量子计算利用量子力学的基本原理，迅速高效地处理海量数据，逐渐成为全球商业竞争的新方向。

量子计算的加速发展，引起了全球各国政府、科技公司、学术研究团体的重点关注，尤其在提高算力和降低能耗的优势下，量子计算系统远超当今“经典”计算系统的优势，逐步实现“量子优越性”。

全球各国也正在探索量子计算步入商业的可行性，未来，量子计算也将在金融、制药、汽车、化工等行业领域发挥更大的商业用途，创造更大的商业价值。

以下文章内容来源于麦肯锡（McKinsey&Company）：

随着量子计算的加速突破，投资资金也不断涌入，关注量子计算的科技公司也正在激增，主要科技公司也继续发展其在量子计算领域的能力，例如微软、谷歌、亚马逊、IBM、阿里巴巴等公司正在推出商业量子计算云服务。但是，所有的商业活动不一定会转化为成功的商业结果。

关注量子计算领域的企业，也开始制定关于量子计算的战略，特别是制药等行业，可能较早地从量子计算的商业化中获益。2030年可能会迎来量子计算商业化的最初挑战，因为先行企业预计将在那时推出可用的量子系统。

1、不断增长的生态系统

一个可以维持量子计算产业的生态系统，正在各行业领域展开。研究表明，参与量子计算的行业价值将接近800亿美元。

1）资金

现在，量子计算仍然是一个新兴领域，因此该领域基础研究的大部分资金仍然来自公共资源（图表1）。

然而，私人企业投资也在迅速增加。仅在2021年，宣布的量子计算初创企业投资就超过17亿美元，是2020年融资额的两倍多（图表2）。可以预计，随着量子计算商业化的普及，私人企业投资将继续大幅增加。

2）硬件

硬件是生态系统中的一个重大瓶颈。面临技术性和结构性两方面的挑战。首先，需要扩展量子计算机中的量子比特数量，同时达到足够水平的量子比特质量。硬件面临着重重障碍，因为它需要资本、量子物理学在理论和实验方面的经验、以及深厚的知识储备，特别是与相关实施选项领域知识相组合。

多个量子计算硬件平台正在开发中。最重要的将是实现可以容错的量子计算，否则量子计算机就无法提供精确的数值结果（图表3）。

专家们对未达到完全容错的量子计算机，依旧能创造重要的商业价值存在分歧。然而，许多人认为不完全容错的情况下，量子计算系统并不一定无法使用。

3）软件

以软件为主的初创企业，数量增速超过了量子计算价值链的其他部分。在软件方面，企业提供定制服务，旨在行业更加成熟时开发平台交易服务。

随着量子计算软件的不断发展，研发者将能够升级其软件工具，并最终完全使用量子工具。与此同时，量子计算需要一种新的编程范式和软件堆栈。为了围绕他们的产品建立研发人员交流平台，较大的行业参与者通常免费提供他们的软件开发工具包。

4）基于云服务

最终，基于云的量子计算服务可能成为生态系统中最有价值的部分，并且可以创造巨额收益。大多数云计算服务供应商现在都在其平台上提供对量子计算机的访问，允许潜在用户体验该技术。

由于个人或移动量子计算在未来十年中不太可能实现，因此在更大的生态系统成熟之前，云可能是早期用户体验该技术的主要方式。

2、量子计算的应用前景（行业用例）

大多数已知的用例都适合四种模型：量子模拟、用于AI和机器学习的量子线性代数、量子优化和搜索、量子因式分解。

根据行业潜在用例的研究，制药，化学品，汽车和金融等行业领域可以从该技术中获得最大的短期收益。总的来说，这些行业的价值可能在大约3000亿美元到7000亿美元之间（图表4）。

1) 药品

量子计算可以使目标识别，药物设计和毒性测试减少对反复试验和错误的次数，从而提高效率，能够显著加快研发速度、提高针对性和精确性。更快的研发时间线可以更快、更有效地将产品提供给对应的患者，简而言之，它将改善更多患者的生活质量。

2）化学药品

量子计算可以改善化学药品的研发、生产和供应链优化，可以在生产中改进催化剂设计。例如，新改进的催化剂能够节省现有生产过程的能源，而创新后的催化剂可以通过更可持续的原料或二氧化碳的碳分解替代石化产品。

3）汽车

汽车行业可以在其研发、产品设计、供应链管理、生产、移动和交通管理方面受益于量子计算。例如，该技术可以通过优化复杂的多机器人过程（机器人完成任务所遵循的路径）中的路径规划等因素，降低制造过程相关的成本并缩短周期时间，包括焊接，粘合和涂漆。

4）金融

最后，金融领域的量子计算用例在未来会更进一步。量子计算在金融领域最具前途的用例，是投资组合和风险管理。例如，专注于抵押品的有效量子优化贷款组合，可以使贷方改进其产品，从而可能降低利率并释放资本。

3、量子计算的未来趋势

与此同时，各行业领域都应该为量子计算的成熟做好准备。2030年左右，我们认为量子计算用例将具有混合操作模型，这是量子和传统高性能计算之间的交叉点。例如，传统的高性能计算机可能会受益于量子启发的算法。

到2030年以后，私营公司和公共机构更加关注对于改进量子硬件和实现更多、更复杂的用例的研究。资金、可访问性、标准化、行业联盟、人才和数字基础设施这六个关键因素，将决定量子计算技术的商业化之路。量子计算行业以外的企业，可以采取五个具体步骤为量子计算的成熟应用做好准备：

• 随着行业发展，与内部量子计算专家团队或与行业实体合作并加入量子计算联盟，积极筛选量子计算用例。
• 了解其行业中最重大的风险和机遇。
• 考虑是否与量子计算公司（主要是软件）合作或投资，促进对知识和人才的获取。
• 考虑招聘内部量子计算人才。即使是由三名专家组成的小团队，也能够帮助企业探索可能的用例并筛选出量子计算的潜在战略投资。
• 通过构建能够满足量子计算基本运作需求的数字基础设施进行准备;在数字数据库中提供相关数据，并设置常规计算工作流程，以便在更强大的量子硬件使用时做好准备。

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