2024年5月28日,美国知名智库新美国安全中心(CNAS)发布报告,重点比较了美国和中国在量子计算领域的优先事项、优势以及持续创新的能力。中美对比,美国在量子计算领域处于全球领先地位,中国紧随其后,双方竞争激烈。
战略方面,中美两国均将量子视为具有重要战略意义的技术,但中美两国的量子技术研发方法截然不同,美国采取的是行业主导、政府支持的方法,而中国的量子技术研发一般由政府主导、行业支持。美国的量子产业包括成熟的科技公司和成立不久的初创公司,往往会推动创新和关键的发展里程碑。中国的量子产业规模明显小于美国,而且中国的大多数量子突破都来自政府资助的实验室和研究机构。中美两国在量子计算的主流物理实现路径方面均有布局,包括超导量子计算、离子阱量子计算、光量子计算、中性原子量子计算等。根据多项技术指标包括物理量子比特数量、相干时间、错误率等,美国除在超导transmon结构的量子比特路径与中国大致持平外,在其他物理实现路径均处于领先地位。美国已经开发出不同路径的高性能量子计算机原型,并在积极探索广泛的应用,从科学发现和材料研究到物流和先进电子学。中国的技术进步主要局限于超导量子计算和光量子计算路径。应用方面,中国研究人员特别专注于开发破解加密的技术。
研发支出方面,全球的多数评估显示中国政府在量子技术研发方面的支出显著高于美国政府,但是美国的私人投资保持着较高水平。专利方面,据美国量子经济发展联盟(QEDC)2023年2月份专利分析数据显示,美国是量子计算领域专利申请的全球领先者,美国专利局在2010-2022年期间收到约1838件量子计算专利申请,而中国国家知识产权局仅收到908件。在此时间段内,专利申请数量排名前19的专利权人中,有9家来自美国、5家来自中国。此外,美国专利权人在国际专利申请方面也占主导地位,国际专利的价值更高。截至2021年,IBM拥有最多的国际专利家族,达401项。国际专利申请数量排名前20的专利权人中,有9家来自美国,仅有1家来自中国。研究出版物方面,中国在量子计算领域的研究出版物数量排名第一,全球占比约22.8%,美国排名第二,全球占比约21.3%。然而,H指数表明,美国的研究出版物质量全球最高,H指数达92,中国排名第二,H指数为52。
尽管中国在量子计算领域的整体技术进步落后于美国,但是中国科研人员进行了大量的研究而且中国政府给予了大力支持,中国有潜力在量子计算领域超越美国。