盘点全球量子计算领域20家顶尖公司

谷歌，微软和空中客车等公司正大规模投资于量子计算领域，这项技术可以改变很多方面从人工智能到物流再到飞机设计。本文将带您看看全球正致力于量子计算技术的20家企业以及他们希望实现的目标。

量子计算机足以解决超出经典计算机能力的实际问题，而且这正逐渐接近成为现实。

量子计算机使用量子力学状态来确定“量子比特” - 它可以同时以1和0表示 - 以快速解决涉及许多可能变量的复杂计算，例如破解加密密钥，预测股市波动或优化飞机路线尽量减少燃料消耗。

量子计算领域进展很快。例如，微软为量子计算机设计了一种称为Q＃的特殊编程语言，并发布了一个“量子开发工具包”来帮助程序员创建新的应用程序。谷歌的量子计算项目之一与NASA合作，将该技术的优化能力应用于太空旅行。

量子计算技术的进展速度之快也引发了一些担忧。例如，量子计算机破解传统加密方法的潜力为开发另一种基于量子的技术 - 量子加密技术 - 的竞争增添了动力，这种技术可以构成量子通信网络的基础，如果没有发送者知道，它就无法被黑客攻击。下面重点介绍的一些公司正在努力创建这些网络，因为它们正在为量子计算世界做准备。

我们确定了20家参与商用量子计算硬件和软件开发的公司，以及许多致力于量子加密和通信的公司。

此列表按字母顺序排列。

•空中客车公司

•阿里巴巴

•AT＆T

•百度

•Booz | Allen | Hamilton

•英国电信

•谷歌

•霍尼韦尔

•IBM

•英特尔

•KPN

•洛克希德马丁

•微软

•三菱

•NEC

•诺基亚

•NTT

•雷神

•SK电讯

•东芝

1、空中客车公司正在探索利用量子计算机改变航空航天

空中客车集团于2015年底在威尔士纽波特建立了一个团队，以开发量子计算技术。空中客车公司的国防和航空部门的主要目标是研究与量子力学相关的一系列技术，从加密技术到计算技术。

空中客车公司并不打算开发自己的量子计算硬件，而是希望让现有的量子机器解决航空航天工业中的具体问题，即那些需要处理和存储大量数据的问题，包括分类和分析卫星传输的图像，或为飞机制造新颖，超耐用的材料。

2016年，空中客车的风险投资部门Airbus Ventures投资了量子计算初创公司QC Ware的种子轮，该公司正在建立一个量子计算云平台 - 在2018年，它再次投资于该公司的A轮融资。

2019年1月，空中客车公司开展了一项竞赛活动，利用量子计算解决方案解决各种航空器设计和操作问题—感兴趣的问题包括翼盒设计优化，计算流体动力学以及使飞机爬升路线更加省油。

2、阿里巴巴成立了致力于量子计算的实验室

2015年7月，阿里巴巴的阿里云云计算部门和中国科学院在上海建立了一个名为阿里巴巴量子计算实验室的研究机构。该实验室研究各个领域的量子计算应用，包括人工智能和电子商务和数据中心的安全性。

2018年2月，阿里云推出了具有11个量子比特的云量子计算服务。

3. AT＆T希望建立一个量子通信网络

2017年5月，AT＆T宣布与加州理工学院合作打造其量子网络技术 - 这可以帮助它提供更安全的通信。

2017年底，这两个合作伙伴 - 与美国宇航局的喷气推进实验室和美国能源部一起 - 开始在伊利诺斯州巴塔维亚的费米实验室建造量子网络。

4、百度希望赶上其最强大的竞争对手

百度于2018年3月宣布成立量子计算研究所，该计划的重点是专注于量子信息理论和量子计算。百度的搜索引擎，在中国最受欢迎，可以从量子计算有助于搜索大量数据库的潜力中受益。

百度已经落后于其国内竞争对手阿里巴巴（Alibaba），后者已经推出了一项11比特的量子云计算服务。

5、博思艾伦汉密尔顿正在探索为客户提供量子计算

Booz Allen Hamilton希望利用量子计算在数据科学产品和服务方面获得竞争优势。

该管理咨询公司表示，它已与政府和企业客户合作开发试验计划和量子计算机原型，以解决优化问题

Booz Allen Hamilton关注的领域包括物流，药物发现以及软件中复杂代码的验证。

2018年9月，Booz Allen Hamilton收到了美国空军研究实验室的合同。作为该项目的一部分，Booz Allen与量子计算公司D-Wave Systems一起研究如何利用量子计算来解决优化卫星分组的问题，以最大化其覆盖范围。

6.英国电信（BT）正在使用量子属性来保护敏感信息

BT与东芝研究院， ADVA Optical Networking, 以及英国国家物理实验室一起，正在合作研究和实施量子加密。这项技术使用量子纠缠光子 - 光粒子 - 在传输时保护敏感数据，这个想法是无法在不改变其量子状态的情况下拦截传输信息，从而揭示信息泄露。

2018年，英国电信开始在使用量子力学来提高通信安全性方面取得进展 - 部分原因是量子计算机有可能颠覆传统的加密方法。在2018年6月，英国电信宣布它已经建立了一个“量子安全”的互联网网络，该网络横跨英国剑桥和英国电信在伊普斯威奇的实验室，距离大约50英里。

7.谷歌希望使用量子计算机来开发人工智能

谷歌在量子人工智能实验室（QuAIL）运营着一台D-Wave量子计算机。该实验室由美国国家航空航天局和加州山景城NASA艾姆斯研究中心的大学空间研究协会运营。

2015年，领导谷歌QuAIL业务的Hartmut Neven和他的团队最近发表了一篇论文，初步测试结果表明D-Wave机器可以比传统计算机芯片快100倍的速度执行某些计算。

自2013年以来，该联盟一直在利用D-Wave的机器探索各种领域的量子计算应用，如网络搜索，语音/图像模式识别，规划和调度，空中交通管理，到其他星球的机器人任务，以及支持任务控制中心的行动。

2014年，为了缩小机器学习与人类智能之间的鸿沟 - 并在新兴的人工智能领域处于领先地位，Google开始利用其在D-Wave机器上的经验，并专注于开发自己的量子硬件。

在2018年，谷歌宣布它已经建立了一个新的量子处理器，代号为Bristlecone。这款72比特的设备是谷歌此前最好的9个量子比特上取得了重大进步，当时最接近的竞争者是IBM的实验性50比特的机器。在2018年晚些时候，谷歌宣布与NASA合作探索可以使用新量子处理器解决的问题。

在2019年初，谷歌在旧金山举行的IEEE国际固态电路会议上展示了为量子计算定制的电路。该电路设计用于冷却至低于1开氏度温度的低温外壳 - 这是未来扩大量子计算机系统的关键基础设施步骤。

8.霍尼韦尔正在推动其俘获离子量子技术的快速商业化

霍尼韦尔在量子计算方面的工作始于2014年，当时该公司参与了一项智能前沿研究项目活动（IARPA）项目，调查量子计算技术。

霍尼韦尔的主要关注重点是一种被称为俘获离子量子计算机的量子技术 - 一种量子计算方法，它依赖于利用电磁场将离子悬浮在空间中，并通过“共享陷阱”中的那些离子的运动来传输信息。

2019年5月，霍尼韦尔首席执行官Darius Adamczyk--一位曾担任该公司量子计算项目个人责任的前计算机工程师 - 宣布该公司的技术已经证明了“创纪录的高保真量子操作”，并预计该项目将在今年年底开始创造收入。

霍尼韦尔是为数不多的从事俘获离子技术研究的公司之一，其中绝大多数公司 - 包括IBM，谷歌和英特尔 - 都在使用半导体技术构建自己的量子计算硬件。

9. IBM关注商用量子计算机

IBM在纽约Yorktown Heights的研究中心设有量子计算小组。2015年4月，它宣布了一种新的电路，可以同时检测位翻转和相位翻转错误- 这是克服纠正可能困扰量子计算系统的量子误差挑战的一个潜在重要步骤。同年晚些时候，IBM获得了iARPA资助，以便在Logical Qubits计划下使用该技术。该计划的目的是通过建立可以扩展到更大尺寸的量子电路设计来克服量子系统的某些限制。

IBM于2019年初推出了一款名为“IBM Q System One”的20比特量子计算系统，用户可以通过云端访问该系统 – 并宣布埃克森美孚和欧洲核子研究中心为其量子计算服务提供服务。他们当时关注的重点领域是使用“IBM Q”来研究金融数据，物流和风险。

2019年6月，IBM宣布与一些非洲大学建立合作伙伴关系。作为合作的一部分，IBM希望研究人员将使用IBM Q的处理能力来研究药物研究和开发，采矿以及自然资源管理等主题。

IBM全球副总裁Norishige Morimoto最近表示IBM将在五年内将量子计算机商业化。

10.英特尔寻求更好的方法来大规模生产量子计算机

2015年9月，英特尔向代尔夫特理工大学量子研究所QuTech和荷兰应用研究组织承诺投入5000万美元，为十年的合作提供工程支持。

在2018年的CES上，英特尔宣布它已经构建了一个名为Tangle Lake的49比特量子超导芯片。与英特尔之前的芯片相比，这是一个很大的进步，英特尔此前的芯片分别为7和17比特。

在2019年3月，英特尔宣布了一种量子计算机测试工具，该工具允许研究人员验证量子晶圆并检查量子比特在构建成全量子处理器之前是否正常工作。对于量子计算研究人员而言，这可能是一项重要的节省成本和时间的技术，也是量子处理器大批量生产的一个步骤。

11. KPN希望创建更安全的电信

KPN是一家荷兰固定电话和移动电信公司，在其位于海牙和鹿特丹的KPN数据中心之间的网络中实施了端到端量子密钥分发（QKD），这种技术可以实现更安全的传输。KPN正与IDQuantique合作，这是一家专门从事量子加密的瑞士公司。

12.洛克希德·马丁在早期的量子计算项目之后加大支持力度

洛克希德·马丁公司与南加州大学合作，共同创办了USC-洛克希德·马丁量子计算中心（QCC）。该中心专注于利用绝热量子计算的力量，其中问题被编码到物理量子系统的最低能量（“最冷”）状态，以找到具有许多变量的特定问题的最佳答案。

这种优化方法可以帮助洛克希德马丁公司应对各种挑战，例如改进飞机设计或制造业物流。

此外，D-Wave Systems Inc.于2015年宣布与洛克希德马丁达成一项多年期协议，将该公司的512比特 D-Wave Two量子计算机升级为具有1,000+量子比特的新型D-Wave 2X系统。这是自洛克希德·马丁公司于2011年成为D-Wave首个客户以来的第二次系统升级。

13.微软希望装备量子程序员

Microsoft的QuArC小组成立于2011年12月，专注于设计用于可扩展，容错的量子计算机的软件架构和算法。该集团的显着成就包括LIQUi |>，一种用于量子计算的软件架构和工具套件。微软的QuArC小组与世界各地的大学密切合作，包括悉尼大学，普渡大学，苏黎世联邦理工学院和加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）的量子计算小组等。

2014年，微软透露它正在研究拓扑量子计算 - 旨在改进量子态的受控工程 - 在位于UCSB校园的一个名为Station Q的组中。为了强调QuArC组的软件和算法工作，Station Q旨在帮助创建可扩展，容错，通用的量子计算机。

微软还在构建量子计算开发层方面取得了长足进步。2017年底，微软宣布推出量子开发套件 - 一种名为Q＃的编程框架和语言，供寻求为量子计算机编写应用程序的开发人员使用。2019年2月，微软推出了微软量子网络 - 一个致力于量子应用和硬件的机构和个人网络。

今年5月，微软表示其量子开发套件已被下载100,000次，并且它将开源其Q＃语言，编译器和量子模拟器。

14.三菱电机采取措施确保移动通信安全

三菱电机声称已经开发出世界上第一款“一次性打击垫软件”，这是一种先进的手机加密技术，旨在确保电话交谈保密。

此外，该公司还在一个由国家信息通信技术研究所开展的项目中实施其技术，以测试量子安全网络上移动通信的可行性。

15. NEC和富士通希望提供长距离量子通信

2015年9月，东京大学纳米量子信息电子研究所与富士通实验室有限公司和NEC公司合作，宣布他们实现了量子密钥分配，以确保在120公里的距离内使用带有单光子发射器。

2018年1月，NEC宣布计划投资开发自己的量子计算技术，以解决优化问题。另一家日本巨头富士通宣布与多伦多大学合作，到2020年投资4.51亿美元用于量子计算，以及温哥华的1QB信息技术公司 - 富士通投资的公司。

16.诺基亚是量子计算先驱

诺基亚是贝尔实验室的母公司 - 贝尔实验室是量子计算算法开发的先驱。贝尔实验室的几位研究人员是量子计算的先驱，包括Peter Shor（Shor算法）和Luv Grover（Grover算法）。量子计算的新兴领域活的了Shor的发现，1994年，量子计算机将能够比传统计算机更快地找到大数的主要因素 - 这一属性可能很快破坏传统的加密方法，传统方法依赖于很难计算质因子。

今天，诺基亚与洛克希德·马丁一起参与牛津大学的一个项目，探索量子技术在增强优化和机器学习方面的潜力。

2017年，摩根士丹利的一份报告将贝尔实验室的量子计算计划与IBM，谷歌和微软的计算方案统称为“最可靠的”。

17. NTT专注于优化应用

NTT基础研究实验室和NTT安全平台实验室合作探索超冷原子和量子信息处理。2014年，英国布里斯托尔大学的公司和研究人员开发出一种光学芯片，利用光子测试量子计算的新理论，目标是减少先前测试量子理论所需的资源。

2017年，该公司开放了用于公共测试的原型量子计算机。NTT的量子计算机与大多数从事量子计算的公司不同，它是一台“量子伊辛”机器 - 专门用于解决优化问题。

在2018年末，NTT宣布了在硅谷开设量子计算研究中心的计划，目的是促进量子计算理论的研究并与其他当地研究人员合作。

18、雷神公司将量子计算应用于成像

Raytheon在其Raytheon BBN Technologies研发中心内建立了一个量子信息处理小组，专注于利用量子现象进行传感，计算和成像。

2012年，Raytheon BBN Technologies在由智能高级研究项目活动（IARPA）赞助的量子计算机科学计划下获得了220万美元的资金，其目标是将量子计算机的各个方面集成到一个框架中，以便更好地管理资源和评估性能。

2017年，Raytheon BBN的一个团队与IBM Research合作，于2017年发布了一项关于自然量子信息的研究，该研究表明量子计算能够比传统计算设备更快，更有效地发现某类问题的答案。

19. SK Telecom正在韩国建立量子通信网络

2016年3月，SK电讯宣布完成了五个不同的国家量子通信测试网络的推出，总覆盖距离为256公里。

在2018年初，SK电信投资6500万美元，据称拥有ID Quantique超过50％的股权，ID Quantique是量子密钥分配系统和其他量子影响技术的开发商。今年9月，SK电讯宣布他们与ID Quantique和诺基亚之间的合作已经成功开发了IDQ的QKD与诺基亚光传输系统之间的互操作性。

20.东芝追求安全的通信网络

东芝的量子密钥分发（QKD）系统为基于光纤的计算机网络上的加密应用提供数字密钥。

值得注意的是，该公司在2015年宣布，东芝生命科学分析中心的基因组数据将被量子通信系统加密，并传输到东北大学的Tohoku Medical Megabank Organization。东芝拥有全球最大的量子IP产品组合之一。

在2018年2月，东芝推出了一款13.7 Mbps量子密钥分发设备 - 比之前速度最快的QKD设备快几倍，该设备也是由东芝开发的，速度为1.9 Mbps。

2019年，东芝宣布与美国开发商Quantum Xchange合作，将其量子密钥分配光网络Phio的容量翻倍。目前，Phio项目活跃于纽约市的一些银行和资产管理公司，帮助客户移动数据并保持安全。

本文来源：https://www.cbinsights.com

本文翻译：刘斌 中国（上海）自贸区研究院（浦东改发院）金融研究室主任

合作译者：赵云德