9月20日，谷歌發佈論文稱已經利用一臺53量子比特的量子計算機實現了傳統架構計算機無法完成的任務，即全球最強大的超算Summit要花1萬年的計算實驗中，谷歌的量子計算機只用了3分20秒。此舉證實了量子計算機性能超越經典計算機，而谷歌研究人員宣佈，谷歌已經實現“量子霸權”。
此處並非傳統意義上的霸權，而是指量子計算機能夠被證實擁有超越傳統計算機性能的絕對優勢，則實現了“量子霸權”。誰先宣佈了實現量子霸權，誰將會在量子計算長跑中佔領先機。儘管相關論文在美國國家航空航天局(NASA)網站上不久後被刪除送與評審，但是關於量子計算的討論又開始被推上熱門話題。
對於眾多外行來說，量子計算仍是個遙遠的新概念。實際上，早在1981年量子計算機的概念就被提出，衍生於量子通信。量子計算是物理學與信息科學的交叉學科，被稱作是經典物理學天空的“烏雲”。經過多年發展，量子計算已經不再只停留在理論研究階段，2007年加拿大D-Wave公司實現歷史上第一臺商用量子計算機，率先推動量子計算機商業化，隨後谷歌、IBM、微軟等科技巨頭也開始佈局。
全球著名諮詢公司波士頓集團(BCG)曾發佈一份報告稱，量子計算機將可能改變密碼學和化學(以及材料科學、農業和製藥)等領域的遊戲規則，更不用說人工智能和機器學習，此外物流、製造業、金融和能源，都將因此而改變。儘管谷歌已經證實量子計算機可以解決經典計算機無法解決的問題，但是谷歌的系統只能進行一次單一的、技術性很強的計算，真正使用量子計算機解決實際問題還需要數年時間。
經典計算機依賴二進制，信息量的基本度量單位是比特，每一位可以表示為0或1。而量子計算機使用的是量子比特，一個量子比特不僅可以表示為0或1，還能表示0與1的疊加態(量子疊加)，也就是說，n個“比特”只能表示2n個狀態中的一個，n個“量子比特”卻能同時表示2n個狀態。理想狀態下，50個量子比特一次可以進行2的50次方次運算。因此，量子系統具有比二進制系統更快更高效的潛力，這種特性讓量子計算的工作速度呈雙指數倍增長，算力優勢達到恐怖級別，將實現對傳統計算機的碾壓式跨越。
從上個世紀80年代開始，一場關於建造功能最強大、量子比特最多的量子計算機研發競賽就已經拉開序幕。1988年IBM、牛津、伯克利、斯坦福和麻省理工學院的研究人員製作了一個2比特的計算系統;2017年美國IBM宣佈成功研製一款50量子位處理器原型，業內專家稱“量子霸權”進入爭奪關鍵期;2018年初英特爾推出了49量子比特超導量子測試芯片，名為“Tangle Lake”，過後兩個月不到，谷歌公司發佈72量子比特計算系統“Bristlecone”，同年8月，從事量子計算研究的新興公司Rigetti預計2019年將會發佈一個容量為128比特的計算系統，這一實現將是量子領域的重大突破，標誌著距離實現量子優勢(Quantum Advantage )和量子霸權(Quantum Supremacy)這兩個目標更近一步。
摩爾定律瀕臨上限量子計算成為重要突破點
傳統計算機遵循摩爾定律，即每隔18個月，集成電路上可容納的元器件數目約增加一倍，計算機的計算性能也增加一倍。當前集成電路在材料和製程工藝方面已經逼近瓶頸，2018年臺積電公司推出的7納米硅基芯片製程理論上已達到物理極限，要想繼續突破除了改用碳元素製作芯片，量子計算則是另外一種重要的選擇方式。
歐美日韓積極佈局
當前，量子力學已經成為世界的科技研究一大熱點。全球主要國家高度關注量子信息技術發展，紛紛加大政策和資金支持，力爭搶佔新興信息技術制高點。
美國是量子計算佈局裡最早也最積極的玩家之一，2018年美國通過《國家量子倡議法案》，在此之前，美國商務部的國家標準與技術研究院(NIST)，以及非營利組織SRI International簽署了合作研發協議。通過財團的力量，幫助美國推動量子計算行業的發展。2019年，美國政府發佈未來工業發展計劃，將量子信息技術等四大關鍵技術視為未來科技和產業發展的“基礎設施”，認為發展量子信息科學能夠保持美國在全球產業變革中的主導地位。政策上的持續加碼，讓美國在全球量子計算研發上佔據主導地位。
此外，英國、德國、荷蘭等國也相繼出臺了針對量子計算、量子通信等量子領域的發展規劃;日本、韓國起步較晚，但是憑藉著本身的技術積累，在量子計算領域的發展也來勢洶洶。
我國在推動量子技術方面也不甘落後，先後啟動“自然科學基金”、“863”計劃和重大專項，2016年多個“十三五”規劃文件中提及量子計算的戰略地位，支持量子計算的技術研發和產業化落地。2019年9月，濟南市政府正式批覆了《濟南市人民政府關於加快建設量子信息大科學中心的若干政策措施》，這是我國城市出臺的首個量子信息產業專項政策。文件提出2019-2021年，每年安排經費600萬元，重點支持量子信息青年科研人員，強化量子科技與人才儲備;在建設高水平量子研發機構方面，濟南市政府最高支持1億元。
隨著量子計算技術不斷髮展，一個由硬件和軟件架構師及開發人員、貢獻者、投資者、潛在用戶和附屬參與者組成的量子計算生態系統雛形顯現。總的來說，目前量子信息產業的主要參與者有五大類：端對端提供商、硬件和系統參與者、軟件和服務參與者、專家級參與者。
其中，端對端集成公司仍然是技術生態系統的中心。它們往往是大型科技公司和資金充足的初創公司，前者中如IBM一直是量子計算的先驅，並一直走在產業發展最前沿;後者如Rigetti是初創公司中領頭羊。
基礎研究方面，谷歌、IBM、英特爾等科技巨頭積極展開全球合作，與耶魯大學、麻省理工學院、加州大學等科研機構聯合攻關共性技術，主要集中在超導量子計算領域，並且這些企業已經在超導量子計算取得了一定的成果。
超導量子計算是目前進展最好最快的一種固體量子計算實現方法。超導陣營的所有主要參與者都已讓軟件和服務公司以及首選合作伙伴能夠從外部訪問他們的小型芯片，有的已經向整個社區開放了性能較差的版本和模擬器。未來三到四年內超導量子元位可能領先於其他技術。
具體落地應用依舊長路漫漫
量子計算的出現，為經典計算機算力的躍遷帶來可能，但是目前量子計算技術仍處於初級階段，距離解決工程規模的問題可能還需5-7年。據IDC預計，2027年，全球量子計算市場規模將達到107億美元，較2017年相比，10年內增長超過40倍;波士頓諮詢發佈的報告預測，在不考慮量子糾錯算法的進展情況下，保守估計到2035年全球量子計算應用市場規模將達到近20億美元，隨後暴漲到2050年的2600多億美元;若量子計算技術迭代速度超出預期，樂觀估計2035年市場規模可突破600億美元，2050年則有望飆升至2950億美元。
在一些傳統行業，以現有人類科技的計算能力，所消耗的時間和成本巨大，如生物製藥、化工、能源等;還有另一些本身對計算能力要求較高達到科技行業，也將會是量子計算實現商用的領域。例如：搜索、數字安全。人工智能、機器學習等等。
當前量子計算元年無法預測，但是可以預見的是，在所有商業應用領域不存在偶然爆發的情況下，前5年的發展將非常平穩。生物醫藥和化工行業作為龐大的行業，在量子元年應用市場規模將佔據大部分份額，隨著時間推移，搜索、機器學習和數字安全三個行業憑藉本身對計算的直接需求，將以量子計算作為時代跳板，市場規模佔比逐漸擴大，成為量子計算應用領域的主流。
近幾年全球範圍內在量子計算物理驗證取得的進展是有目共睹的，並且也導致了越來越高的市場興趣和投資活動，但是在實際解決問題方面，國際公認短期內無法實現通用量子計算機。根據賽迪智庫電子信息研究所9月發佈的《量子計算發展白皮書(2019年)》，量子計算發展預計分為近期、中期與遠期三個階段。
近期的量子霸權僅為技術研發初期的一種特有概念形式，距離真正的量子計算機仍有很大距離;中期將利用可控的人造量子系統實現對複雜物理過程的高效量子模擬;後期通用量子計算機將對大數據。人工智能。密碼破譯等領域產生顛覆性影響，並且量子計算機與經典計算機將實現功能互補。
BCG預測量子計算在25年內將經歷三個發展階段，最終走向成熟，該預測比前文所述的原計劃要晚十年。其中，第一個階段是2018到2028年，工程師們將研發出可用於低複雜程度的量子模擬問題的非通用量子計算機;
第二個階段是2028到2039年，邏輯量子比特數量將擴展到50多個，並實現所謂的“量子霸權”，更快速地執行特定算法的應用程序，主要包括分子模擬、研發和軟件開發等，創造巨大的市場潛力;
第三階段為2031年至2042年，量子計算機將在高級模擬、搜索和優化的商業應用取得比經典方法更有顯著優勢的規模。由於摩爾定律的擴展，以及量子計算在某些應用中超過二進制計算的閾值，第二階段和第三階段量子計算機之間有相當大的重疊。作為一個總體軌跡，BGC預測2030年左右將出現快速增長。
更多數據請參考於前瞻產業研究院發佈的《中國計算機網絡設備製造行業產銷需求與投資預測分析報告》，同時前瞻產業研究院還提供產業大數據、產業規劃、產業申報、產業園區規劃、產業招商引資等解決方案。
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