量子技術的概念出現之后，幾乎所有的科幻小說、電影里都有它的身影。不管到底是不是強相關，只要遇見了沒法解釋說明的問題，就套用量子技術的概念來解釋，仿佛量子技術是萬能的。

隨著技術的進步，量子技術也逐漸從虛無縹緲的概念變得真實可觸，來自全球的科技公司也紛紛加入進來，谷歌、微軟、IBM 等大廠更是搶先在量子編程語言、量子芯片等領域占到上風。

量子技術的風越刮越勁，當然也引起了資本市場的注意，除了國家大力投入之外，私人資本也開始不斷涌入——和幾年前的人工智能市場一樣，即使仍然存在著技術瓶頸，也無法阻擋資本方的投資熱情，畢竟大部分人都默認：這場“豪賭”的回報是相當可觀的。

那么，在這股量子淘金熱潮之中，到底有多少人能夠如愿抱得“金山”而歸呢？《自然》雜志對押注量子技術的投資方做出一番分析，或許能夠提供些參考。 

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在位于康涅狄格州紐黑文市的耶魯大學，Robert Schoelkopf 正在制作一套制冷裝置，可將超導量子比特冷卻至略高于絕對零度的超低溫狀態。

Robert Schoelkopf 已經在量子計算機的基礎構建單元研究方面投入超過 15 年時間。直到 2015 年，他終于意識到是時候構建一臺真正的量子計算機了。這位耶魯大學的物理學家連同他的同事們，開始向投資者們介紹由此誕生的初創企業 Quantum Circuits 有限公司，希望說服風險資本家們將資金投向量子計算市場。在兩年之內，該團隊就籌集到 1800 萬美元，這筆款項幫助他們在位于康涅狄格州紐黑文市的耶魯大學周邊科技園中建立起一座專業實驗室，并雇用到約 20 名科學家及工程師。

對于 Schoelkopf 來說，風險投資絕對是個陌生的領域。但他獲得了成功，而且還有不少其他量子物理學家也得到了風險投資方的青睞。長期以來，政府及各大技術巨頭廠商一直致力于量子科學的研究，并在過去幾年當中先后在這一領域當中投入數十億美元。隨著這種支持力度的提升，外部投資者也希望盡早進軍這一新興行業。

根據《自然》雜志發布的一項分析，到今年年初，私人投資方在過去七年當中已經在全球資助了至少 52 家量子技術企業，其中多數都源自高校科技人員的創業項目。（學術界目前已經建立起更多尚未完成融資的初創企業。）盡管相當一部分融資活動并未公布具體數額，但《自然》雜志列出了近期幾項公開融資活動的相關信息。

調查發現，在 2017 年到 2018 年期間，量子計算相關企業至少獲得了 4.5 億美元的私人資金注入，達到此前兩年公開的 1.04 億美元總額的四倍以上。其中風險投資占大部分比例。馬里蘭大學帕克學院的物理學家、于 2015 年創立量子計算公司 IonQ 的 Christopher Monroe 指出：“加州硅谷風險投資中心的不少企業已經陷入困境，但對于仍有活力的其他公司而言，量子計算已經成為最重要的關注方向。”

毫無疑問，量子技術將最終帶來實用且具有潛在革命性的產品。而除政府投資之外，亦有其他數百家公司在爭相投資這一領域，IBM、谷歌、阿里巴巴、惠普、騰訊、百度以及華為等知名企業也都有著自己的研究項目。

根據報道，谷歌公司已經構建起一種量子計算機，足以解決最強大的經典計算機也無法處理的特定問題——換言之，谷歌已經實現了“量子至上”這一里程碑性目標。此外，利用量子技術進行安全加密已經在商業產品中得到應用，一部分量子技術能夠以極為精確的方式實現規模化感應、成像或者測量。位于加拿大本那比的 D-Wave Systems 公司甚至開始出售利用到量子效應的計算機——不過這些設備并非通用型量子計算機，只適合處理部分特定任務、或者說優化問題。

但是，風險投資方們認定自己應該把錢交付至這些有望改變計算行業游戲規則的企業手中，特別是他們未來可能推出的能夠處理多種目前不可行類計算任務的多功能量子計算機。

從投資者的角度來看，截至目前，每年投入該領域的資金還相當有限——只相當于 2010 年之前與人工智能相關的風險投資額度。（而到 2018 年，美國國內投入至 AI 領域的風險投資已經激增至 93 億美元。）當然，對于量子計算這樣一個尚缺乏明確產出的非成熟業務領域而言，目前的資金注入量已經相當可觀。與此同時，也有部分軟件企業開始著力推廣量子算法方案，希望搶先一步為這些尚不存在的硬件提供配套軟件開發工具。

不少人擔心關于量子計算的炒作之聲最終會變成一堆泡沫。加利福尼亞州奧蘭治縣行業跟蹤網站 Quantum Computing Report 的計算機科學家 Doug Finke 表示：“目前的炒作情況確實比較嚴重。”Finke 解釋稱，量子技術確實取得了飛速發展，但距離能夠真正處理多種計算任務的實際設備恐怕仍有數十年的發展道路要走。而且即使到那個時候，編寫出能夠充分利用量子計算優勢的算法仍將相當困難。

部分風險投資者愿意相信量子計算將很快迎來突破，即能夠在未來五到十年之內構建起可行的通用型量子計算機。但另一些投資者則認為不妨先砸錢進去，等到技術取得一定進展后再由其他大企業進行“接盤”。也有不少人希望科學家們能夠找到相對較小、無需太過全面的量子計算機應用場景，借此快速提振人們對于量子計算的信心。這些用例可能僅限于解決某些特定問題，例如模擬量子化學中的反應或者優化財務模型。其性能也許無法與具有無限計算資源的經典計算機相提并論，但仍足以創造出能夠拿出來賣的實際產品。

美國國家科學、工程與醫學研究院在 2018 年 12 月的一份報告中警告稱，如果這些早期量子計算機無法盡快找到具有盈利能力的發展方向，那么很可能面臨投資停滯的“死亡谷”困境。一部分研究人員甚至擔心量子計算也會遭遇類似于“人工智能寒冬”這樣關注度在激增之后迅速下降的泥潭。Finke 表示，現在已經有跡象表明，美國企業越來越難以獲得私人投資。他解釋稱，今年記錄在案的投資當中有高達七成來自國外。加拿大多倫多量子計算公司 Xanadu 創始人 Christian Weedbrook 也認為：“量子計算創造的價值確實并不少，目前的難題在于炒作水平可能遠遠高于真正的價值。”

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Xanadu 公司的一款室溫量子芯片，該芯片基于光束（光子）承載信息以開發量子比特。

量子比特爭奪戰 

量子技術已經改變了我們的日常生活。計算機、移動電話、醫學成像、激光器乃至超導體，都起源于這場誕生于二十世紀初的科學某人一。當時的物理學家們通過量子力學破解了原子內部的運作原理。然而，今天的量子技術在操縱并利用這種脆弱的量子活動規律方面走得無疑更快更遠。疊加態正是其中的代表，這種粒子在被實際觀察之前似乎處于多種疊加狀態的現象已經被人們所接受，而量子糾纏這一描述則將量子系統的種種性質（例如粒子的自旋與極化）真正結合在了一起。

由此衍生出的量子技術包括無法破解的加密機制、極為靈敏的檢測設備以及新的成像形式等等。如果科學家們真的能夠將這一切轉化為現實，那么通用量子計算機這一最重要的游戲規則改變者也將不再是夢想。通過量子比特集合的糾纏特性，通用量子計算機將能夠執行數據庫搜索等計算任務，并以遠高于傳統計算機的速度實現大數因子分解。Monroe 表示：“除非我們構建起量子計算機，否則這類問題將永遠無法快速求解。”

為了分析這一領域的商業交易，《自然》雜志交叉引用了來自各類市場研究網站與咨詢報告中的量子初創企業相關信息，同時參考由華盛頓州西雅圖市場市場研究公司 PitchBook 提供的調查數據。

從結果來看，著力開發物理量子比特（即量子計算硬件）的企業在風險投資比例當中占據最大份額。Schoelkopf 的公司利用極細的超導線環將量子比特冷卻至趨近絕對零度。事實上，超導量子比特是目前量子計算硬件領域最具深度的研究方向，谷歌與 IBM 等科技巨頭走的也是這條道路。（大型技術企業內部的投資可能也非常可觀，但由于并未公開披露，因此我們無法在分析當中進行說明。）谷歌目前最大的量子計算機擁有 72 量子比特，但通用量子計算機大約需要 100 萬量子比特。Monroe 的公司則選擇了另一項頗具發展前景的技術：建立磁場以捕捉鐿離子，而后利用激光器讀取離子上承載的信息。

其他公司則專注于開發其他尚處于研究初期的硬件，并致力于確保其更易于實現大規模生產。Quantonation 是一家總部位于巴黎的風險投資基金，其成立于 2018 年，專注于投資“深度物理學”類初創企業。該基金創始人兼管理合伙人 Christophe Jurczak 表示，這方面研究正得到越來越多投資者的關注。自 2017 年以來，開發基于光子與硅材質量子比特硬件的企業已經拿到了數千萬美元的風險投資。

來自加利福尼亞州帕洛阿爾托的 PsiQuatum 公司承諾帶來超越競爭對手的研發成果，其計劃在大約八年之內制造出第一臺擁有百萬級量子比特的計算機。為了實現這一突破，他們選擇了一種不同尋常的設計思路——利用蝕刻至硅芯片凹槽中的光子產生量子比特。該公司首席執行官 Jeremy O’Brien 表示，這種方法的優勢在于，現有半導體制造廠就足以生產出能夠承載這些量子比特的芯片。O’Brien 任職于英國布里斯托大學，并于 2016 年參與這家公司的創建。雖然不少學者對該公司的主張表示懷疑，但 O’Brien’指出，他們是少數幾家拿到了巨額投資的量子技術企業，且目前擁有約 100 名員工。雖然該公司并沒有公布具體數額，但從規模上看其應該已經籌集到了數造成美元資金。

量子軟件同樣成為私人投資的一大焦點。從 2012 年到 2018 年底，共有 20 家企業通過 28 筆交易籌集到超過 1.1 億美元。這些公司正在設計能夠解決實際問題的算法，例如優化供應鏈物流設計或者模擬分子活動以實現藥物研發等，希望借此開發出能夠在早期量子計算機上實際運行的軟件方案。開發軟件的資金往往來自“戰略性”風險投資公司，這類公司背后一般都有著雄厚的母集團背景。帕洛阿爾托量子軟件廠商 QC Ware（于 2018 年融資 650 萬美元）聯合創始人兼首席執行官 Matt Johnson 指出，初創企業主要利用籌集到的資金推動技術開發并創造實際利潤。但他也承認，由于利潤較為有限，所以量子軟件暫時還很難吸引到那些關注收益的投資方的關注。

目前已經有多家軟件初創企業拿到數千萬美元的融資——其中包括來自馬薩諸塞州堪布里奇市的 Zapata Computing、來自加拿大溫哥華的 1Qbit，以及英國的 Cambridge Quantum Computing。QC Ware 公司業務開發負責人 Yianni Gamvros 表示，盡管量子算法還沒能真正使人受益，但已經有投資方確實砸錢提供支持。該公司已經在航空航天等多個領域簽署合作協議，預計將在未來幾十年內為其提供新的算力支持。而在金融領域，一點點微小的優勢就有可能帶來巨大的收益。他表示，該公司正在開發一種算法，希望在早期量子計算機上幫助這些行業解決目前面臨的最大瓶頸。事實上，不少企業仍然更關注 AI 技術對其業務的影響。Gamvros 指出：“與 AI 投資相比，量子計算的資金需求其實很小，但其中蘊藏的潛力卻非常巨大。”

計算并不是唯一能夠吸引到資金的量子技術發展方向。位于巴塞爾的瑞士初創企業 Qnami 在 2018 年獲得了 13 萬美元的資金，用于開發能夠捕捉合成鉆石中單個電子的量子磁性顯微鏡。目前，像他們這樣能夠籌集少量私人資金進行成像或傳感技術探索的公司至少已經有三家。

另外，通信這一量子領域最熱門方向之一的相關融資額度則很難量化。從原理上講，量子通信利用糾纏的光子創造出能夠完全保障數據傳輸安全的加密密鑰。目前共有 13 家從事安全量子通信的企業披露了總計 27 筆融資交易，但其中只有約半數公開了融資數額。該領域的領導者當數位于中國安徽省合肥市的科大國盾量子技術股份有限公司以及位于安徽省蕪湖市的在天量子科技公司，但雙方都沒有公開具體融資數字。

在瑞士，來自日內瓦的 ID QUantique 公司在 2007 年的地區選舉當中安裝了其首款用于選票信息量子加密的短程系統。現在，中國工程師們正在將量子通信推向全球，以擴展 2014 年安裝的最初 2000 公里量子傳輸鏈路。此外，隨著 2016 年墨子號衛星的成功發射，量子衛星網絡也由此建立起來。如果量子計算機能夠破解最強大的傳統加密技術，那么未來量子加密可能將成為唯一安全的通信解決方案。

量子投資的地理分布

北美長期以來一直是全球范圍內的風投資金頭號市場，《自然》雜志的分析表明，這里目前也仍然保持著這一主導性優勢。然而，繁榮的已經不只有硅谷區域。在量子計算先驅 D-Wave Systems 的帶領下，加拿大的量子相關企業共吸引到 2.43 億加元的投資，僅 D-Wave Systems 自己就籌集到 1.77 億加元。Jurczak 表示，由此形成的完整生態系統已經建立起來，足以支持滑鐵盧以及多倫多學術中心周邊的各量子相關技術企業。憑借著公共與慈善性投資、可觀的稅收優惠以及孵化項目的支持，這些公司都獲得了良好的發展態勢。Xanadu 公司的 Weedbrook 指出：“在這里，量子科技企業獲得了良好的共鳴與聯系渠道。此外，美國對于移民的嚴格管控也讓加拿大成為才華橫溢的量子物理學家們的好選擇。我們看到人才正在流向加拿大，這對我們來說無疑是個好消息。”

《自然》雜志中提到，分析結論中最大的空白在于缺少來自中國的投資信息。英文媒體與西方分析企業很少公布與中國相關的融資交易，因為此類交易往往涉及由國家支持的風險投資公司，而融資細節也極少對外公布。在目前收集到的數據當中，只有十分之一的中國企業披露其融資交易中的具體數額。合肥中國科學技術大學的量子物理學家潘建偉表示，中國在多種量子技術的商業化方面都取得了良好進展。科大國盾量子技術股份有限公司正是他于 2009 年立足實驗室成果衍生出的企業。

專利則是中國量子科技快速發展的另一大標志。根據位于意大利伊斯普拉的歐洲委員會聯合研究中心收集到的數據，在 2012 年至 2017 年期間，全部獲得專利的量子技術創新成果當中，有超過 43% 來自中國企業及高校。位于弗吉尼亞州阿靈頓的美國量子經濟發展聯盟副主任 Celia Merzbacher 指出，在專利申請方面，中國“一直非常激進，特別是在與通信相關的領域更是如此。”

私人資金在世界其他地區的去向也反映出研究熱點。在澳大利亞、新加坡、英國乃至整個歐洲，都有少量投資存在。不過歐洲投資者往往更傾向于規避風險，預算也相對有限。但歐盟于 2018 年公布總值達 10 億歐元（折合 11 億美元）的旗艦項目，旨在確保歐洲能夠將基礎研究優勢轉化為商業成功。此外，美國、英國、日本、瑞典、新加坡、加拿大以及中國也都通過類似的公共投資計劃向量子技術領域砸入大量資金。

量子技術的瓶頸

Schoelkopf 等大多數建立起初創企業的高校科學家們仍然在校園里繼續進行研究，希望盡早在量子技術領域取得突破。但也有少數人（例如 PsiQuantum 公司的 O’Brien）完全離開了學術界。即使如此，量子初創企業的興旺也意味著，目前合格的量子工程師開始成為人才市場上極為稀缺的資源——類似于 AI 行業，從業企業正用可觀的薪酬將學術從才從高校中抽離出去。Weedbrook 指出：“我認為這個問題已經值得認真關注。”事實上，必須著力提高培訓力度以增加人才產出：美國總統特朗普于 2018 年 12 月簽署的總投資達 12 億美元的美國國家量子計劃，其主要內容就是強調培養新一代量子技術相關人才的重要意義。

與此同時，也有不少企業對其所能交付的技術方案抱有過高的期望。Monroe 指出：“這一領域中存在嚴重的炒作問題，哪怕只是從表面上看，很多承諾也根本就不現實——但仍有一些得到了資金的支持。”

研究人員們并沒有公布哪些項目或者企業的炒作問題特別嚴重，但 WeedBrook 表示從投資規模角度看，就能發現那些專注于量子軟件開發的公司可能有點“名不副實”。其中一些企業籌集到了數千萬美元的資金，但實際物理設備或者設施需求根本就達不到這樣的規模。Weedbrook 警告稱：“如此驚人的融資數額，似乎表明其中存在著炒作行為。”他的公司當然有所不同，其同時推進著量子硬件與軟件的開發工作。

但量子軟件企業對此有著不同的看法，他們的工作本身需要資金投入，同時也需要培養并招募更多優秀的員工。量子軟件企業 Zapata Computing 公司（今年年初剛剛籌集到 2100 萬美元）首席執行官 Christopher Savoie 表示，軟件企業還面臨著另一大難題——他們無法像傳統企業那樣以兩年作為典型的融資周期。他指出，這是因為人們并不確定用于匹配量子軟件的硬件方案何時才會出現，因此企業需要大量資金才能吸引到科學家們告別自己穩定的學術研究崗位。

但也有人對此表示樂觀。O’Brien 認為盡管風險投資公司的活躍投入確實存在炒作之嫌，不過他認為只要大方向沒問題，這些都不重要。在他看來，雖然量子物理學原理看似違反直覺，但與其他很多技術相比，這類技術在本質上并不難理解。Finke 指出：“量子科技領域確實有著不少神奇而古怪的原理及現象，但晶體管技術也是一樣。”

如果 2019 年的數據最終顯示出美國國內對于量子技術的私人投資正在放緩，那可能主要是擔心發生量子寒冬或者量子相關企業實現盈利的周期過長等問題。他補充稱，眾多初創企業之間日益激烈的市場競爭也有可能帶來了一定影響，或者是投資者們擔心中美貿易戰沒準會導致經濟降溫。Merzbacher 認為任何新興科技市場都存在炒作周期這一現象，“未來接踵而至的新聞報道與技術泡沫將逐步消失”。她同時強調，目前人們有充分的理解相信量子技術將帶來顛覆性的進步，“這個問題已經由會不會發生，變成什么時候發生。”

Schoelkopf 表示，確實有一些企業在過短的時間周期之內做出了太過宏大的發展承諾。但在他看來，目前整個行業對于通用量子計算機的研發周期顯得過于悲觀。他總結稱，“十年之前，我們對于現在做出的一切技術發展預測都是錯的，都太過保守。創新型硬件終將與能夠解決最棘手難題的軟件相結合，而這對強有力的搭檔將讓我們比預想中的更早實現具備實用性的量子計算能力。”