Yole:量子技術市場穩步成長

作者 : Yole Développement

量子運算仍存在技術和時間上的不確定性,但投資仍在繼續。醫療和製藥應用是有趣又有前途的市場...

儘管量子技術(Quantum technologies)作為一項業務還有一段距離,但業界對它的興趣正在不斷上升中。

根據Yole Développement (Yole)預測,量子技術(包括運算、密碼學、感測)的市場總值將從2020年的約3.4億美元成長至2030年的29億美元。2020-2025年間和2020-2030年間的CAGR將分別為18%和30%。

Yole在最新發佈的《2021年量子技術報告》預測,在2020年至2030年間,量子運算、量子感測/計時和密碼學這三個主要的量子技術細分市場將快速成長,分別達到11.47億美元、5.98億美元和11.63億美元。

應用方面,就量子運算而言,目前製藥業吸引了大部份的關注。然而,要實現量子技術在醫療和製藥領域的廣泛應用,還需要很多年(可能要20到30年)。量子運算將在5-10年內準備好用於藥物開發(當已經有確定的候選藥物的情況下)。對於藥物發現,則需要10-20年或更久才能準備就緒。在製藥業採用量子技術之後,其他應用也可能會接踵而至:能源、化學、交通、銀行和金融產業或可在十幾年內採用量子運算。

「量子技術涵蓋各種應對關鍵產業模擬和最佳化挑戰的應用。」據Yole市場研究總監Eric Mounier表示,「這些應用廣泛延伸至化學品/材料研究、物流、金融服務、醫療保健、生命科學、製造與國防、藥物發現、蛋白質結構預測、投資風險分析、給料管理、車輛路徑和網路最佳化等多個領域。對於許多國家來說,這也是一個國家層面的關鍵問題,因為它能處理與國家安全關聯的安全通信和資料庫管理。」

正如Yole團隊在《2021年量子技術報告》中所分析的,量子運算仍存在技術和時間上的不確定性,但投資仍在繼續。醫療和製藥應用是有趣又有前途的市場,但對量子技術來說,短期內無機市場似乎比醫療市場更「容易」因應。

供應鏈方面,自2012年以來,投資者對量子技術領域的新創企業興趣就開始顯現。而2020年的投資活動特別活躍。自2012年以來,已有近20億美元(包括對運算、軟體、加密技術和感測器的投資)已投資於約80家新創公司,其中從事硬體開發的企業所獲投資佔最大份額(60+%)。

最大的投資發生在北美:PsiQuantum (光子量子處理器)、D-Wave (超導量子位元)、IonQ(離子阱)和Rigetti這幾家公司。歐洲也有一家量子技術領域的領頭羊,即位於瑞士的IDQ公司。

未來幾十年內,大範圍研發將繼續定義量子位元解決方案、量子電腦架構、軟體和商業模式。供應鏈也將鞏固,我們或許很快就能看到第一批收購行為。密碼學、感測和計時 已經是現有的市場,並將繼續成長。5G可能促使QKD (量子金鑰分發)市場加快成長。

在各家企業開發出一種基於量子閘的通用型電腦之前,還有很長的路要走。目前只有一家公司正在製造和運輸量子退火機——加拿大的D Wave。雖然這些Ising機器用到了2,000到5,000個量子位元,但它們目前僅限於最佳化問題。還有一個主題是量子模擬器,日本在這方面有強勢參與。

下一步將是開發具有50-100個邏輯量子位元的NISQ機器。然後最遠大的目標就是開發出通用型量子電腦,它將擁有至少100個邏輯量子位元,相當於100,000個物理量子位元。

近來,隨著量子加速器的發展,另一種方法開始嶄露頭角。這些將與CPU和GPU或FPGA在HPC中一同使用。將根據在一個或另一個晶片上使用、量子或非量子的情況進行運算分配。這是一種利用混合量子電腦的中間途徑,同時使用具有明確定義和獨特作用的半導體邏輯晶片和量子加速器。

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