子设备/部件供应链已经成熟

光子盒研究院 光子盒 2023-11-30
收录于合集 #研究报告 95个
光子盒研究院出品

引言：作为一家闻名遐迩的全球管理咨询公司，肯锡帮助私营、公共和社会部门等创造重要的组织变革。
关于量子计算，麦肯锡表示，它们将提供战略建议、确定量子应用的价值洼地，并为用例开发和伙伴关系创建战略路线图。迄今为止，麦肯锡已经发起了两项关于量子计算的系统性知识建设倡议：
1）麦肯锡技术委员会(McKinsey Technology Council)。麦肯锡技术委员会是一个由全球量子专家组成的圆桌会议，旨在评估、跟踪商业和技术的新兴趋势。
2）麦肯锡量子监测器(McKinsey quantum monitor)。麦肯锡量子监测器是QC商业和投资活动的最新概述。它汇集了关于知识产权、人才、资金、行业数据，并按地域和技术栈的级别进行了细分。
4月24日，麦肯锡一年一度的Quantum Technology Monitor 发布了其最新的2023年研究报告，提供对全球量子技术(QT)、投资、生态系统等发展现状的见解。

2023年的量子技术生态

目

录

Contents

  1. 量子投融资

  2. 量子计算

  3. 量子通信

  4. 量子传感

  5. 全球技术进展


2022年，量子技术更接近于实现其承诺，以解决今天的技术无法解决或成本过高的挑战。具体来说，2022年出现了几个值得注意的突破：诺贝尔物理学奖授予量子纠缠方面的先驱研究人员、IBM公司提出了一个具有数百个量子比特的量子处理器、Xanadu使用其光量子计算机在采样问题上证明了量子优势。

具有相关专业知识的人才可以推动该行业在未来取得技术突破。虽然人才仍然短缺，但在过去的一年里，这种差距似乎已经缩小，部分原因是大学创建了新的量子技术硕士学位课程。
2022年发展概述

2022年，全球对量子技术初创企业的投资达到最高水平，为23.5亿美元，比2021年小幅增长1%。自2001年以来，大约68%的量子技术初创企业投资在过去两年中涌入该行业，这表明投资者对该技术未来的商业潜力充满信心。

但是，新公司的创建速度却没有跟上投资的步伐。2022年只有19家量子技术初创公司成立，而2021年有41家，使量子技术生态系统中的初创公司总数达到350家。这表明，更多的投资流向了成熟的初创企业而不是新公司。
对量子技术的投资达到年度最高水平

创业公司的形成可能会放缓，有几个原因：

- 首先，通常最有可能创办新公司的该领域经验丰富的人才（通常是基于学术研究）可能已经在为新公司工作；

- 被充分开发用于最终商业的实施案例数量有限，这也可能抑制了新公司的创建；

- 最后，投资者可能更愿意投资于处于后期阶段的初创企业和准备扩大规模的年轻公司。
尽管有创纪录的投资，但2022年QT初创企业的速度有所放缓

一些成熟的量子技术公司已经成为大型交易的焦点。2001年以来，最大的十笔投资交易中有四笔在2022年完成，价值高达5亿美元；而2022年最大的十笔交易中，有七笔价值超过1亿美元。虽然最大的交易是软件公司，但十大交易中有八个是硬件公司，部分原因是硬件是量子技术价值链中资本最密集的部分。
2022年的特点是相对较大的交易，有四家新进入融资前十名的企业
2022年的10笔交易中，有7笔交易的价值超过1亿美元
大部分的投资是在美国公司、 主要由私人投资者推动
风险投资和其他私人资金占QT流入量的近80%；风险投资、私人和天使投资在2022年有所增长。
大多数投资在2022年流向了早期的初创企业

公共部门也继续承诺其对量子技术的投资。2022年，美国承诺了18亿美元的额外资金、欧盟又承诺了12亿美元、加拿大也承诺了1亿美元的额外资金。然而，即使没有这些额外承诺资金，中国宣布的153亿美元的总投资仍然是世界上最高的。
美国和欧盟宣布在2022年为QT提供额外的公共资金；然而，中国迄今宣布的公共投资最多
在中国，政府投资正在帮助推动量子技术研究和教育

2022年，量子技术得到了高调认可。 Alain Aspect、John Clauser和Anton Zeilinger的量子纠缠的研究在2022年获得了诺贝尔物理学奖。

更多技术进步也发生在2022年。例如，IBM推出了一个433量子比特的量子处理器，并计划在2025年之前建造一个4000量子比特的处理器；Xanadu使用其光量子计算机在高斯玻色子采样（一个概率分布采样问题）中展示了量子计算优越性。

这些来之不易的突破在量子技术研究放缓的情况下显得尤为突出。世界范围内，2022年共授予1589项量子技术相关专利，比2021年少了61%；而从2021年到2022年，发表的关于量子技术的论文数量下降了5%。
在全球范围内，在过去的四年里，公开宣布的QC启动的速度已经放缓

这些趋势可能表明，剩下的挑战将更加难以解决。事实上，也许最相关和最令人痛苦的问题仍未解决：建立一个具有足够数量和质量的量子计算机，以确保计算不受“错误”影响，也就是“容错”。虽然量子计算机的大小（以其中的量子比特的数量计算）和量子比特的保真度一直在稳步增长，但容错还没有发生在一起。换句话说，一台较大的量子计算机通常会比一台较小的量子计算机具有较低的保真度。
在QC价值链的初创企业中，硬件制造商仍然获得最多的投资

现在，量子计算机的五种主要方法仍然实现困难。例如，基于光子的设备仍然“泄漏”光子，导致计算失败；基于离子阱和中性原子的设备还没有表现出随着量子比特数量的增加而迅速进行计算的能力；自旋和超导设备仍然需要扩展其控制和冷却系统，以处理潜在的数千个量子比特。


在最有可能首先看到影响的四个行业中，QC所涉及的估计价值现在已经达到近1.3万亿美元。
从长远来看，最有可能具有最高价值的用例是在金融和生命科学领域。

不过我们无法完全抓住量子计算今天的价值。由于电路体积、执行时间和噪声水平等硬件限制，容错(FT)算法无法在有噪声的中尺度量子(NISQ)或早期FT器件上大规模地进行，短期内，利用混合操作系统在HPC和QC之间分配复杂的问题，可以带来比任何一个系统单独的、更大的计算优势。

量子通信应用软件初创企业获得的投资最多，但只占参与者的16%。


在量子传感中，有一半的参与者是从事零部件的；然而，更多的投资已经流向了硬件制造商。


超过一半的QT专利已被授予中国公司
虽然欧盟和中国在QT方面发表的文章最多，但按照h指数衡量，美国的出版物被认为是最有影响力的。
提供QT硕士学位的大学数量已经增加到50所，自2021年以来增加了74%。
虽然QT人才的差距已经缩小，但仍然存在短缺；提高毕业生的QT相关工作的技能可以帮助。

麦肯锡分析显示，2022年，量子技术的人才差距缩小：行业近三分之二的空缺职位（717个中的450个）可以由量子技术的新硕士毕业生填补。

尽管从2021年到2022年，量子技术领域的职位空缺数量增加了19%，但还是出现了这种进展。展望未来，差距可能会进一步缩小，部分原因是更多的学术机构正在将量子纳入他们的课程，而且大学培养的量子技术硕士毕业生增加了55%。

剩余的工作岗位也可以由与量子技术相关的领域的毕业生填补，这些领域每年在全球范围内产生约35万名硕士水平的毕业生。这些领域的人才：生物化学、化学、电子和化学工程、信息和通信技术、数学和统计学以及物理学，在欧盟最为丰富和集中。

此外，全球范围内具有一些与量子技术相关的知识的工作人才库可以得到提升，以满足行业的需求。例如，系统架构师、人工智能和机器学习算法开发人员，以及其他具有传统编码和人工智能技能的人，可以在短短六个月内提高技能，以编码和改进量子算法。当然，即使在科技公司正在裁员的时候，这样的人才也已经非常抢手了。

参考链接：
[1]https://www.alphaevents.com/events-quantumtechuk/sponsors/mckinsey
[2]https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey-digital/our-insights/quantum-technology-sees-record-investments-progress-on-talent-gap#/

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