20201130-光子盒-半導(dǎo)體行業(yè)：2020全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告

一、主要技術(shù)路線介紹及進(jìn)展 61、超導(dǎo) 72、半導(dǎo)體量子點(diǎn) 3、離子阱 4、光學(xué) 5、量子拓?fù)?116、量子退火 12二、國(guó)外量子計(jì)算主要企業(yè) 142、谷歌 23 27 326、霍尼韋爾 347、微軟 368、英特爾 9、亞馬遜 42 44三、中國(guó)量子計(jì)算主要企業(yè) 461、本源量子 2、華為 3、阿里巴巴達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室 584、百度量子平臺(tái) 5、騰訊量子實(shí)驗(yàn)室 6、國(guó)盾量子 637、啟科量子 8、昆峰量子 9、量旋科技 四、核心設(shè)備及元器件 711、超導(dǎo)量子處理器芯片 732、大規(guī)模超導(dǎo)量子芯片制備產(chǎn)線，類似于半導(dǎo)體芯片制備產(chǎn)線 743、大功率極低溫制冷機(jī) 74五、系統(tǒng)軟件、語(yǔ)言與算法 771、量子算法 772、量子編程語(yǔ)言 3、量子計(jì)算開發(fā)工具 4、量子云平臺(tái) 六、量子計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域及進(jìn)展 991、人工智能 2、生物醫(yī)藥（分子模擬） 3、化工工業(yè) 1014、金融領(lǐng)域 1035、航空航天、交通 105七、產(chǎn)業(yè)鏈圖譜及市場(chǎng)預(yù)測(cè) 1091、產(chǎn)業(yè)鏈圖譜 2、市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè) 110種路線各有優(yōu)劣勢(shì)，尚無(wú)任何一種路線能夠完全滿足實(shí)用化要求并資料來源：中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)青年計(jì)算機(jī)科技論壇備受關(guān)注。量子比特不同于非“0”即“1”的經(jīng)典比特，而是可以處于“0”態(tài)和“1”態(tài)少，需要保持低溫。英特爾量子計(jì)算的硬件研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人吉姆·克拉克（Jim2017年開始，英特爾先后推出17量子比2018年2月展示了一個(gè)2量子比特自旋量子計(jì)算機(jī)，它可以實(shí)現(xiàn)“我們最新的研究發(fā)現(xiàn)，擁有更多電子的人造原子，其量子比特的強(qiáng)度比之們來說很重要，畢竟僅基于一個(gè)電子的量子比特可能非常不可靠?！蓖?，新南定了基礎(chǔ)。是一種將離子通過電磁場(chǎng)限定在有限空間內(nèi)的設(shè)備。它并不是一個(gè)很新穎的裝計(jì)算機(jī)中時(shí)，離子阱量子計(jì)算機(jī)相比于超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)就是全連接子阱量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)，這其中包括美國(guó)的霍尼韋爾和IonQ、英國(guó)的UQ融資，被投資機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)為“UQ是全球唯一能夠?qū)⒘孔佑?jì)算的效的公司”。同年，北京啟科量子在中國(guó)光博會(huì)上透露“天算1號(hào)”離子阱可擴(kuò)展分開發(fā)人員和程序員能夠在基于5個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)與經(jīng)典計(jì)算機(jī)之間建），量子人工智能實(shí)驗(yàn)室。2014年，谷歌招募了加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校John2020年8月，谷歌實(shí)現(xiàn)了迄今為止最大的量子化學(xué)模擬。谷歌AI量子團(tuán)隊(duì)及其合作者能夠模擬H6、H8、H10和H12鏈的結(jié)合能以及二氮烯的異構(gòu)化。這是迄今為止最大的量子化學(xué)模擬，最大的模擬需要12個(gè)量子比特，72個(gè)2量子比特門和114個(gè)1量子比特門。分子電子能量的Hartree-Fock計(jì)算是在谷歌的53量子比特處理器上進(jìn)行的。3、D-WaveSystem2013年5月，發(fā)布D-WaveTwo，擁有512量子比特，谷歌和NASA聯(lián)手購(gòu)買2015年8月，將D-WaveTwo升級(jí)為D-Wave2X，可用量子比特?cái)?shù)目增加到的量子人工智能實(shí)驗(yàn)室提供技術(shù)。美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心安裝了新的2017年1月，發(fā)布了一個(gè)開放源碼的量4、RigettiComputing比特，在79量子比特長(zhǎng)度上進(jìn)行單比特門操縱，平均保真度>99%，最佳保真2014年美國(guó)情報(bào)高級(jí)研究計(jì)劃局（IARPA）委托霍尼上圖顯示了霍尼韋爾量子解決方案的量子體積測(cè)試的突破性成果以及每個(gè)測(cè)試），法中，量子和經(jīng)典計(jì)算系統(tǒng)的結(jié)合使用可以幫助克服當(dāng)今量子技術(shù)固有的局限10、SiliconQuantumComputing），2020年10月，SQC刷新了有史以來的半導(dǎo)體量子比特的最低噪聲水平。SQC要涵蓋通用量子計(jì)算機(jī)中央處理器（QCPU）、專用量子模擬機(jī)中央處理器③夸父KFC6-130本源第一代超導(dǎo)六比特量子處理器用云端接入的方式使用量子計(jì)算機(jī)或者由本源部署好的虛擬量子計(jì)算機(jī)去構(gòu)建量子化學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)左為32位量子測(cè)控一體機(jī)，右為8位量子測(cè)控一體機(jī)32位量子測(cè)控一體機(jī)在整體性能上全面繼承了“悟源”中的第一1.本源量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(OQIA)成員安徽瀚海博興生物技術(shù)有限公司發(fā)布與本2.2018年1月11日，合肥本源量子計(jì)算科技有限公司的“本源量子計(jì)算云平臺(tái)”次發(fā)布的是首款國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)——本源量子測(cè)控一體機(jī)OriginQ導(dǎo)量子處理器夸父KFC6-130）。密歇根大學(xué)終身教授施堯耘入職阿里巴巴，組建并負(fù)責(zé)阿里云量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室子計(jì)算經(jīng)典模擬和量子密碼學(xué)。他在阿里巴巴致力于建設(shè)一個(gè)跨學(xué)科的國(guó)際團(tuán)里巴巴強(qiáng)大的分布式計(jì)算平臺(tái)，成功模擬了一些作為基準(zhǔn)的中間規(guī)模的量子電），加入騰訊，被認(rèn)為是騰訊布局量子計(jì)算的開端。2018年TMTMTM3.截至目前，啟科量子已注冊(cè)13個(gè)商標(biāo)，專利信息達(dá)22項(xiàng)，軟件著作權(quán)達(dá)12封裝。要構(gòu)建一個(gè)量子計(jì)算機(jī)，就需要從晶圓中選擇其中一個(gè)量子處理單元超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的核心部件是超導(dǎo)量子處理器芯片，和半導(dǎo)體集成電路芯片一英特爾在2019年12月發(fā)布了一款以美國(guó)俄勒岡州最冷的地方為名的Horse超導(dǎo)量子處理器只能在10mK左右的極低溫（約零下273.14度）下才能工作，首先，絕對(duì)零度可以使超導(dǎo)量子比特進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)從而避免了正常態(tài)的電阻損9.2013年，哈佛量子化學(xué)團(tuán)隊(duì)提出VQE算法，這一算法是為NISQA。B保證只用兩類函數(shù)之一,要么f(x)對(duì)所有的函數(shù)是平衡的,所以最好的確定性經(jīng)典算法需要2n/2+1次，，yxx+rr/2用輾轉(zhuǎn)相除法求yr/2+1和N的最大公約數(shù)，次數(shù)即上面各步中的主要計(jì)算是輾轉(zhuǎn)相除、計(jì)算f(x)和求f(x)的周期。輾轉(zhuǎn)相除的時(shí)2arcsinλ量子隨機(jī)游走的一個(gè)重要應(yīng)用是“判定一個(gè)圖中是否存在三角形”問題,直接3591一方面,孫曉明等證明了任何圖性質(zhì)函數(shù)的量子算法復(fù)雜度至少是95解線性方程組是一個(gè)基本的數(shù)學(xué)問題,在工程等22行精確計(jì)算；而量子計(jì)算機(jī)N個(gè)軌道正好需要N個(gè)量子比特完成模擬過征值E1E2......En，進(jìn)而求得體系的基態(tài)能量E0，VQE算法是基于變分原理而提從該表達(dá)式中不難看出，如果所選擇的試驗(yàn)態(tài)Ψ正好就是體系的基態(tài)Ψ0，那步驟（3）是在經(jīng)典處理器上完成的。在構(gòu)造量子線路以制備試驗(yàn)態(tài)時(shí)，VQE解的質(zhì)量之間的比率。QAOA算法很有意思的一個(gè)地方是它具有展示量積，每一步都對(duì)應(yīng)著兩個(gè)參數(shù)β和y；這里，以Hb為以HP為生成元的酉變換等于e-iHPyi。這里的βi和yi表示步數(shù)i對(duì)應(yīng)的量子線路的-iHpyi量子處理器與經(jīng)典處理器的工作流程圖光子盒表：量子編程語(yǔ)言美國(guó)的量子計(jì)算公司Rigetti創(chuàng)建了Forest，這是一個(gè)用于編寫和運(yùn)行量子程行編程，該庫(kù)將根據(jù)量子門編寫的程序轉(zhuǎn)換為稱為quil的較低級(jí)語(yǔ)言。Pyquil雖然功能相對(duì)較少，但上手比較簡(jiǎn)單。）；者為特定的量子處理器編寫量子算法，為用戶提供了對(duì)量子電路(Quantum混合編程的可視化方案和高性能的C++并行和分布式資料來源：資料來源：CSDN技術(shù)社區(qū)和誤差等內(nèi)容定義了與硬件無(wú)關(guān)的衡量量子計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的參量——量子容量子計(jì)算服務(wù)，也直接向谷歌、波音和NASA等機(jī)構(gòu)提供量子計(jì)算機(jī)。盡管業(yè)界對(duì)量子退火計(jì)算仍存在部分爭(zhēng)議，但D-2015年，阿里巴巴與中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合成立“中國(guó)科學(xué)院-阿里巴巴量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)核心模塊：量子組合優(yōu)化求解器HiQOptimizer和張量網(wǎng)絡(luò)計(jì)算加速器HiQ因而可以用于量子系統(tǒng)的模擬。），前不少經(jīng)典的機(jī)器學(xué)習(xí)問題，如主元素分析（PCA）、支持向量機(jī)（SVM），生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）都有了量子算法的理論加速版本，并且有的還在專用或），估，量子模擬可將藥物發(fā)現(xiàn)率提高5%到10%，并優(yōu)化（節(jié)約）15%到20%的研提煉和驗(yàn)證數(shù)百萬(wàn)種治療候選藥物，發(fā)揮多肽類藥物對(duì)某些疾病靶標(biāo)的獨(dú)特效在芯片制作工藝越來越接近物理極限的情況下，經(jīng)典算力的提升變得越來越困