波士顿，2024年5月23日/PRNewswire/-错过量子计算提供的竞争优势的风险正在上升。世界各地的政府和私人投资者都在下数十亿美元的赌注，相信该行业将产生巨大的长期回报。然而，要实现这一点，量子计算机的理论优势必须转化为现实世界的商业价值。在这篇文章中，IDTechEx探讨了当今材料、化工、汽车、金融和医疗保健行业正在开发的应用程序。

有关量子计算硬件平台的技术差异、商业准备时间表和二十年市场预测的更多信息，请参阅IDTechEx的报告《2024-2044年量子计算市场：技术、趋势、参与者和预测》。

量子优势简化

量子计算机使用量子比特而不是经典比特。它们特殊的量子特性使它们能够同时表示“1”和“0”的叠加，并在纠缠群中协同工作。在不了解这背后的物理原理及其工作原理的情况下，从最终用户的角度来看，最重要的是它对计算能力的影响。在经典机器中，N个比特可以表示N个状态。相反，在基于门的量子计算机中，N个量子位可以表示2N个状态。或者，正如彼得·奈特爵士在2024年新科学家新兴技术峰会上所说，只有300个好的量子位可以代表比可见宇宙中原子更多的状态。这不仅成倍地减少了解决某些现有问题所需的时间，而且为解决更困难、更复杂的问题提供了一种手段。

目前，经典超级计算机有数万亿的经典比特，而许多可用的量子计算机只有少数有用的量子位。然而，随着全世界的努力都集中在扩大硬件规模上，最终用户已经在开发真实世界的用例。这一趋势可以在多个垂直行业中找到，许多参与者都希望成为早期采用者，并在其可用时立即实现竞争优势。

对最终用户的用例开发阶段和硬件开发进展如何跟踪商业价值时间表的定性评估。“今天”的标志是基于门和退火平台的平均值。来源：IDTechEx

材料模拟：药物发现和电池化学

在纳米级，或者换句话说，在原子级模拟材料特性，对于经典机器来说，是令人难以置信的计算密集型。此外，其中一些模拟以不特别准确而闻名——例如，预测绝缘材料将是导体。

这对许多垂直行业依赖材料发现和模拟的领域产生了影响，这是一个非常耗时和昂贵的实验过程。然而，在对材料信息学的兴趣来解决这一挑战的同时，还有许多对量子计算应用的研究，以显著加快材料发现的时间表。

这方面的一个重要例子是药物发现。杨森制药（Janssen Pharmaceuticals）等公司正在研究如何使用量子计算来提高潜在候选药物的筛选效率，并将其应用于分子模拟。这项工作可以具体涉及晶体结构预测或结合亲和力以及性质预测（包括毒性）的应用。

材料特性模拟和目标发现也是电池化学创新中的高价值问题。虽然基于经典计算的材料信息学经典方法可以增强我们对电池化学的理解，但在分子或亚原子水平上模拟化学反应的效率可能低于量子计算。电子相互作用的模拟也可以提供对阳极和阴极的化学反应的更准确理解，例如诱导氧化物形成的降解。因此，量子计算可以通过执行超出经典计算能力的计算来加速更高性能电池的开发。

银行和金融：定价优化和欺诈检测

金融部门是最早涉足量子技术的行业之一。这在一定程度上是因为稳健的数据安全在金融中至关重要，因此，在集成量子密钥分发和后量子密码学等量子通信解决方案的同时，还要为量子计算带来的风险做好准备。

然而，除了金融的巨大风险之外，还有许多潜在的机会，特别是在定价优化和欺诈检测方面。有了量子计算，定价优化可以考虑比现在更多的影响因素，评估货币、地点、可持续性、供应链、地缘政治等的综合影响。至于欺诈检测，使用量子计算机分析银行活动的能力可以使安全协议更加精简。购买第一杯假日咖啡时被错误屏蔽的卡片将成为过去。

在2024年新科学家新兴技术峰会上，汇丰银行概述了他们的战略，即建立专门的内部专业知识，在这些领域开发量子就绪的产品，这些产品可以在硬件准备就绪后立即部署。然而，汇丰银行并不是唯一一家探索量子计算的公司——事实上，高盛、摩根大通、巴克莱、万事达、花旗等都在进行量子计算。然而，其中一些公司选择使用第三方来构建用例，而不是投资于内部团队。在当前量子人才短缺的时代，尤其是在行业内，专业中间人的角色看起来特别有利可图。

汽车和航空航天：流体动力学和油漆车间问题

未来出行的大趋势是广泛的电气化和自主化。当然，汽车界对电池化学模拟的应用非常感兴趣，他们是这一研究领域最活跃的商业人士之一。IDTechEx量子计算报告对此进行了更深入的介绍。然而，除了材料发现之外，量子计算还提供了其他领域的优势，如流体动力学和物流。

计算流体动力学（CFD）模拟是汽车和航空航天设计过程的重要组成部分。然而，对于非常复杂的场景，劳斯莱斯等行业领导者的假设是喷气发动机设计的迭代设计——量子解决方案的效率可能非常有价值。

相比之下，量子计算在更广泛的物流和运营中的应用可能会带来变革。多车喷漆车间问题是一个类似于金融中定价优化的例子，因此，使用量子计算机可能会更好地解决占变量数量较多的工作流调度问题。例如，D-wave已经在与Pattison Food Group的合作伙伴一起使用退火技术，加大自动调度产品的生产规模部署。

市场展望与结论

总的来说，“优化和复杂模拟问题”的一般主题一次又一次地成为量子计算机的杀手级应用。在制药、化工、医疗保健、汽车、金融、航空航天等行业，量子专业知识的价值正在上升。

尽管在某些情况下，人们仍然对通用、大规模容错量子计算机是否有可能如承诺的那样实现持怀疑态度，但对于每个行业实际实现的时间表价值，仍存在更多分歧。

然而，对许多人来说，错过和落后的风险太高，无法不参与。展望未来，IDTechEx预计，人们对量子技术带来的风险的认识不断提高，特别是在量子通信和数据安全领域，可能会成为更多商业参与者开始考虑量子计算可能给他们带来的机会的门户。展望未来，潜在的最终用户必须对“量子炒作”既不过于谨慎，也不过于热情。

在一个支离破碎的环境中，有这么多相互竞争的量子计算技术，了解每种方法之间的差异对于在这个令人兴奋的行业中确定现实的增长机会至关重要。IDTechEx的报告《2024-2044年量子计算市场：技术、趋势、参与者和预测》涵盖了有望以革命性的方法解决世界尚未解决的挑战的硬件。本报告借鉴了广泛的一次和二次研究，包括对公司的采访和多次会议的出席，对相互竞争的量子计算技术进行了深入评估：超导、硅自旋、光子、捕获离子、中性原子、拓扑、金刚石缺陷等。

欲了解更多关于本报告的信息，包括可下载的样本页，请访问www.IDTechEx.com/QuantumComputing。

有关IDTechEx量子技术市场研究的完整组合，包括更广泛的量子技术市场以及与量子通信和量子传感器相关的更深入研究，请访问www.IDTechEx.com/research/Quatum。

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来源IDTechEx