3.2 量子产品
由于广泛适用于各类技术、应用、服务和市场，量子技术已被用于生产多种产品以满足当前和未来需求，这一点不足为奇。这些产品处于不同的开发阶段，有些刚起步，有些已推向市场。出于商业利益和商业机会，多项市场研究正在展开，以便形成各类市场项目。
3.2.1 量子计算
发达国家正在经历一场“量子计算优势地位争夺赛”，其带来的突破性计算能力将超越超级数字计算机的性能。量子计算技术可能改变商业、情报、军事和国力战略平衡的现状。量子物理学家正与技术巨头合作开发量子计算能力和技术，以五年前闻所未闻的方式为第二个信息时代打下基础。[109]
量子计算市场和相关的量子市场不断增长的原因有哪些呢？
国家安全：
·量子加密是通信安全的关键；
·量子计算为开发新式武器、侵入对手通信渠道开辟了新疆界；
·量子计算将改变地缘政治的游戏规则。
国民经济：
·量子计算为新型医药、可再生能源等人类生活的方方面面开拓了新的视野；
·量子计算改变了经济游戏规则，有望颠覆整个产业，创造新产业。
以下是量子计算（QC）可能的细分市场：[110]
·研发有助实现量子计算的物理器件；
·量子加密；
·量子计算仿真；
·量子计算编程基础设施；
·实现量子计算的超导（冷却）基础设施；
·云端的量子计算；
·前八大国家的量子计算市场；
·通过云访问物理或仿真量子处理器，向新的参与者开放了市场，有助进一步推动量子计算生态系统的发展。
2017年，北美在整个量子计算市场上占有最大份额。另一方面，亚太地区（APAC）预计有望成为量子计算增长最快的地区。[111]
随着网络犯罪事件的不断增加，以及国防、银行、金融、医疗保健、制药和化学品等行业中量子计算技术的日益普及，量子计算市场未来几年可能会出现高增长。一个被广泛引用的统计数据表明，2023年量子计算市场的总值有望达到4.953亿美元，2017—2023年的年复合增长率达29.04%。[112]
量子-HPC（高性能计算）混合系统也被看成可能的过渡技术。作为中间解决方案，量子-HPC混合系统结合了两者的优点，研究人员通过在量子设备和高性能计算系统间分配任务来更有效地解决复杂问题。[113]
考虑到量子计算的政治和经济影响，政府和大型企业都不可忽视量子-HPC混合模型的出现。不难预测，国家安全机构将对加密和量子-HPC混合模型的其他关键任务应用展开投资。银行机构和区块链、国家安全和银行业也是如此，这两大市场板块只是量子-HPC混合模型影响深远的众多市场块中的两个，但两者都可能成为具有强劲增长势头、总值数十亿美元的细分市场。[114]
Alphabet、IBM、英特尔、微软等世界上最强大的科技公司主导了量子计算竞赛，带来了量子处理器技术和纠错方面的突破，逐步为量子计算生态系统奠定基础。英特尔已拥有为量子计算芯片生产全硅晶片的能力，大大增加了现有量子器件的数量。[115]
IBM公司成立了一个新的量子计算部门“IBM Q”，此举可能成为量子计算技术商用的转折点。IBM公司凭借支持API的应用程序开创了云端的量子计算，主要用于研究目的。Rigetti Computing公司推出了Forest开发环境，研究人员可访问Rigetti基于云的量子模拟器。[116]
参与量子计算逐利竞赛的公司有：[117]
·1QB Information Technologies;
·Anyon Systems;
·Cambridge Quantum Computing;
·D-Wave;
·谷歌；
·ID Quantique;
·IBM;
·Ion Q;
·英特尔；
·MagiQ;
·微软；
·Qbit Logic;
·Qx Branch;
·QC Ware;
·Quantum Biosystems;
·Quantum Circuits;
·Qubitekk;
·Rigetti Computing;
·Optalysis。
各家企业的技术途径各不相同。举例如表2所示。
表2 量子项目
资料来源：MIT Technology Review
欲对量子计算加以应用的公司包括：惠普、三菱、SK电信、洛克希德·马丁、英国电信、诺基亚、空客、Booz|Allen|Hamilton、富士通、东芝、阿里巴巴集团、NTT、雷神、NEC和KPN。[118]
3.2.2 量子加密/解密
量子加密是一种新的保密通信方法，可确保数字数据的安全。量子加密的主要利用单个粒子/光波（光子）及其基本的量子属性开发牢不可破的加密体系，因为在不干扰该系统的情况下，不可能测量任何系统的量子状态。理论上也可以使用其他粒子，但光子已提供了所有必需的属性，且其行为较容易理解，它们是光缆的信息载体，是最有前途的高带宽通信介质。[119]
量子加密运用物理学建立安全模型。量子加密技术提供了不易被破坏的高级加密体系，允许双方共享不为他人所知的密钥，用于加密和解密彼此打算分享的消息。量子加密系统的主要优点在于通信用户可探测到任何第三方的存在，这使得系统中传输的消息完全保密。[120]
预计到2023年，全球量子加密市场将达到15.3亿美元，此期间的年复合增长率将达26.13%。数据安全和隐私问题的增加带来了市场的增长。此外，云存储和计算技术普及率的增长也推动市场向前发展。不同行业对安全解决方案的需求不断增加，有望为市场带来商机。[121]该市场上的主要参与者是D Wave Systems公司（加拿大）、1QB Information Technologies公司（加拿大）、QC Ware公司（美国）、谷歌公司（美国）和QxBranch公司（美国）。
3.2.3 量子传感器
量子气体或超冷原子领域是物理学中发展最快的领域，对量子传感器领域具有广泛影响。重力计、原子钟等量子传感器是通过使用冷却至近绝对零度的原子来开发的。[122]
由于新技术的发展，业界和研究机构对精密测量的需求正在增加。美国各大院校正努力提高传感器的准确性，推动天文、GPS、通信和其他领域的高级应用。[123]
量子物理学领域的理论研究正在逐渐转化为可产业化的技术，用以解决实际问题，提高经典传感器的应用效率。