英伟达将举办首个“量子日”,量子计算有望迎来产业化新篇章。
2025年1月14日,英伟达宣布公司将于3月20日在GTC 2025上举办首个“量子日”(Quantum Day)专项活动,联合IonQ、D-Wave等头部企业探讨量子硬件、算法及商业化路径,并共同庆祝在量子计算领域取得的巨大进步。此次新增的专题将汇聚全球量子领域顶尖专家,全面且深入地剖析量子计算在未来数十年内可能为产业带来的变革,并勾勒出通往可实用化量子计算应用的清晰路径。
英伟达在量子计算领域布局完善。
2021年,英伟达推出了开源量子计算平台CUDA-Q。同年,英伟达发布了专门用于加速量子计算工作流程的软件开发工具包cuQuantum。2022年7月,英伟达发布了QUDA量子软件平台,使用户可以在经典计算机和量子计算机之间无缝切换,从而高效地开发和运行量子算法。
英伟达长期引领量子计算产业化落地,在量子计算领域,英伟达已与多家科技公司达成合作:
英伟达CUDA-Q平台,持续推动量子机器学习进步。
2024年11月18日,英伟达宣布正在与Google Quantum AI合作,利用NVIDIA CUDA-Q™平台支持的仿真技术加速设计下一代量子计算设备。英伟达的CUDA-Q是一个混合量子-经典计算平台,用于构建量子加速的超级计算应用,充分发挥CPU、GPU和QPU的计算能力。CUDA-Q旨在简化混合应用开发,提高量子计算中的生产力和可扩展性。它提供了一个统一的编程模型,用于混合设置,即CPU、GPU和QPUs协同工作。根据光子盒微信公众号,近期爱丁堡大学Petros的团队研究发现利用NVIDIA CUDA-Q(前身为CUDA Quantum)平台,开发和加速了新QML(量子机器学习)方法的模拟,可显著减少了研究大数据集所需的量子比特数量,为量子计算领域带来了重要进展。
1.2.1 海外量子计算产业发展较快,逐步落地
美股量子计算上市公司涨幅亮眼。
各国政府包括美国都在积极推动量子技术的发展,并将其纳入国家科技战略。近年来,公共与私人资金的流入为量子计算的发展提供了强有力的保障。自2024年11月后起一个月内,美国量子计算上市公司陆续发布商业化落地进展,公司股价大多呈大幅上涨的趋势,自2024年11月1日到2024年12月18日,D – Wave,Arqit Quantum,Rigetti Computing以及SEALSQ 的股价分别上涨762%,581%,769%和513%,而Quantum Computing更是暴涨2173%。后续英伟达黄仁勋曾表示理性看待量子计算产业导致股价有所回调,但在英伟达即将召开首个量子日的催化下股价再度上涨,总体来说,自2024年11月1日至2025年3月14日,D-Wave,Rigetti Computing以及SEALSQ涨幅分别为876%,812%和769%。
量子计算2032年全球市场规模将超过百亿美元。
根据知名研究机构Fortune Business Insights的最新预测报告,2023 年全球量子计算市场规模为 8.854 亿美元,预计将从 2024 年的 11.601 亿美元增长到 2032 年的 126.207 亿美元,在预测期内的复合年增长率为 34.8%。北美地区在 2023 年以 43.86% 的份额占据市场主导地位。根据最终用户,量子计算市场细分为医疗保健、汽车、BFSI、化工、制造、能源和公用事业以及其他(运输、物流等)。
美股量子计算公司纷纷加速科技研发和商业布局。
根据光子盒微信公众号,2024年8月7日,量子计算公司IonQ宣布在使用部分误差校正运行大型应用方面取得了新突破。该突破旨在使用部分错误校正技术在近期量子系统上运行大型应用,这种技术比目前已知的最佳错误校正技术效率提高了十倍。IonQ当前一代的量子计算机IonQ Forte是最新的尖端系统,拥有36个算法量子比特。该公司的创新技术和快速增长分别被列入《Fast Company》2023年科技下一大事物榜单和德勤2023年技术快速500强榜单。
2025年3月12日,以D-Wave团队为第一单位的论文《Beyond-classical computation in quantum simulation》(在量子模拟中超越经典计算)发表在《Science》上,这项研究表明D-Wave退火量子计算机可以在几分钟内执行磁性材料模拟,其精度水平使用超级计算机需要近100万年的时间。D-Wave的消息一出后,随之而来的是量子计算二级市场的繁花再现。
全栈量子计算公司Rigetti Computing2024年12月23日宣布公开推出其84量子比特Ankaa-3系统。根据光子盒微信公众号,Ankaa-3是Rigetti最新的旗舰量子计算机,具有广泛的硬件重新设计。基于此系统,Rigetti达成了双量子比特门保真度里程碑:在2024年成功将错误率减半,实现99.0%的iSWAP门保真度中位数,并展示了99.5%的中位保真度fSim门。
1.2.2 我国量子计算与海外差距不断缩小
中国量子计算领域厚积薄发。
中国量子计算领域的发展历程可以追溯到2003年,当时中国第一个量子计算研究小组成立,标志着中国在这一领域迈出了坚实的第一步。此后,中国量子计算实现了从跟跑、并跑到部分领跑的历史性飞跃。2016年8月,国务院颁发《“十三五”国家科技创新规划》将量子计算机列入科技创新2030重大项目。2021年,“量子信息”首次出现在“十四五”规划及政府工作报告中。国内在量子计算领域科研成就绕不开中科大团队,从“九章”系列光量子计算原型机到“祖冲之号”系列超导量子计算原型机彰显我国的量子计算领域的顶尖水平,国内量子计算领域领先的公司也有像国盾量子,中电信量子集团和本源量子等。
量子计算或突破算力瓶颈,中电信“天衍”量子计算云平台赋能AI行业应用。
在AI算法在数据洪流中奋力时,量子计算凭借其独特的计算优势,或能成为助力AI突破算力“瓶颈”的新路径。尤其在机器学习、优化问题和大规模数据处理等方面,量子计算为AI提供了全新的计算范式,极大提升了处理效率和精度。“天衍”量子计算云平台在机器学习领域的应用,可体现在手写数字识别及气象预测等应用场景。根据中电信量子公众号,“天衍”量子计算云平台通过将经典深度学习模型SmaAtUNet与量子计算相结合,开发了混合量子经典神经网络模型。这一新型混合模型提升了气象预测的准确性,实现了在灾害性天气监测、预报和预警方面更加快速、准确的预测。
中科大团队研究成果再创全球量子计算优越性里程碑,比超算快10的15次方倍。
2025年3月3日,中科大朱晓波教授、潘建伟院士团队,在《Physical Review Letters》期刊上发布使用105量子比特“祖冲之三号”处理器建立量子计算优势的新基准测试的研究论文,“祖冲之三号”原型机的运行速度比目前最快的超级计算机快10的15次方倍,比谷歌最新公布的成果快100万倍。根据光子盒微信公众号,这项工作被审稿人称赞为“构建了目前最高水准的超导量子计算机”;同时被选为当期封面文章,获得了编辑推荐,并入选了美国物理学会(APS)旗下的《Physics》杂志亮点文章。根据论文中的实验数据,“祖冲之三号”的性能优于谷歌“悬铃木”,各项性能指标也与Willow旗鼓相当。
国盾量子深度参与“祖冲之三号”的研究过程,为世界提供超导量子计算整体解决方案。
根据国盾量子官方公众号,这一成果是我国继超导量子计算原型机“祖冲之二号”实现超导量子计算体系最强“量子计算优越性”后,再一次打破超导体系“量子计算优越性”纪录。相关论文于3月3日以封面论文形式发表在国际学术期刊《物理评论快报》上,其中有20位署名作者来自国盾量子。从祖冲之一号、二号到此次的三号,国盾量子始终与研发团队保持紧密合作,以丰富的工程化产业化经验,为中国量子信息领域重大创新突破贡献力量。通过参与前沿研究,国盾量子也用十年时间,搭建起覆盖核心组件、整机系统、云服务的国产化产业链链条,为世界提供超导量子计算整体解决方案的“中国选项”。
“本源悟空全球访问量突破2000万次,刷新了我国自主量子算力服务规模纪录。
由本源量子科研团队自主研发的“本源悟空”超导量子计算机,搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”,在量子比特数量、相干时间等关键指标上达到国际先进水平,真正实现了从硬件到软件全链条自主可控,是目前国内极为先进的可编程、可交付超导量子计算机。根据本源量子官方公众号,自2024年1月6日上线至2025年2月14日,“本源悟空”已完成33.9万余个量子计算任务,全球访问量突破2000万次,刷新了我国自主量子算力服务规模纪录,已覆盖全球139个国家和地区,海外用户中,美国、俄罗斯、日本、加拿大等国用户活跃度位居前列,其中,美国用户访问量一直稳居境外访问量第一。