量子技术市场包括一系列令人兴奋的新兴产品和服务。新的量子计算机、量子传感器和量子通信工具有望彻底改变一系列行业,从化学和公用事业到医疗保健,甚至消费电子产品。事实上,在某些情况下,量子技术不仅“有希望”,而且已经在这里——产生收入并扰乱既定市场。然而,对于其他子行业,预计在许多年内都不会实现大规模采用。
在这篇文章中,IDTechEx询问了当今量子技术市场的状况,但至关重要的是,它预计将如何在未来十年内实现增长。IDTechEx提供涵盖量子技术市场的广泛研究报告组合,提供关键的市场情报和十年预测。有关量子计算机、传感器和通信硬件的工作原理以及关键应用的更多详细信息,请访问www.IDTechEx.com/Research/quantum。今天的量子技术市场:我们是如何走到这一步的?
尽管量子技术经常被列入深度技术类别,但在许多方面,量子技术研究已经建立了令人难以置信的基础。对纳米物理的学术理解的早期突破可以追溯到19世纪末。此外,早在20世纪50年代和60年代,就开发了一些早期的量子套件,如原子钟和超导量子干涉装置(一种磁场传感器)。图1-关键量子突破的时间线。来源:
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随着20世纪量子理论和实验实现的突破,近年来,专门为量子计算、量子传感和量子通信开发的解决方案之间的区别变得更加明显。他们联合使用量子现象来提供高度差异化的性能特性,但在应用、商业准备和中期市场前景方面要分开得多。图2-量子技术代表了丰富多样的创新。它主要分为量子计算、量子传感和量子通信。
有关量子计算机、传感器和通信硬件的工作原理以及关键应用的更多详细信息,请访问www.IDTechEx.com/Research/quantum。来源:IDTechEx
那么,鉴于其相对较长的历史,为什么今天对量子技术如此大肆宣传呢?简而言之,针对量子技术商业化的投资已经加强。随着量子技术的技术准备水平的提高,单位也有兴趣利用它们来促进当地经济和加强国家安全。这导致了全球许多“量子国家战略”的部署。
据估计,目前已有超过350亿美元的公共资金用于量子技术的研究和开发。图3。2024年全球量子技术融资格局。来源:IDTechEx
私人投资也有助于量子技术弥合实验室和商业化之间的鸿沟,量子计算、传感和通信领域的许多初创企业现在利用数亿美元的风险投资扩大了运营规模。这些较小的参与者与也进入该领域的大公司之间的竞争也促进了增长和创新。所有这些都没有提到公众对量子计算机的具体兴趣。
在所有正在开发的技术中,这些神秘机器的出现无疑是量子炒作之火的最大燃料。明天的量子技术市场:我们将走向何方(以及速度有多快……)
量子技术领域的许多利益相关者现在提出的问题通常是“那么什么”、“何时”和“谁”的组合。IDTechEx广泛的量子技术研究旨在更深入地回答这些问题。本节展示了这项研究中关于未来十年可能会发生什么的三个关键见解。
1-加强量子人才管道
多年来,人们经常担心即将到来的“量子人才危机”的必然性。如果该行业要发展到许多人预期的规模,那么在量子工程师、算法开发人员、物理学家、律师等方面还有一个巨大的缺口需要填补。从IDTechEx的角度来看,许多公司向我们报告说,量子人才已经面临挑战。一些人发现,他们的关键人员正被竞争对手挖走,而另一些人则发现,拥有他们所需专业知识的人很少。在未来几年,“加强量子人才管道”
的努力注定会继续下去。IDTechEx已经确定了实现这一目标的五种相互关联的方法,以及一些已经参与这项任务的著名公司和指示。图4。量子管道是如何构建的?来源:IDTechEx
2-更加关注可扩展的制造方法
可以说,限制当今量子技术市场增长的最大因素之一是缺乏可扩展的制造方法。
这当然适用于量子计算,在量子计算中,在保持低损耗的同时扩大硬件规模(例如,包括更大的量子比特数)是一个普遍存在的问题,涉及主要模式(包括超导、囚禁离子、中性原子、光子、硅自旋、金刚石等)。同样,量子传感器可以在灵敏度方面提供数量级的改进,但尚未很容易地以小尺寸、重量和功率(SWAP)封装制造。如果没有可扩展的制造解决方案,汽车等量子传感器的大批量市场将继续依赖传统的传感器解决方案。
成熟的传感器制造商已经开始参与量子传感器的开发,而单位则将资金用于关键部件的开发和促进供应链的发展。因此,在未来十年,人们肯定会更加关注量子技术产品的可扩展制造解决方案。此外,所需的知识产权和最先进的设施也可能增值。量子工厂可能没有量子计算吊灯的形象那么迷人,但它肯定会在加快“何时”量子技术对现实世界产生影响的答案方面发挥更关键的作用。
3-价值捕获动态的转变
随着商业化的成功,行业对在哪里获得最大价值的进一步质疑也随之而来。令人惊讶的是,到目前为止,整个生态系统中很少有人真正应对这一挑战。例如,在量子计算的情况下,硬件开发人员在很大程度上依赖于与已知云服务的合作关系来获得曝光并降低系统成本。因此,他们面临的妥协是议价能力。然而,随着本地量子计算的普及,尽管目前主要是一个“以研究为导向”
的市场,但数据中心可能不得不支付开发者设定的价格。目前,终端用户和开发人员需要彼此才能取得成功。我们在很大程度上仍处于利用该技术构建用例的早期采用者的特殊交易时代,因此对创收潜力充满信心。然而,随着量子技术的成熟和人们对其能力的认识的提高,价值捕获可能会成为生态系统中更多参与者的议程。图5。本地云访问。来源:
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总之,IDTechEx预计将看到量子人才线得到加强,可扩展的制造解决方案得到发展,价值捕获动态开始转变。这反映了未来量子技术市场的总体积极前景。然而,对于我们以多快的速度接近增长的重大拐点,仍然需要耐心。如果有的话,下一个十年将为2030年代末社会的真正量子革命奠定基础。正是在20年的时间框架内,将量子的起点与可能的发展方向进行比较才真正变得引人注目。
想象一下,自动驾驶汽车不再依赖于GPS、人机界面和使用我们身体产生的微小磁场的医疗设备、完全不可破解的通信网络,以及解决当今超级计算机需要数千年才能解决的问题的量子计算机。