美股掘金 | 白宫聚焦的风口，量子技术

作者 | 美股首席

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亚马逊、谷歌和微软参加在白宫召开的量子技术会议，因为美国政府正在努力抵御黑客威胁，并寻求在蓬勃成长的量子技术行业中独霸一方。

会中讨论量子运算的重要应用，预计该运算技术将比现今最先进的超级电脑快上数百万倍。这项技术的核心是建立在物理学之上，目前仍在初步发展阶段，但已经成为投资人的新宠，期望能在医疗、金融、人工智能、气候预报等等领域带动革新。

拜登政府特别关注量子技术对于国家安全的意义，这项技术具有轻松破解当前使用的加密标准的潜力。此外，还希望鼓励更多的学生进入该领域，并围绕私人研发加强网络安全，以防止窥探。国会已经向该行业注入了数亿美元，包括量子研究实验室，目前正在审议的法案可能还会增加数十亿美元。

一、行业背景

2020年是美国国家量子倡议(NQI)计划的第二年，NQI将在2019-2023年支出13亿美元，大量私人资金也已投入其中。白宫的国家量子协调办公室（NQCO）和国家量子计划咨询委员会（NQIAC）作为美国量子协作业研究的总协调机构，希望促进来自大型技术、国家实验室和量子领域领先科学家的共同协作。

量子云平台的研发是未来量子计算发展的关键，它可以处理更加复杂的运算，而且在竞争日益激烈的云计算服务市场上，如果推出量子级别的计算服务会占据绝对的优势。据Tractica，到2030年，全球量子计算市场规模可能达到90.66亿美元。

由于微芯片设计的物理局限性，半导体制造商难以维持摩尔定律所预测的创新步伐，下一代计算机硬件的领导地位对于保持美国在AI等战略技术中的长期优势至关重要。前美国国家情报局代理局长David Gompert称，自2016年以来，全球每年的网络安全投资已经从800 亿美元翻了一番，达到1,600亿美元。过去五年美国在网络安全上投资了800亿美元，但仍然遭到频繁的网络入侵，而解决办法可能在于通过量子技术实现网络安全。

2021年仅3个月的投资就已经是2020年全年投资的2/3。在这一趋势下，2021 年全年全球量子技术的风险投资总额有望达到2020年总额的3倍左右，即27.6亿美元。

通过对2002-2020年全球各国历年量子技术投资总额的统计来看，美国以明显的优势位居第一，其投资总额为20.49亿美元。美国的投资总额远远超过其他各国，甚至是其余各国投入总和的2倍有余。这主要源于以谷歌、IBM、微软、霍尼韦尔等代表性的企业在过去数年的持续大规模投入。

从投资领域方面来看，量子计算机的硬件研发获得投资最多，达到10.88亿美元。其次是建立全栈量子计算机（fullstack quantum computer）的投入，即构建量子计算机硬件、软件以及应用程序等，投资总额达到4.72亿美元。排第三的投资领域是量子应用，即将量子技术用于特定的行业与应用，投资总额达到4.36亿美元。总结来看，无论是产业界还是投资者，各方都更关注量子计算机的研发的未来前景。

二、白宫聚焦风口的主要玩家

在美国的80家公司中，最有竞争力的，还是要看科技巨头Amazon和Microsoft。一些量子初创公司也表现活跃，包括专注于离子阱量子技术的IonQ和专注于研发量子计算机软硬件的Rigetti Computing等。

行业大佬

1. Amazon

Amazon在2020年正式推出Braket，可在D-Wave、IonQ和Rigett系统的量子处理器上运行算法。该服务具有亚马逊自己的Amazon BraketSDK，是一项全新的、完全托管的AWS（Amazon WebServices）服务，同时能够将技术基础设施外包到云的企业，以节省资金并提高业务弹性。此外，AWS启动“AWS量子计算中心”和“亚马逊量子解决方案实验室”，推动更多量子计算的合作。

2. Microsoft

微软在2020年上线AzureQuantum。它承诺可以从霍尼韦尔、IonQ和QCI以及Toshiba SBM（用于模拟退火）中访问量子后端。量子开发人员可以使用Q＃语言和QDK开发工具编写算法，然后使用三种量子计算机后端对算法进行评估（霍尼韦尔、IonQ和QCI）。这种资源整合将使开发人员不接触量子硬件的底层物理原理，也可以编写和测试量子程序。

新兴玩家

1. IonQ

2021年3月，美国量子计算初创公司IonQ与DMY Technology Group III（DMYI.U）通过SPAC上市，成为全球“量子计算第一股”，交易总额为6.5亿美元，其中包括富达管理研究公司、银湖、突破能源风险投资公司、MSD合作伙伴、L.P.、现代汽车公司、起亚公司和主要机构投资者参与的3.5亿美元的私募股权投资。

2. Rigetti Computing

量子计算先驱Rigetti Computing正与一家空白支票公司通过SPAC方式在纽约证交所上市，股权价值为15亿美元，对应股票代码为RGTI。Rigetti Computing推出量子云服务(QCS)，利用Rigetti的经典方法开发和运行量子算法。目前的合作伙伴包括AMZN、PLTR、Astex制药公司、DARPA、NASA、美国能源部和渣打银行。公司计划将其量子计算机从2021年的80个量子比特扩大到2024年的1000个量子比特，达到1000个量子比特的进程滞后谷歌一年。

3. D-Wave

2018年10月推出Leap云平台，基于D-Wave量子退火处理器提供量子计算云服务，最多可支撑1万个变量的复杂问题。

4. QC Ware

其产品Forge，侧重于将经典数据有效地加载到量子硬件上，以及从量子角度进行距离估计，包括化学模拟、机器学习和蒙特卡罗模拟，并在此基础上构建针对行业的软件应用程序。目前已经与Amazon Braket合作，并可在IBM Quantum上运行Forge算法。

5. Zapata

Zapata提供Orquestra企业平台，以支持许多量子解决方案需要的量子处理的多次运行，帮助设计、优化和运行量子电路。可针对大量行业和用户，允许用户建立量子工作流程。

三、微软&亚马逊，百亿美元的机会之争

越来越多实力雄厚的量子公司开始投入量子云计算的研发当中。根据美国政府高层，根本上实现网络安全依赖于量子技术，而能够投入大量的资金是成功关键，相较于赛道新进入玩家，核心关注科技巨头亚马逊和微软。

对比二者，目前亚马逊云业务已经占到其总经营收入的一半以上，2020年增长近30%，21年二季度同比增长37%，二季度网络服务经营利润率达到28.3%。微软云业务5年复合增长率在30%以上，略高于亚马逊，稍占优势。在量子技术方面的优势，或者说在量子技术研发的资金上的优势，或将成为二者的新增长点。

2019年10月，微软Azure成功挑战「业界普遍认为最有可能的赢家」亚马逊AWS，拿下美国五角大楼联合企业防御基础设施项目(JEDI)订单。该订单为期10年，项目金额高达100亿美元，用于建立一个支持军队武器系统和机密数据存储的云计算平台。

亚马逊多次抗议，微软奉陪到底，美国联邦索赔法院还是在2021年4月28日驳回了司法部(DOJ)和微软的协议。2021年7月6日，美国国防部明确表示「由于需求不断变化，云计算对话增加、行业发展，JEDI云计算合同无法满足需求」，因而取消原本属于亚马逊的JEDI云计算合同，并改为一项新的多供应商合同(Joint Warfighter Cloud Capability)，并将给合同以多云、多厂商合作采购的形式发布。

最近，在8月11日，美国国家安全局将一份云计算合同，联合作战人员云能力（JWCC），交给亚马逊AWS，价值同样高达约100亿美元。微软曾表示抗议，待政府问责局在10月29日前给出决定，其结果将可能直接带来至少领先2~3年的优势，并对网络安全行业的发展发展和国家安全稳定有战略性意义。

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