介绍

全球量子计算软件市场预计将强劲增长。企业对优化、模拟、加密和机器学习等资源密集型问题的计算需求日益增长，而这些问题是传统计算无法有效解决的。

2025 年至 2031 年，量子计算软件市场将保持 18.8% 的复合年增长率。

增长战略

战略合作伙伴关系和生态系统发展

大型咨询公司和云供应商正在与硬件、软件和算法供应商建立合作伙伴关系，以推动其应用。例如，埃森哲收购了量子网络公司 Aliro Quantum 的股份，将量子安全通信纳入其产品组合。

同样，CQC（现为 Quantinuum）与 IBM Corporation Q Network 合作，以访问 IBM 量子硬件并将其与其软件优势相结合。

软件和服务产品及特定领域的解决方案

企业不仅仅提供工具包，还在开发特定行业的量子软件，涵盖制药、物流、金融、材料科学和网络等多个领域。例如，CQC 创建了一个量子蒙特卡罗积分算法，可以加速金融风险建模。埃森哲表示，在量子启发分析领域拥有“150 多个用例”和“11 个差异化量子产品”。

投资与收购

投资者正在投资或收购量子软件/网络安全/网络初创公司，以增强其技术储备。埃森哲于2025年1月收购后量子网络安全公司QuSecure就是一个典型的例子。

云访问和混合计算模型

量子软件公司正在采用基于云的访问、混合量子经典模型和开发者生态系统（SDK、API）。例如，AWS 将量子计算视为一个垂直云领域。

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关键部分

按组件

解决方案

服务

按部署

云

本地部署

按技术

超导量子比特

捕获离子

量子退火

按最终用途

航空航天和国防

金融服务业协会

卫生保健

汽车

能源和电力

化学

机会

企业在优化和模拟方面的采用：复杂模拟需求行业（化学、材料、制药）可以在完整的“逻辑量子位”机器之前利用量子算法。

后量子安全与密码学：随着量子硬件的成熟，量子安全算法、加密和安全通信的需求将呈爆炸式增长。埃森哲对 QuSecure 的投资正是对这一机遇的证明。

云量子服务使访问变得民主：通过降低软件开发障碍（通过云访问/SaaS 模型），较小的组织能够试验和部署量子就绪解决方案。

垂直深度软件堆栈：专门为特定垂直领域（例如，金融风险建模、供应链优化）而非通用领域设计的解决方案将会流行起来。

生态系统和开发者工具：由于量子编程相对较新，强大的 SDK、编译器、分离硬件依赖关系和开发者社区是竞争优势。

未来趋势

混合量子经典工作流程：实用量子软件将越来越多地分层经典和量子计算  ，其中硬核由量子完成，而经典则负责编排。

行业特定的量子用途：现实世界的软件应用（化学模拟、NLP、财务优化、量子安全密码学）将占据主导地位，而不是用于计算的通用量子。

软件抽象和硬件独立框架：为了避免供应商锁定，量子软件将独立于硬件，以便开发人员可以针对各种后端进行开发。例如 CQC 的 t|ket ⟩编译器。

量子软件市场的扩张：与云市场或应用商店一样，提供的量子软件也会越来越多。

更多的政府和工业资金：随着国家战略的发展（例如英国的投资计划），软件生态系统将得到推动。

更快的云可用量子计算： AWS 等公司将通过提供云量子服务来降低企业软件的价格。

强调量子网络弹性：受监管行业将强制使用后量子密码学 (PQC) 和量子安全软件堆栈。

主要参与者和最新进展

埃森哲公司

2023 年 10 月投资 Aliro Quantum，以实现安全的量子网络并将其作为咨询服务的一部分提供。

2025 年 1 月投资 QuSecure，为企业提供后量子密码学和加密敏捷解决方案。

埃森哲通过其量子计划开发了广泛的量子软件和服务组合（150 多个应用程序），并与大型硬件/软件提供商合作。

亚马逊网络服务（AWS）

AWS 于 2025 年 2 月发布了“Ocelot”量子计算机芯片，采用猫量子比特架构，承诺将纠错开销降低高达 90%。

AWS 将量子视为一个新的云垂直领域，将量子软件和服务定位为传统云产品的一部分。

通过量子软件堆栈和云基础设施的结合，AWS 为企业采用量子软件提供了一个强大的平台。

剑桥量子计算（CQC）

CQC 是量子软件工具（例如 t|ket ⟩编译器）的早期领导者，于 2021 年与霍尼韦尔量子解决方案合并成为 Quantinuum。

CQC 创建了具有完全二次量子加速的量子蒙特卡罗积分算法，可用于金融等领域。

与德国投资办公室扩展业务，为强相关系统和量子材料构建算法。

结论

量子计算软件市场仍处于增长阶段，但势头不可阻挡。对于云供应商而言，量子软件正从利基研究转向可用的企业解决方案。合作伙伴关系、特定领域的解决方案、云端访问以及独立于硬件的软件框架等成功策略将成为决定胜负的关键。

对于愿意在量子就绪软件上进行投资的企业来说，从优化突破到模拟改进和量子安全保障，回报可能非常丰厚。尽管距离大规模容错量子计算机还有很长的路要走，但软件市场已经存在，并为创新者和应用者提供了机会之窗。

常见问题 (FAQ)

量子计算软件究竟是什么？

量子计算中的软件包括 SDK、编译器、中间件、应用层软件和操作系统，允许开发人员或公司在量子硬件或量子云服务中构建、模拟、测试和执行量子算法。它将硬件解耦，并为量子算法、混合工作流和特定领域程序提供开发者软件。

为什么量子软件市场预计会扩大？

发展根植于（a）解决长期存在的经典问题（例如优化、模拟）的需要，（b）基于云的访问支持更多用户/开发者，（c）医疗保健、金融和材料科学等行业部门探索量子，以及（d）对量子软件、服务和网络安全的投资不断增长。

量子计算软件需要多长时间才能带来真正的商业价值？

尽管容错量子计算机还需要几年时间才能问世，但量子软件已经通过量子启发算法、混合经典量子模型和云访问带来了价值。许多公司已经在开展试点项目。未来3到5年，量子软件的价值有望大幅提升。

量子软件采用面临的主要挑战是什么？

一些关键挑战包括：可靠量子硬件的供应有限、高错误率和退相干、缺乏量子编程人才、没有标准/硬件无关框架，以及量子优势何时将持续大于传统计算的时间表不明确。

公司该如何为采用量子软件做好准备？

企业可以从以下几个方面入手：（1）制定量子认知路线图；（2）试行量子就绪云平台和 SDK；（3）确定量子或混合模型可以带来好处的领域（例如优化、模拟、网络安全）；（4）创建或购买内部量子软件专业知识；（5）将量子软件试点纳入现有的分析/IT 基础设施，而不是将其作为独立项目孤立出来。

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