3小时《流浪地球2》隐藏了中国未来30年的一个大动作

　　除了和《满江红》的相爱相杀以及背后的种种瓜葛猫腻以外，其在内容和市场之外的各种要素，包括对电影工业和工业电影的推动意义等，都是大家热议的内容。

　　但考虑到这主要是因为它花了太多篇幅去叙述一个末日社会的全景，而削弱了主线剧情的存在感，从科幻作品的属性上看，这是相当负责任的。

　　更让人惊喜的是，电影设定的时间点——2044年，离我们只有20年，这意味着创作团队不能随意发挥想象力，不能过度突破现实框架。而电影最终呈现了现实和未来的完美融合。

　　它不仅可实现全球复杂计算资源融合与调度，并控制数万座发动机协同运作，还能提前计算出地球遭遇多次危机，还有余力支撑“数字生命”计划，甚至还可能出现了独立意识。

　　众所周知，传统计算机的基本单元是晶体管，晶体管打开，允许电流通过，输出信号“1”，反之为“0”，这就产生了一个二进制的信息单元，人们称它为比特(Bit)。现在你看到屏幕里的所有东西，就是计算机在瞬间处理上百亿个“0”和“1”的结果。

　　要增大算力，最直接的方法就是把晶体管做得越来越多，而为了减小能耗和提高实用性，还要把晶体管做得越来越小。

　　过去几十年，随着晶体管数量在摩尔定律——芯片上的晶体管数目，大约每18-24个月增加1倍——的预言下持续翻番，人类社会的算力也一直在以指数增长着。

　　然而当晶体管小之又小，逼近宏观世界和微观世界边界的时，两个世界物理框架的冲突，就会干扰其正常的运行。

　　事实上，在晶体管逐渐逼近极限的当下，量子隧穿带来的漏电现象已经无法忽视，严重阻碍了晶体管密度的进一步上升，指数增长即将中断。

　　如果找到合适的亚原子粒子，并用它来代替晶体管充当计算单元，变成“量子比特”，那它就可以同时表示“0”和“1”。这样，1个量子比特包含2个信息，2个量子比特包含4个信息，3个量子比特就是8个信息……N个量子比特就包含2^N个信息。

　　这是非常惊人的，传统的32位处理器一次只能塞32个信息，而10个量子态1次就可以塞1024个信息。而300位量子比特可以处理的信息量(2^300)就已经超越了目前宇宙中已知的原子总数。

　　更重要的是，传统计算机是计算单元(晶体管)呈指数增长，算力随单元线性增长;而量子计算机在算力随单元数量指数增长的同时，计算单元本身也未必不能指数增长。

　　也就是说，未来人类社会的算力，有可能出现“双指数增长”的恐怖形态。届时，人类的科技社会会以多快的速度发展，难以想象。

　　简单来说，经历了上世纪下半叶的理论和算法研究期，进入新世纪以来，全球量子计算产业已经正式进入了技术验证阶段。

　　1998年，IBM、牛津、伯克利、斯坦福和麻省理工学院的研究人员制作了第1个2比特的计算系统。

　　如果参照传统计算机的发展历程，从第1台ABC计算机(1942年测试)到商用计算机产业在80年代爆发，那么量子计算产业的爆发已然不远。

　　第一阶段，追求“量子霸权”，或者叫“量子优越性”，也就是在特定问题上，量子计算机的计算能力超越传统超算。

　　中国中科大潘建伟、陆朝阳团队2020年研制“九章”光量子计算机紧随其后，但学术界对于其究竟是量子计算机还是量子模拟器尚有争议;不过在2021年，中科大潘建伟、朱晓波研究团队通过“祖冲之号”超导量子计算机，成为当之无愧的第2;

　　第二阶段，也就是含噪声中型量子(NISQ)时代，这时候的任务，就进入到设计专用级量子计算机芯片，解决特定行业的特定问题环节。

　　如果顺利的线年以后，人类进入第三阶段——研制真正的容错量子计算机(FTQC)，即通用量子计算机，通过把物理量子比特编码成逻辑量子比特，实现通用的量子计算，最终在大数据处理、人工智能、密码破译等领域产生颠覆性影响。

　　去年上半年，汇丰银行已经宣布加入IBM的量子加速器项目，使用IBM的量子计算技术用于定价和投资组合优化方面进行探索，以及利用量子技术获得交易和投资的优势。

　　近日，平安银行与本源量子牵手，共同开展量子金融算法在金融风控等领域的研究与落地，并使用量子计算机真机验证，合作探索量子算法在金融具体业务场景上的应用。

　　据光子盒不完全统计，全球已有超过25家国际大型银行及金融机构与量子计算企业开展合作研究。通过量子计算，为金融业广泛存在的各种量化分析任务提升计算速度和精度，带来重要经济价值。

　　药物研发的核心环节是识别和开发有助于治愈疾病的分子，量子计算在预测和模拟复杂因素作用上的绝对优势，意味着其是药物研发行业的天然选择。

　　早在2021年，腾讯量子实验室负责人张胜誉透露，至少有17家百亿级药企对量子计算存在浓厚兴趣。一旦技术稍微成熟，这个可能就是最先爆发领域。

　　根据ICV研究，2021年，全球量子计算市场规模约为8亿美元，预计到2024年，技术上实现1000+物理量子比特突破的同时，市场规模也将增长到40亿美元左右。

　　2030年前后，全球量子计算市场规模将从容错量子计算时启时，呈现指数上升趋势，至千亿美元甚至更高。

　　在量子计算产业链上，上游是设备、芯片等制备提供环节，下游是应用环节，中游则是各种算法、硬件、软件、云平台的研发运营环节，和传统计算相似。

　　在当前的NISQ阶段，硬件还是产业发展的重点。2021年，硬件市场占比达到93%，之后会逐渐下降。

　　1、量子比特数。谷歌工程师认为，量子比特位达到100-1000后，量子计算机有望执行一些具有实际意义的算法，初步步入商用。

　　目前在这方面领先的是IBM，其去年底发布的超导量子计算机“鱼鹰”(Osprey)达到了433个量子比特。

　　2、量子计算错误率。IBM研发团队认为，错误率由0.1%减少至0.01%后，量子体积将会爆炸式增长，预示着量子计算机能够商用。

　　霍尼韦尔旗下量子计算公司Quantinuum去年实现了平均单量子比特门保线)%，平均双量子比特门保线)%，状态制备和测量保线)%的成果，使其系统模型H1-1成功地通过了量子体积8192基准。

　　3、量子相干时间。在2020年的中国计算机学会青年计算机科技论坛上，专家提出，量子相干时间提高至高于1ms，是量子计算机进入商用的关键参数。

　　从全产业链来看，欧美目前是量子计算产业发展热度最高的地方，尤其是美国，不仅谷歌、IBM、微软等巨头完成了覆盖硬件、软件、云平台的全面布局，还有大量初创企业参与各个细分领域。

　　而在国内，目前推动产业发展的主体，除了阿里、百度、腾讯、华为等大公司外，主要还是以中科大孵化的本源量子、国仪量子，孵化的图灵智算，深圳量子院孵化的量旋科技等脱胎于研究机构的企业为主。

　　融资上市方面的数据也可以反映出产业发展的现状。在美国，PsiQuantum已获得D轮融资，进入上市阶段和B轮融资的已有4家。

　　而中国量子计算企业融资轮次集中在天使轮和A轮。这也说明，相比国外，国内量子计算企业的商业化和产业化的进程还是慢了一些。

　　不过，这也存在发展模式不同的因素。中国式“集中力量办大事”的产业引导模式，往往会将资源集中投入在少数主体上，寻求以点带面的突破。

　　至少到目前为止，量子计算行业内在超导、光子、离子阱等技术路线的选择方面，都还没有达成共识，也没有出现技术路线融合收敛的趋势，未来有多大变数，谁也不知道。

　　大体上，行业内普遍认为未来5-10年是量子计算发展的非常重要的转折点，如果国家现在不迅速追求技术，那么未来可能没有机会在量子计算领域保持领先能力。

　　为此，目前各个有志于此的国家都在加速投资，比如美国参议院通过 2800 亿美元《芯片法案》，支持量子计算等关键技术领域研发;法国宣布投资 1.7 亿欧元，启动“国家量子计算平台”。

　　连新加坡、以色列、卡塔尔等有经济实力的小国也纷纷入局，参与量子计算国家竞争。例如，卡塔尔拨款 1000 万美元启动国家量子计算计划;新加坡副总理宣布建造量子计算机，力争成为全球领导者。

　　据公开渠道信息，2006-2020年，中国中央和省级资金在量子计算方面的支出在15亿美元左右。而到2022年的报道中，该数字已经达到近150亿美元，可见当下以及未来几年的形势之火热。

　　市场和大众对于量子计算的充满期待，科技巨头和初创企业在量子计算性能上你追我赶，学术界的扎实和稳定把持着方向，整个行业充满着欣欣向荣的氛围。

　　而在量子计算双指数增长的推动下，人类信息技术将迎来怎样的，以及社会发展会如何飞跃，难以想象。

　　同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业研究、政策研究、产业链咨询、产业图谱、产业规划、园区规划、产业招商指南、IPO募投可研、IPO业务与技术撰写、IPO工作底稿咨询等解决方案。

　　【1】《量子计算的2022：政策、技术、应用、资本全面开花，“万里长征”迎来诸多转折点》，量旋科技