量子计算领域专利布局分析

2020年10月16日，中共中央政治局举行了第24次量子技术研究和应用前景集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调，当今世界正在经历百年来前所未有的变化，科技创新是关键变量之一。在危机中育先机，在变局中开新局，必须向科技创新寻求答案。要充分认识推进量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略规划和系统布局，把握大趋势，先下棋。

据报道，近年来，除了中国企业的量子技术研究，一些外国企业也在其中部署。谷歌去年宣布在量子运算领域取得突破，实验性量子计算机只用了3分20秒就完成了世界上最强超级计算机1万年就能完成的计算任务。量子技术被称为未来世界的核心技术之一，受到世界科技大国的关注。本文从专利的角度分析了量子计算领域的全球专利申请情况和专利技术构成，以期为行业提供参考。

应用广泛，量子计算备受关注。

量子信息技术是量子力学的最新发展，主要有两个应用方向——量子计算和量子通信。量子通信在通信中使用量子密码进行保密传输，主要依靠量子纠缠原理——无论相隔多远，一个量子状态都会发生变化，另一个也会发生变化。传统的通信方式有被窃听的风险，而量子密码意味着信息直接以纠缠的方式发送，窃听者在进入传输网络时必然会被发现并被通信双方避免。从理论上讲，这是一种不可能被窃听的通信技术，有望应用于安全、金融和医疗领域。量子计算是一种遵循量子力学规律，调节量子信息单元计算的新型计算模式。与传统计算理论不同，其运行基于量子比特，利用量子叠加、量子纠缠等独特的量子效应进行信息处理，可以大大提高计算效率，克服成本问题，将是走向强人工智能的重要途径。

本子计算具有广泛的影响力，可以覆盖金融、医药、材料、生物技术、网络安全、人工智能等诸多领域。如今，量子计算与我们的现实生活息息相关。

与传统计算机使用的基本信息单位比特相比，量子计算机使用量子比特。它具有叠加的属性，相当于同时处于多种状态的能力。基于这一特点，量子比特可以提供比同等数量的二进制比特更强的处理能力。在实际应用中，量子计算机有望为各行各业提供更高效的产品，可以是电动汽车电池的新材料，也可以是更便宜、更有效的药物。在需要模拟的大型不确定系统中，量子计算也有其用途，如预测金融市场表现、提高天气预报准确性或在量子物理研究中建模单个电子行为。一些科学家还认为，量子计算机模拟复杂分子反应的能力甚至有助于寻找治疗老年痴呆症的方法。

利用incopat专利分析工具分析2001-2019年量子计算领域的专利申请趋势可以看出:从全球专利申请趋势(如图1所示)来看，量子计算领域的全球申请从2014年开始呈爆炸式快速增长趋势，尤其是2017年，全年申请数量超过900件;从国内专利申请趋势(如图2所示)来看，2015年量子计算领域国内申请增长迅速，2018年申请数量超过150件。

截至2020年10月30日，美国目前在量子计算领域处于领先地位。从全球量子计算申请人的申请排名来看，IBM、谷歌、Northropgrumman、Microsoft等美国科技巨头和加拿大量子计算机公司D-Wave保持领先地位;中国量子计算初创公司合肥本源量子计算技术有限公司(以下简称本源量子)以93项专利申请位居全球申请人前列。从中国量子计算申请人的申请排名来看，国内企业在量子计算领域的表现也是显著的。除了量子的领先地位，百度网讯、华为、浪潮等。已经开始在量子计算领域崭露头角。另外，申请量前10名中，国内高校和科研院所占6名，其中中国科技大学的申请量排名第二，仅次于原始量子。

利用incopat专利分析工具对量子计算领域的专利技术构成进行分析，可以看出，量子计算领域主要涉及IPC国际专利分类号G06N、H01L、G06F、B82Y、H03K等，其中39.01%由G06N所包含的技术领域组成，主要包括与量子计算相关的机器学习方法和计算机系统或装置;22.45%由H01L所包含的技术领域组成，主要包括电数字数据处理(程序控制设计、通用数字计算机、适用于特定功能的数字计算设备或数据处理设备或数据处理方法);还有一部分与程序控制系统、光子量子通信、逻辑电路、超导电或高导电应用有关。

立足市场，采取多种措施促进研发。

事实上，中国企业在量子计算领域的研究已经开始。比如华为搭建了量子计算云平台，阿里完成了可控量子比特的研发，原量子发布了分布式含噪量子虚拟机，翼帆数字分公司开始孵化格子密码，但与国外同行相比还是有一定差距的。基于如此广阔的中国市场，我们期待更多的企业投资历史洪流，为量子计算，尤其是其金融应用做出贡献。

从前面的分析可以看出，近年来，我国相关专利申请数量有所增加，但国内前10名申请人中有6名是高校和科研院所。针对这种情况，建议充分发挥制度优势，搭建合适的专利合作机制和平台，加强国内企业和科研机构的合作，提高技术整合能力，为实现技术突破和深化技术发展奠定坚实基础。

中国将发展量子计算提升到国家战略高度，要求完善政策支持体系，确保量子技术领域的资金投入，带动地方政府、企业和社会加大投入，加强国家战略科技力量统筹建设，完善科研管理和组织机制。展望未来，量子计算的发展意义重大，任重道远，需要政府、专业机构和企业的共同努力。目前，量子计算从软件到硬件的许多发展路径仍然不清晰，充满挑战和巨大商机。正是在敏感的市场信号调节下，量子计算应用才能走出可持续发展的道路。