5 年 2025 家最佳量子计算公司

2025 年的量子计算

量子计算使用量子物理学进行计算，这与基于半导体的常规计算方法不同。它不是生成 0 和 1（无电流或有电流），而是使用称为量子位的“量子位”，其中粒子数据要么同时为 0 和 1，要么为 1，要么为 0。

这可能会改变非常复杂的计算，例如气候建模、密码学或蛋白质等复杂分子的 3D 配置。

来源: IonQ

它还需要一种与“正常”计算截然不同的硬件类型，这个领域仍处于起步阶段，类似于 1970 世纪 XNUMX 年代的第一台微处理器。

您可以在“量子计算的现状“。

最近的里程碑

从几年前的第一次概念验证开始，最近已经取得了不少里程碑式的成就，并在量子计算的全新方式上迈出了开创性的步伐：

• 使用钻石生成量子比特.
• 用于测量量子比特的纳米机械谐振器.
• 谐振子利用连续变量 (CV) 量子态超越量子比特.
• 量子处理单元 (QPU) 的开发.
• 通过普通光纤进行量子隐形传态数据.
• 新型磁性超导材料可创建量子逻辑门.
• 二维超导材料可创建低损耗超导量子比特.
• 用于创建全光量子计算机的光子筛选器.

目前，所有这些进步大多处于学术阶段并在实验室中取得，但很可能被该领域的领先公司迅速融入到量子计算机的设计中。

尤其是随着生产第一台可扩展商用量子计算机的竞争愈演愈烈，它将立即受到国防部门、金融机构、制药公司和顶尖研究机构的青睐。

以下是 5 年排名前五的量子计算公司。

1. Alphabet/谷歌

谷歌在量子计算方面非常活跃，主要是通过其位于圣巴巴拉的谷歌量子人工智能实验室和量子人工智能园区。

2019年，谷歌的量子计算机创造了历史，宣称其Sycamore机器实现了“量子霸权”。这台机器在200秒内完成了传统超级计算机需要10,000万年才能完成的计算。

现在， 其最新芯片 Willow 的性能。Willow 是第一款错误率足够低的量子计算芯片，添加的量子比特越多，错误率就越低。这使其成为第一个可扩展的量子芯片设计。

但也许谷歌最大的贡献是在软件领域，谷歌在软件领域的业绩令人印象深刻，实际上比硬件（搜索、GSuite、Android 等）还要好。

谷歌的量子人工智能已经推出了一套旨在协助科学家开发量子算法的软件。

它还公开倡导“欢迎研究人员、工程师和开发人员加入我们的旅程，查看我们的 开源软件 和教育资源，包括我们的 Coursera 上的新课程，开发人员可以在这里学习量子纠错的基本知识，并帮助我们创建可以解决未来问题的算法。=

得益于这种开放的理念，谷歌如今在硬件和云解决方案领域处于领先地位。谷歌或许是量子计算软件和量子编程的标杆公司之一，这使其在引领该领域未来发展方面占据着有利地位。

总体而言，谷歌的目标是制定一个雄心勃勃的创新时间表，期待实现长寿命量子比特和扩大量子计算机等举措，这将使量子比特总数增加 1000 倍，并将错误率降低 10,000 倍。

来源: 量子人工智能 谷歌

与此同时，包括 Waymo 的自动驾驶汽车在内的人工智能解决方案可能会成为 Alphabet 的新收入来源，Alphabet 在搜索和广告行业仍然占据着绝对主导地位。

您可以了解更多有关 Google 非量子相关活动的信息，尤其是广告和人工智能， 在我们 2024 年 XNUMX 月的专题报告中.

2. 国际商业机器公司

国际商业机器公司（IBM）是第一台大型计算机商业化的主导力量。然而，在传统计算领域，它已经落后于苹果等其他科技巨头 (AAPL ), 台积电 (TSM )和NVIDIA (NVDA ).

然而，它走在量子计算机发展的前沿。例如，它开发了 127 量子比特的“Eagle”量子计算机，随后又开发了 433 量子比特的“Osprey”系统。

这是现在 其次是“Condor”，1,121个超导量子位量子处理器 基于交叉谐振门技术，以及该领域最前沿的量子处理器“Heron”。

展望未来，IBM 已经宣布了其下一个主要目标，预计其当前的量子芯片将“超越”当前使用的基础设施。

这个目标被称为“IBM Quantum System Two”；这是一个模块化系统，通过结合最多 16,632 个量子单元的模块化系统，有可能支持最多 3 个量子比特。

来源: IBM

最终，IBM 于 1.0 年 2024 月发布了 Qiskit XNUMX，这是最受欢迎的量子计算 SDK（软件开发工具包）。与早期版本相比，它在电路构造、编译时间和内存消耗方面都有所改进。

当前版本 是 Qiskit 1.3.1。 1.3 年 2024 月发布的 XNUMX 版本。它还附带一系列教程，包括视频形式：

目前，IBM 通过多种计划提供 100 量子比特 QPU（量子处理单元）的使用权，这些计划按分钟付费。该服务已投入使用，并在相应的案例研究中展示 电网公司 E.ON, 飞机制造商波音, 电池生产商三菱化学 或 欧洲核子研究中心粒子加速器，运行在全球部署的10多台实用规模量子计算机上。

来源: IBM

IBM 自成立以来，在开发超强超级计算机方面一直占据优势地位。然而，这一市场领域此前一直被消费电子产品和标准化芯片的兴起所掩盖。量子计算的出现为 IBM 提供了一个再次闪耀的机会，使其能够在这一新兴的重要计算领域中成为领导者，以满足科学研究和大型企业的计算需求。IBM 还制定了面向 2033 年的全面发展路线图。

来源: IBM

3. 英特尔

英特尔一直在努力跟上台积电等公司的步伐 在传统芯片设计方面，该公司将在 2024 年进行一系列裁员。

然而，英特尔似乎瞄准了量子计算领域的领先地位。它将复制其在新计算技术方面早期开发的历史战略。

2023 年，英特尔发布 “Tunnel Falls”——“最先进的硅自旋量子比特芯片”因为它依赖于自旋量子计算，所以它使用传统芯片制造中使用的工具和材料，如硅片和 EUV 光刻技术来创建 量子点。这可能会给英特尔带来巨大的优势，因为所有其他量子计算公司都在使用未经证实的技术，需要从头开始构建。

来源: 英特尔

Tunnel Falls 的非凡之处在于它不是原型，而是一个大规模生产的芯片，晶圆的良率高达 95%，电压均匀性也很好。这为量子计算芯片的大规模生产开辟了道路，而这在新兴且快速变化的行业中目前尚难以实现。

英特尔还在研究神经形态设计，即模仿神经元的芯片，而不是传统的二进制设计。这对于使用更少功率的人工智能计算尤其有用， 英特尔宣布将在2024年打造全球最大的拥有 1.15 亿个人工神经元的欧式系统.

忠实于其根源，英特尔还在开发利用其芯片的软件，并发布了 英特尔量子 SDK这为程序员开发与英特尔量子芯片设计兼容的量子计算软件提供了指导方针，而这在历史上一直是英特尔传统芯片业务非常强大且有利可图的商业护城河。

来源: 英特尔

可扩展量子芯片制造的到来对于行业来说可能与任何其他更具技术性的科学突破一样具有革命性，可以降低成本并设定通用编程标准和芯片架构。

英特尔公司从经验中知道这在计算机行业会是一股多么强大的力量。自 1960 世纪 XNUMX 年代以来，英特尔仍然在依靠创新和相关专利。

4. 量子/霍尼韦尔

Quantinuum 是霍尼韦尔量子解决方案和剑桥量子合并的结果。

霍尼韦尔仍是该公司的大股东（可能拥有 52% 的所有权） 在一轮融资后，其估值达到 5 亿美元。据报道，创始人 Ilyas Khan 拥有该公司约 20% 的股份。其他股东包括 JSR Corporation、三井、安进、IBM 和摩根大通。

Quantinuum 未来可能进行 IPO，这可能是更大规模公司重组的一部分， 价值估计高达 20 亿美元.

与谷歌的情况一样，量子计算并非霍尼韦尔业务的核心，其主要业务集中在航空航天、自动化以及特种化学品和材料等领域。然而，这些领域都可能受益于量子计算，从而有可能使霍尼韦尔在竞争中占据优势。

目前，Quantinuum 似乎通过 2023 年 XNUMX 月推出的量子蒙特卡罗积分 (QMCI) 引擎专注于其他量子计算系统较少探索的领域，特别是金融和供应链相关的分析。

QMCI 适用于没有分析解决方案的问题，例如金融衍生品定价或模拟高能粒子物理实验的结果，并有望在商业、能源、供应链物流和其他领域实现计算进步。

该公司追求的是在计算质量和误差上都做到了极低，而不仅仅只是添加尽可能多的量子比特，从而创造出所谓的“容错量子计算”。这种方法被该公司称为“更好的量子比特，更好的结果”，使用相同数量的量子比特，可以获得可靠性高出 100-1,000 倍的结果。

来源: 量子

为此，他们使用了一种与其他量子计算机公司不同的技术，称为“俘获离子” 例如，他们将 H2 系统从 32 个量子比特升级到 56 个量子比特，同时实现了  “三个9”的保真度：99.914（3）％2量子比特门保真度。

来源: 量子

这对迫切需要的抗量子加密技术可能会产生重大影响，国防公司泰雷兹 (HO.PA ) 已经与该公司合作 以及  国际银行汇丰银行.

Quantinuum 还提供其专有的量子计算化学 在Quanto，可用于制药、材料科学、化学品、能源和航空航天应用。

与许多其他量子计算公司一样， Quantinuum 提供 Helios“硬件即服务”，让用户无需自己处理操作系统的复杂性，即可受益于量子计算。

Quantinuum 于 2024 年 XNUMX 月与德国英飞凌签署合作协议，欧洲最大的半导体制造商。英飞凌将带来其集成光子学和控制电子技术，助力打造下一代离子阱量子计算机。

Quantinuum 对高保真度的关注可能会使其更快地变得有价值，因为它的高保真度使其可以立即使用，比仍处于实验阶段的其他方法更类似于正常计算。

更多正在进行的使用案例可能会大大提升公司的未来价值，从而提升霍尼韦尔在其中的价值以及投资者可以从中获得的潜在利润。

5.离子Q

IonQ 是另一家使用离子阱技术的量子计算公司，由马里兰大学和杜克大学该领域的先驱科学家创立。该公司于 2021 年在纽约证券交易所上市。

IonQ 量子计算平台能够产生 99.9% 的保真度结果。它目前使用 64 个钡离子链，产生 36 个算法量子比特 (AQ)。与其他离子阱设计相比，链式组织可以实现更快的计算速度，而不会损失保真度。

来源: IonQ

收购IonQ 2025 年 XNUMX 月的 Qubitekk，将公司团队和118项专利合并至IonQ。Qubitekk专注于量子网络，利用光子互连技术实现量子集群，并提升量子互联网能力。量子网络应促进高度安全的通信，并最终实现分布式量子计算。

IonQ 正在与 NKT光子学 (NKT公司) 来帮助开发未来数据中心适用的量子计算机。

它还与 Imec 合作 基于光子集成电路和芯片级离子阱技术，扩大公司的量子比特数和系统规模及成本。

该公司没有开发自己的 SDK，而是同时支持所有主要的 SDK，并与许多领先的公司合作开发新的量子计算应用程序。

来源: IonQ

对于对谷歌、英特尔、IBM 或霍尼韦尔等其他领先企业的主要活动不感兴趣的投资者来说，IonQ 是最接近纯量子计算股票的股票。

因此，与其竞争对手 Quantinuum 一起，IonQ 更接近于开发商用量子计算机，其重点是高保真度、低量子比特数的离子阱系统。其早期的成功帮助它与其他量子计算创新者建立了强大的合作网络，以继续推动这项技术的发展。