量子計(jì)算，這一科技界的炙手可熱的話題，無疑是未來計(jì)算的一大革命。但與所有新興技術(shù)一樣，它也面臨著現(xiàn)實(shí)的考驗(yàn)：如何將理論的巨大潛力轉(zhuǎn)化為實(shí)際的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
首先，我們必須認(rèn)識(shí)到，量子計(jì)算的目標(biāo)并不是替代傳統(tǒng)計(jì)算，而是為那些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以處理的問題提供解決方案。
這意味著，至少在短期內(nèi)，量子計(jì)算機(jī)將主要用于特定的、高度專業(yè)化的任務(wù)，而不是廣泛的消費(fèi)市常
這種專業(yè)化的應(yīng)用可能會(huì)限制其市場規(guī)模，但并不意味著它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有限�？紤]到量子計(jì)算機(jī)在藥物發(fā)現(xiàn)、金融建模和其他領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，它可能會(huì)為企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)創(chuàng)造巨大的價(jià)值。但這也意味著，只有那些能夠承擔(dān)高昂成本并看到其長期價(jià)值的機(jī)構(gòu)才可能投資于量子計(jì)算。
圖｜IBM 量子計(jì)算機(jī)（來源：IBM）
01. 2027 年市場規(guī)模達(dá) 76 億美元
上月，國際數(shù)據(jù)公司IDC發(fā)布了一份報(bào)告，該報(bào)告對(duì)全球量子計(jì)算市場進(jìn)行了深入的研究。報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)2022 年量子計(jì)算的銷售額將達(dá)到 11 億美元，并將以 48.1% 的復(fù)合年增長率增長，到 2027 年達(dá)到 76 億美元。
對(duì)我們來說，這聽起來并不是一筆巨款，這相當(dāng)于八臺(tái)能夠訓(xùn)練GPT-4級(jí)模型的人工智能訓(xùn)練機(jī)器的成本，或者是國家級(jí)的HPC中心的兩倍百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的成本。
02. 市場規(guī)模縮小
有趣的是，與IDC之前在2021年發(fā)布的預(yù)測相比，新的預(yù)測明顯較低。
在2021年11月的預(yù)測中，IDC預(yù)計(jì)，量子計(jì)算市場將從2021年的4.12億美元，以50.9%的復(fù)合年增長率增長，到2027年增長到86億美元。
然而，量子計(jì)算市場規(guī)模的下調(diào)，是由于幾個(gè)因素，如量子計(jì)算的客戶支出受到了負(fù)面影響，包括：量子硬件開發(fā)的進(jìn)展比預(yù)期慢，這延遲了潛在的投資回報(bào)；人們的關(guān)注逐漸轉(zhuǎn)向生成式人工智能，認(rèn)為生成式人工智預(yù)計(jì)會(huì)為最終用戶提供更大的近期價(jià)值；以及一系列宏觀經(jīng)濟(jì)因素，如更高的利息和通貨膨脹率以及經(jīng)濟(jì)衰退的前景。
在此之前，大部分增長將由量子計(jì)算作為服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)的成熟以及適合量子技術(shù)的高性能計(jì)算工作負(fù)載的增長驅(qū)動(dòng)。
這樣的增長走勢確實(shí)有些難看，畢竟在此周期內(nèi)總體市場的規(guī)模就只有幾十億美元。就算是用2027年的總值來衡量，量子計(jì)算產(chǎn)生的收入對(duì)于這樣一項(xiàng)看似有望改天換地、扭轉(zhuǎn)乾坤的技術(shù)而言也只能算是九牛一毛。畢竟在同一年，全球的IT支出預(yù)期將達(dá)到4萬億美元左右。
03. 預(yù)期收入無法覆蓋投資成本
IDC還預(yù)計(jì)，2023-2027年預(yù)測期間，量子計(jì)算市場的投資將以11.5%的復(fù)合年增長率增長，到2027年底達(dá)到近164億美元。這包括公共和私人資助的機(jī)構(gòu)所做的投資，技術(shù)和服務(wù)供應(yīng)商的內(nèi)部分配（R&D支出），以及風(fēng)險(xiǎn)資本家和私人股本公司的外部資金。
我們都知道年均復(fù)合增長率是怎么計(jì)算的，這里不妨按這個(gè)比例向前、向后再做一點(diǎn)推導(dǎo)。我們仔細(xì)研究了IDC的兩份神秘預(yù)測，試圖解碼量子計(jì)算的經(jīng)濟(jì)密碼。結(jié)合2027年的預(yù)測數(shù)據(jù)和復(fù)合增長率，推算出了2021年和2023年的投資情況。至于2020年和2022年，稍加推理也能得出大概的數(shù)字。也許這里的結(jié)果跟IDC的實(shí)際評(píng)估有點(diǎn)出入，但大方向應(yīng)該沒錯(cuò)。
簡單來說，過去幾年間對(duì)量子計(jì)算技術(shù)的投資規(guī)模相當(dāng)于2020年的20倍，2021和2022年的10倍，但到了2027年，只有2.2倍的回報(bào)。這條增長曲線看起來還不錯(cuò)，但仔細(xì)一看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，量子計(jì)算產(chǎn)生的預(yù)期收入根本無法覆蓋掉投資成本。
發(fā)生這種情況的可能性有二：要么是技術(shù)尚處于萌芽階段，要么就是它被證明的確難以得到普遍應(yīng)用。這讓我想起了那些年，高性能計(jì)算的黃金時(shí)代，它之所以能夠穩(wěn)穩(wěn)地走下去，全靠核武器管理的大手筆支持。如果沒有這些特殊需求，即使高性能計(jì)算能帶來巨大的收益，它也難以在商業(yè)世界中長久生存。
04. 全球量子計(jì)算投資格局
風(fēng)險(xiǎn)投資公司Quanto Nation在全球范圍內(nèi)投資各類量子計(jì)算項(xiàng)目。該公司合伙人Oliver Tonneau在去年秋季的高性能計(jì)算用戶論壇上做過一場演講，期間展示了下面這張摘錄自The Quantum Insider 的圖表，詳細(xì)列舉了量子計(jì)算技術(shù)的不同投資類型和金額數(shù)字。
從圖表可以觀察到，全球量子計(jì)算投資呈現(xiàn)波動(dòng)態(tài)勢。
全球?qū)τ诹孔佑?jì)算的投資在2021年出現(xiàn)了顯著增長，但在2022年有所回落。這表明投資者對(duì)于量子計(jì)算領(lǐng)域的興趣明顯上升，但也可能存在市場波動(dòng)。對(duì)于企業(yè)和投資者來說，需要謹(jǐn)慎評(píng)估市場情況，把握投資時(shí)機(jī)。
圖｜量子投資的各種類型和金額
對(duì)于北美和歐洲的投資而言，多家量子計(jì)算公司IONQ、D-Wave、Rigetti、Xanadu、IQM 以及 PsiQuantum 均獲得了上億美金的投資。值得一提的是，PsiQuantum拿到了高達(dá)6.65億美金，創(chuàng)下了歷史最高。
圖｜北美和歐洲的投資水平
再來看Tonneau提供的另外一張圖表：
圖｜各國投資規(guī)模
根據(jù)圖示可以看到，至少在投資規(guī)模上，中國對(duì)于量子計(jì)算相當(dāng)重視。我們承認(rèn)，對(duì)于身處追趕階段的國家來說，瘋狂燒錢并不一定明智、也未必能帶來成效。但要想推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，不花錢必然是毫無機(jī)會(huì)，相關(guān)市場更是不可能建立成型。
Hyperion Research曾經(jīng)是IDC集團(tuán)的一部分，隨后被一家中國企業(yè)所收購。對(duì)于量子計(jì)算市場的收入前景，他們給出了這樣的預(yù)期。
圖｜全球量子計(jì)算市場預(yù)測
如圖所示，Hyperion Research給出的市場規(guī)模預(yù)測顯然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及IDC給出的預(yù)期。
再來看另一份圖表，是按國家劃分的量子計(jì)算硬件公司，以及量子計(jì)算硬件公司正在探索的不同類型的量子設(shè)備，可以看到，美國、英國、中國是擁有量子計(jì)算硬件公司最多的國家。超導(dǎo)、光量子以及離子阱是最受青睞的技術(shù)棧。
圖｜按國家、技術(shù)棧劃分的量子計(jì)算硬件公司
截至去年秋季，全球已經(jīng)有44家量子計(jì)算硬件制造商，在探索超過十種量子比特硬件技術(shù)。
總的來看，在全球范圍內(nèi)，量子計(jì)算技術(shù)得到了前所未有的關(guān)注和投資，特別是在北美和歐洲地區(qū)，其中一些公司已經(jīng)獲得了數(shù)億美元的投資，中國也在大力推動(dòng)這一技術(shù)的發(fā)展。然而，市場預(yù)測顯示，盡管Hyperion Research和IDC給出的市場規(guī)模預(yù)測存在較大差異，但都預(yù)示著量子計(jì)算市場將在未來幾年內(nèi)持續(xù)增長。
至于這一切的未來走向？也許可以讓量子計(jì)算機(jī)為我們預(yù)測一下？
引用：
[1]https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS51160823
[2]https://www.bloomberg.com/press-releases/2021-11-29/idc-forecasts-worldwide-quantum-computing-market-to-grow-to-8-6-billion-in-2027?sref=PD7AKDQg
[3]https://www.hpcuserforum.com/wp-content/uploads/2022/10/Quantonation-O.Tonneau.pdf
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