量子市场发展的相关报告及调研节选

量子软件行业的发展正在迅速进行。然而，对量子硬件和量子算法进展的回 顾表明，这可能仍然是一场漫长的游戏。对于早期采用量子的人和潜在的量子开 发者来说，最重要的考虑可能不是立即可用的软件产品功能，而是选择正确的合 作伙伴。要了解当前的市场状况，投资者必须了解早期参与者面临的挑战和机遇， 以及他们正在发展的不同长期商业战略

图1： 量子堆栈
应用程序——面向商业的最终用途应用程序。在很大程度上，这些工作仍在进行中。许多参与者强调早期研究和用户社区参与，以开发概念验证和试用应用程序。算法——解决各类问题的独特量子方法，请参阅量子算法展望 2022。
框架——大多数早期参与者强调电路模型量子计算（尽管这种方法有重要的变化）。各种提供商提供了自己描述和执行所需量子电路的方式。
架构——协调计算操作的运行时环境。包括量子门、测量和紧密耦合的经典逻辑。最终，我们可以期待核得到优化，以高效地实现量子纠错，并协调对专业资源的访问，如魔法态（magic state）工厂和 QRAM。
控制——模拟脉冲驱动的低电平操作（通常基于微波或激光）。脉冲形状和时间至关重要，需要高级协议来优化门操作和抑制串扰。
量子——实际的量子比特硬件。请参阅量子硬件展望 2022。
模拟器——传统模拟器是软件堆栈中的一个关键附加元素，这不仅仅是因为当前量子处理器的性能有限，而且也是为了支持正在进行的程序开发和调试。
在量子软件的“萌芽”阶段，IBM 显然是早期的胜利者。虽然是其他人第一次将量子处理器应用到云上（2013 年布里斯托大学的 Jeremy O’Brien，现在他是PsiQ 的创始人），但是真正成功推动参与度发生一步变化的是 2016 年 IBMQuantum Experience 的推出。现在更名为 IBM Quantum，拥有超过 36 万名注册用户，2021 年平均每天执行 22 亿次电路，通常任何时候都有 25 个量子处理器在线。
IBM Quantum Experience 最初专注于通过提供一个简单的图形化 web 界面允许用户创建（编写）简单的量子程序（电路），然后在早期的量子硬件上运行它们。IBM 在这一成功的基础上引入了 Qiskit，这是一种适合于科学和早期行业采用者使用的开源编程框架。与该方案一致的教育资源和活动一直是重点。它的OpenQASM 底层电路表示语言已成为事实上的行业标准。OpenQASM 3.0 规范草案于 2021 年发布，并继续吸引跨行业的兴趣并支持。与 AQT 以及最近与 IonQ的一系列概念验证展示了 Qiskit 对多种量子比特硬件类型的适用性。如今，IBMQuantum Network 的合作伙伴包括商业巨头戴姆勒、埃克森美孚、摩根大通、三星、高盛、埃森哲、波音和 LG 电子，总共有 130 多名成员。内部设施和战略合作伙伴包括弗劳恩霍夫（德国）、东京大学（日本）、克利夫兰诊所（医疗保健）和延世大学（韩国）。这与 IBM 的整体业务技术和服务产品齐头并进。
D-Wave Leap 云和 Ocean 开发环境为面向商业的量子退火应用提供了平台。这套工具已经发展到包括混合量子退火/经典求解器。该服务的最新发展强调了算法工具的易用性，以及工作跟踪和可视化界面。对简单性和稳健性的关注是为支持生产应用程序而设计的。在坚持量子退火优化问题的同时，D-Wave 还宣布了建造门模型量子计算机的计划，以解决材料科学和量子化学模拟问题。
门模型量子计算界的一些人可能会试图将应用投入生产的延迟解释为某种程度上反映了量子退火的一个弱点。然而，换个角度来说，在没有纠错和大规模机器的情况下，早期门模型的成功也可能是渐进的，而不是革命性的。D-Wave的经验实际上提醒我们，在任何大型客户组织中实施变革是多么困难。专业服务部门早就明白这一点，并越来越愿意提供帮助。不应低估其未来作用的重要性。

2. 早期门模型量子计算全栈公司
   对于门模型量子计算中的许多早期硬件玩家来说，创建自己的完整软件堆栈只是一个必要的事情。然而，“全栈”并不意味着一个进化到 IBM 能够构建的程度的服务产品。
   Google——在 2019 年展示了“量子霸权”之后，Google 围绕 Cirq 框架明确了其堆栈。2021 的一个值得注意的是 Stim，这是一款稳定器电路模拟器，其独特之处在于专注于支持量子纠错研究。
   Rigetti Computing——在紧密的经典循环中率先执行量子电路。这种对 VQA友好的技术最近才进入 IBM 运行时环境。Rigetti 现在跟随 IBM 的脚步，引入了Quil-T（Quil 指令集架构的脉冲级扩展），以开放对系统的控制。这是 Quil 的一个扩展，它允许 Rigetti 设备作为三能级系统，即 qutrit，而不仅仅是作为标准量子比特进行操作。
   Xanadu——Strawberry Fields 框架支持 Xanadu 独特的光量子计算方法。此外，他们有影响力的算法库 PennyLane 与其他各种门模型机器兼容。
   本源量子——中国量子计算的先驱。他们的堆栈已经在他们自主开发的超导和硅量子比特处理器上得到了验证。
   稍晚加入的硬件玩家现在可以利用一个生态系统，让他们不必构建软件堆栈的上层。我们仍然可以期待进一步的创新，即玩家将寻找与他们的量子比特平台相关的特定机会。
   Pasqal——引入脉冲发生器，以支持其设备的脉冲电平控制。由于中性原子器件在量子模拟中的潜在应用，这对中性原子器件具有双重意义
   

图二，早期门模型的全栈公司
花时间公开披露、记录和支持堆栈的较低层会带来成本。这种精细特性可能会为供应商的本地生态系统带来额外的创新和性能。但是有多少最终用户将直接访问它们？策略师必须根据具体情况权衡成本和收益。

3. 量子平台即服务
   没有人真正知道什么样的量子硬件战略会胜出。因此，早期采用者通常会寻求一个最大程度上不依赖硬件的平台。这非常符合 PaaS（平台即服务）产品的概念。领先的传统云计算巨头 AWS 和微软 Azure 已经与 IBM 等开始争夺量子云市场。
   

图三， 量子PaaS
IBM Quantum 一直强调它为自己的量子后端提供的访问权限。（Qiskit 支持访问其他提供商后端，但这些后端目前尚未完全集成到真正的 PaaS 产品中）。IBM 在其处理器群中增加了 VQA 友好的 Qiskit 运行时容器（从 2022 年开始包括动态中间电路测量和前馈），这是 IBM 构建真正的“无服务器”云产品计划的第一步。这不仅需要与核紧密耦合的经典资源，还需要计算的实质部分可以卸载的资源。2021 年，IBM 完成了对电路编织和电路嵌入的概念论证（通过将部分计算部分卸载到经典资源中来减少所需的量子资源的技术），并演示了IBM 云代码引擎如何将这些资源结合起来。量子无服务器模型的引入是 IBM 从2023 年开始准备好支持真正应用程序（具有量子优势）部署的关键部分。
一名用户评论道：“IBM 花了大量的时间和金钱来完善基于 web 的终端用户前端，它提供了复杂的作业管理、排队和处理功能、数据存储、研究团队、资源认证和授权，所有这些都在一个处理 10 万用户的服务中。而其他供应商都无法达到这里提供的复杂程度。”随着硬件的成熟，IBM 似乎已经做好了充分的准备，利用他们的能力来服务大量的用户。其他供应商将需要努力完善他们的服
务基础设施到这个程度。
亚马逊 Braket 已经开始在这个市场上提供 D-Wave、IonQ、Rigetti 和 OQC设备的接入服务，QuEra 也将很快加入。对 PennyLane 的支持是另一个值得注意的特点。以及各种强大的模拟器。为了自主开发量子计算机，亚马逊在加州理工学院的 AWS 量子计算中心和亚马逊量子解决方案实验室进行投资并招募了大量专家。
一名用户评论道：“Braket 框架和电路 API 没有 Qiskit 提供的全面，在一定程度上限制了目前可以运行的应用程序的复杂性。”因此，亚马逊要想成功，就必须改善这一点。然而，几乎所有人都同意，量子计算将始终是计算的一种混合形式。通过 AWS 在更广泛的云市场的领导地位，Braket 很好地利用了对企业友好的供应灵活性。
微软 Azure Quantum 也在利用其母公司在更广泛的云计算领域的竞争地位。其 Azure Quantum 平台已正式公开。微软开发了 Q#作为一种专门用于编写量子算法的语言，以及相关的库和培训资源。最近增加了还对 Qiskit 和 Cirq 框架中编写的代码的支持，承认了这些方法在更广泛的生态系统中的影响。微软通过其Q Station 网络在量子研究方面有着悠久的历史。或许，微软比其他主要玩家更倾向于将真正的量子优越性视为一场持久战。因此，在 Azure Quantum 中看到受量子启发的数字退火解决方案备受瞩目或许并不令人意外。
Braket 和 Azure Quantum 产品与 IBM 的不同之处在于，它们提供高级作业管理和服务工具，以补充越来越多的硬件供应商。
Google 在量子领域处于领先地位，在传统云计算领域排名第三。然而它的量子计算服务尚未越过早期访问计划阶段。这反映了公司将设备操作从“一次性科学实验”转移到常规生产服务所需的时间。它也不想推出一项仅基于仍可经典模拟的处理器的服务。
值得一提的是，Xanadu 的 Borealis 是唯一云上提供的可以实现“量子计算优越性”的机器

4. 量子模拟器
   传统的模拟器仍然是量子研发的有效并行途径。模拟通常可以达到大约 40量子比特（如果我们能够简化，则可以更多）。高级模拟器甚至可以内置真实的噪声模型。无论如何，量子模拟器都可能在调试和验证量子应用程序中发挥关键的持续作用
   

图4： 量子模拟器
QLM（量子学习机）——Atos 公司已经在其专用的量子模拟器硬件 QLM 上建立了一个完整的软件堆栈。这正在扩展到针对数字退火应用的量子启发算法的执行。
学术项目——一些具有学术渊源的模拟器，如 ProjectQ 和 QuEST，为量子算法实验提供了自己的学术基础。模拟器也是 Quantum Inspire 平台产品的重要组成部分。
英伟达推出了 cuQuantum，以便在其基于 GPU 的硬件上进行快速量子模拟。2022 年晚些时候，包括 cuQuantum 和 Google 的 Cirq 框架在内的容器将可用于英伟达 DGX 硬件，届时采用将变得更加容易。
两个著名的开源模拟器，阿里巴巴“太章”和华为 HiQsimulator 在 2021 年没有看到进一步的发展。然而，华为一直在积极支持 ProjectQ。

5. 量子软件初创公司
   也许最初的数字革命中最大的惊喜之一是由软件初创公司驱动的持续创新的重要性。在当前的量子革命中，我们看到全球范围内出现了一波量子软件创业浪潮，这并不令人惊讶。一个关键的问题是，在量子计算的广泛商业应用深入人心和更传统的市场发展起来之前，他们的战略是什么？对于管理层和投资者来说，一个至关重要的问题是，企业要运营多少年才能实现这一理想？
   量子软件初创公司一直在追求各种策略。
   5-1： 寻求长期支持
   一种策略是被另一家公司收购/合并，获得至少中期所需的资金支持。例如，实现量子硬件所需的资金规模，可以让软件开发活动看起来很便宜。从炙手可热的最终用途部门溢出的资金正在创造替代机会。
   澳大利亚量子软件公司 QxBranch 可能是第一家采取这种做法的公司，他们在 2019 年被 Rigetti 收购。它的关系帮助 Rigetti 将其足迹扩展到美国以外。然而，软件和应用在 2021 年 Rigetti 的 SPAC 上市中并没有占据显著位置。
   剑桥量子与霍尼韦尔分拆出来的量子解决方案部门的合并是另一项将硬件和软件结合在一起的交易。然而，这里的策略似乎明显是为了保持与硬件无关的软件程序的势头。
   英国量子软件公司 Rakho 最近被 Odyssey Therapeutics 收购，Odyssey 本身是一家新近成立的精密医学初创公司，专注于尖端药物发现方法。生物技术领域现有的巨额资金让这些公司能够选择自己想要开发的工具，作为自己长期发展的一部分。Odyssey 公司实际上拥有重要的量子算法能力。
   Qu&Co 和 Pasqal 也宣布合并。Qu&Co 对现有的 NISQ 方法（如 VQE）能在多快的时间内达到真正的量子化学应用所需的精度持怀疑态度。同样，Pasqal 的中性原子硬件开辟了有趣的替代方案的可能性，如模拟量子模拟。Pasqal 将欢迎顶尖软件人才关注这个相对未开发的领域。
   其他软件初创公司对其融资和成长历程有不同的看法。

5-2 从算法到应用：
目标：扩大专有技术。
将论知识转化到产品化的服务，以此为目标的计划往往受到国家级的政府支持。且注意避免被拖入传统的咨询业务模式：稀缺的量子算法专业知识不容易拓展，传统咨询不能提供量子风险投资支持者通常寻求的经济回报。一种常见的方法是提供量子机会评估和试点项目。理想的情况是看到这些公司发展成为与知名客户的大额客户关系。客户将从被视为活跃在重要的未来领域，以及从启动到他们自己的研发活动中受益。C Ware 有一个活跃的算法研究项目，并利用他们的 Forge 平台来支持高效的项目执行，以及将专有技术打包到未来的服务产品中。值得注意的功能包括具有广泛适用性的组件，如数据加载器和低电路深度振幅估计。这些都被用于优化库、QML、线性代数库和蒙特卡罗模拟库。基于他们的混合动力优化方法，他们在 2021 年成功赢得了宝马量子计算挑战赛，并赢得了罗氏、勃林格殷格翰和科思创等著名客户。他们对行业领先的 Q2B 活动的长期推广已经证明是一个有远见的成功举措。
Zapata 也以其算法研究而闻名。其 Orquestra 平台针对的是工作流和数据管理问题，这些问题可能是部署应用程序时面临的常见挑战。Orquestra 提供创作和运营支持，并支持公共和私有云解决方案。客户包括化工、能源和食品饮料行业的前五大公司。我们认为，这一工具特别适合帮助客户将个人的专业知识转化为组织学习。
1Qbit 一直是量子服务领域的先驱，它通过利用其 1QCloud 优化平台建立了这一领域。1Qbit 率先强调量子启发的解决方案，将其作为提供给客户的一部分（现在其他公司也在效仿）。基于他们在优化方面的工作，1Qbit 在 2021 年取得了显著的成功，赢得了宝马量子计算挑战。
Quantinuum（前身为剑桥量子）利用其 TKET 编译器的领先性能及其所提供的跨硬件能力，在潜在的量子应用领域占有一席之地。它正利用这一势头，直接瞄准与主要商业和机构合作伙伴的长期合作关系。软件即服务（SaaS）——Quantinuum 推出了 Quantum Origin 网络安全密钥生成解决方案。我们可以预期这项服务将发展到其他网络安全应用领域。像这样的服务能在多大程度上产生持续的收入增长，将是更广泛市场备受关注的焦点。

5-3 注重专业化
这种策略的一种变体是更具体地关注应用领域的专业知识。这样一种策略的好处是，可以磨练内部、行业特定的应用程序/算法技能，这可能是未来差异化的关键。在传统的软件世界中，这是一条很常见的道路。这也为量子启发的应用提供了一个更容易获得早期收益的途径。
Multiverse Computing 专注于金融服务。他们的 Singularity 工具包强调在安全意识强的银行环境中运行的能力，并提供量子启发和量子解决方案。同时提供Python 和 Excel 前端集成，这是客户端工作流意识的一个标志。Multiverse 一直处于金融领域概念验证应用示范的最前沿。
Qu&Co 以量子化学为重点，开始了他们的发展。他们的 QUBEC 软件平台现在处于测试阶段。一个显著的特点是与 Schrödinger 公司领先的传统量子化学软件包的 Maestro 化学建模接口集成。Qu&Co 也有能力扩大这一基础，最近凭借其开创性的偏微分方程量子算法赢得了宝马量子计算挑战。目前 Qu&Co 已被Pasqal 收购。
Phasecraft 专注于材料科学，将其作为量子优势最快实现的领域。其重点是在 NISQ 设备上以有用的规模运行算法的基本智能（必要时达到脉冲级）。这并不是说该团队没有能力解决其他问题。只是他们认为首先解决这个问题是现实的。他们正受益于 UKRI（英国研究与创新）为电池材料设计项目提供的资金。

5-4 算法改善
许多玩家正在将特定的经验构建到算法库中。为了推动采用，这些软件通常都是在开源的基础上开发的，但是它们仍然有望成为为其赞助商建立重要价值链影响力的一种方式。事实上，有两个突出的例子说明了如何利用该领域的活动来补充公司的长期战略。
Xanadu 的 PennyLane 是一个量子机器学习库，其影响力已经远远超出了其母公司自身硬件的范围。最初的构想是作为量子机器学习的工具，提供机器学习社 区 熟悉 的 NumPy 接 口。这 种格式已被证明适用 于支持多种 VQA，因 此PennyLane 也在其他潜在的 NISQ 应用领域（如量子化学）中得到了应用。这是一个很好的方法，可以应对任何威胁，即其母公司天生独特的软件堆栈可能会与更广泛的社区“分离”。Quantinuum 的 Lambeq 致力于开发面向量子自然语言处理（QNLP）应用的量子开发者的新生态系统

5-5 更好的量子工具
一个互补的策略是提供量子软件开发者自己想要在近期、中期和长期使用的工具。然而，软件界对开源工具有强烈的偏好。面临的挑战是如何设计一种与此相适应的商业模式。
（1）社区门户
一种选择是寻求提供比别处更好的平台体验。这与培养量子新手兴趣的机会，以及真正认真避免与任何单一云供应商锁定的参与者结合得很好。Strangeworks在开发平台的战略上一直处于领先地位，但我们也看到了其他领域的活动。
Strangeworks QC 提供了一个硬件无关的开发前端，它是新手最容易建立和运行的。关键它还提供了对尖端工具的访问，例如 TKET 编译器和 IBM Qiskit运行时。社区库功能是一个很好的学习工具（跨多个框架），它将吸引那些理解这种思维方式给传统软件带来的价值的人。
Strangeworks EQ（企业量子）将后端访问添加到各种各样（且不断增长）的量子后端列表中。最近宣布的 Quantinuum 的 Quantum Origin 服务的集成是一个自然的选择。
Qapitan 是一家新成立的公司，有着建立量子 API 市场的有趣计划。目前处于私人测试阶段，这为开发者提供了一条简单的途径来交付和商业化 SaaS 产品，同时允许最终用户在市场发展过程中对替代产品进行基准测试和升级。这类企业面临的一个中期挑战是，在客户更好地了解自己的需求和市场成熟之后，如何避免客户转移到其他地方，并使服务非中介化。这些平台将需要专注于它们所创造的真正可持续价值。
（2）扩展算法创作
一些公司正在瞄准解决量子算法设计挑战的工具。目前已知只有三种量子原语可以提供量子加速。然而，这些可以组合成算法来解决各种问题类。这些需要进一步调整，以便在更广泛的业务应用中使用。为了解决实际感兴趣的问题，这些算法最终需要在很多很多量子比特的规模上实现。大多数专家设想，量子优势至少需要 100 个量子比特（要么是保真度比现在高得多的物理量子比特，要么是应用量子纠错后的逻辑量子比特）。
Classiq 试图在为具有更大数量量子比特的设备设计量子电路的问题上走在前面。正如我们不在门层编程传统设备一样，Classiq 通过实现可重用的模块化块结构简化了这一过程。它的聪明之处在于，相对于系统范围的约束，它自动化了优化多个独立块的过程，并允许程序员进行关键的权衡（如总体量子比特数或电路深度）。输出代码兼容所有主流平台。当使用今天的小型设备时，这似乎是
一个概念性的开销，但类似的东西在未来可能是必不可少的。Classiq 相信它的方法将使复杂的电路更容易调试和维护。这可能是一个关键的证据。
Horizon Quantum Computing 正在追求一个特别大胆的愿景。它的目的是让用户只需使用高级经典语言编写代码，然后就可以从传统或量子执行中获益，而无需任何量子计算方面的特殊知识。一个关键的观点是，加速的机会不仅来自抽象的问题类，还来自常见的程序结构，如循环和数组操作。总的来说，Horizon设想了一个编译链，它可以在多个细节层次上解包。许多量子算法面临的挑战是如何有效地实现从加减到求幂等常见函数。Horizon 已经在这一领域展示了概念验证方面的改进。Horizon 的愿景是大多数用户希望社区到达的目的地。然而，全面实现其承诺需要实现 FTQC、QRAM 和更快的量子体系结构等技术。
高级创作解决方案面临的一个短期挑战是当今量子硬件的能力有限。领先于开发游戏并探索未来的资源需求是一种有效的策略，但是客户对真正的量子执行的时间线的期望将不得不被管理。
（3）优化的低级编译
在堆栈的底层，优化量子编译器必须处理一系列额外的独特量子挑战（本机门集映射、量子位放置和路由、电路优化、错误缓解）。从技术上讲，我们实际上经常谈论一个编译（transpiling）操作，因为编译器链的多个部分都在发挥各自的作用。
三个独立的低级量子编译器脱颖而出。每一个都展示了在这个市场上取得成功所必需的专有技术的独特方面。
TKET——这款旗舰版 NISQ 编译器能够在各种独特的量子框架之间高效传输，从而提供无与伦比的跨硬件能力。它为量子比特的放置和路由提供了有效的启发式方法。制作一个成功的量子优化编译器有一个强大的数学维度，在 TKET的例子中，它利用了量子力学 ZX 演算公式中的概念。最近，Qermit 模块的添加简化了对常见错误缓解协议的支持。TKET 已被广泛用于各种前沿研究工作。
TKET 现在是开源的，Quantinuum 希望在量子生态系统的核心建立自己的角色。
True-Q——Quantum Benchmark 公司在描述和缓解量子错误方面有着很强的传统。True-Q 采用随机编译技术，最初开发该技术是为了克服系统控制错误。现在，以多量子比特过程中的保真度为目标的周期基准测试技术增强了这一点。
True-Q 在 2021 年的学术工作中因错误抑制和/或错误诊断获得了许多引用（包括谷歌 QAI、LBNL 的高级量子试验台、NASA、ORNL、NCSU，包括 Qiskit、Cirq和 Quil 在内的各种框架，以及 AQT 的离子阱设备）。Quantum Benchmark 已于2021 年被 Keysight Technologies（是德科技）收购。这是趋势的一部分，它将为量子堆栈提供一系列新的可能性。
Fire Opal——2022 年初向终端用户发布，这是低级编译器的新成员。它已经显示出令人印象深刻的初步成果。Q-Ctrl 在脉冲级“鲁棒”量子比特控制协议方面有着良好的记录。Fire Opal 作为一个物理门和脉冲级编译器，能够补充更高层级的优化编译器，如 TKET。2021 年，随着 Rigetti 和 Quantum Machines 加入 IBM，向第三方开放他们的硬件脉冲电平控制，市场已经转向 Q-Ctrl 的优势。Q-Ctrl 提供了与这些玩家的集成。它现在也在积极寻求利用其技术在量子传感应用。

图5 量子工具

随着这一领域的不断发展，公开地比较编译器性能的能力将变得越来越重要。
我们希望看到更多基准工作，例如编译器对 QV 和 CLOPS 的影响，以及整个QED-C 基准测试套件。在编译器领域，学术发展仍然非常重要。一个重要的主题是如何利用形式化方法的传统计算机科学技术。它们正在寻求一种数学上严格的方法来验证程序的正确性。在高度数学化但难以调试的量子电路编译世界中，这些技术可能比经典编程更有意义。
VOQC 的突出之处不仅在于其性能可与领先的编译器（如 Qiskit 或 Tket）媲美，还在于其电路优化在 Coq proof assistant 中被证明是正确的。PyZX 是一款基于 ZX 演算的著名研究编译器。

6 建立底层控制
Quantum Machines 在为商业和学术量子计算工作提供控制系统方面有强大的全球影响力。该公司的量子编排平台（Quantum Orchestration Platform，QOP）专为规模化设计，并提供动态中间电路测量和前馈等重要功能。QOP 将经典和量子处理与 QUA 脉冲级语言和定制设计的脉冲处理器紧密结合，它将经典处理一直带到实时控制硬件。这是为了跨量子比特平台类型支持各种各样的量子用例而设计的。该公司认为，这种架构为 HPC 和云基础结构中异构量子计算的全面架构奠定了基础。
苏黎世仪器是一家成熟的科学仪器供应商。它的核心优势在于其硬件性能（尤其是锁定放大器）。目前它构建了一个完整的、专门的 QC 控制堆栈。这已经支持多种量子比特类型和低延迟测量反馈。苏黎世仪器最近被 Rohde&Schwarz收购。它在量子控制中的强势地位是这一举措的关键部分，预计它将进一步加速这一进程。
Qblox 是从荷兰 QuTech 生态系统中衍生出来的公司（因此受益于多种量子比特硬件类型的直接体验）。它目前服务于 25 个学术和工业实验室。它提供了一个完全集成的控制和读出模块化解决方案，注重可扩展性。Qblox 赢得了瑞典查尔姆斯理工大学 20Q 解决方案的公开招标。核心优势在于其硬件（SYNQ 协议）的稳定性和时间同步性，以及低延迟反馈/控制流（LINQ 协议）。通过与另
一家 QuTech 衍生公司 OrangeQS 合作，它在软件堆栈中的地位正在提升：它们共同维护开源的 Quantify 自动校准和表征软件。
随着 Keysight Technologies（是德科技）收购 Quantum Benchmark，将继续加强其现有的量子产品套件——目前包括 Signadyne 的硬件和 Labber Quantum 的软件。我们预计，这些功能将结合到量子堆栈基础上的强大产品中。
除此之外，中国的中微达信、国盾量子、本源量子、国仪量子也是量子计算控制领域的核心参与者。
软件初创公司也被吸引到这一领域。
Riverlane 正在开发 Deltaflow.OS 量子计算操作系统，并获得由 UKRI 的拨款支持。这旨在为量子比特硬件开发者提供一个快速、可扩展的关键功能解决方案：低延迟、可扩展控制；自动校准和调整；在量子资源和经典资源之间协调运行时任务；纠错解码。这利用了分布式而非分层的节点网络。它已经用 Artiq（一种流行的离子阱控制系统）演示了试点集成。QHAL 硬件抽象层已经承诺兼容涉及四种量子比特技术的六种硬件。另一个由 UKRI 资助的项目 AutoQT 正在将机器学习领域的领先见解引入这项工作。
操作系统的一个问题是没有将量子堆栈的工作方式纳入一个模型中。它可以支持但确实需要传统的电路模型。它承诺将把最好的可用资源集中在困难的解码问题上，但它没有明确说明应该如何集成。
其他量子计算操作系统包括中国本源量子的本源司南、奥地利量子计算公司ParityQC 的 ParityOS。
在更广泛的背景下，OpenQASM 3.0（仍是一个“实时规范”）的定义明确地在之前在架构层表达的门概念和经典控制概念以及通常在控制层表达的脉冲和定时概念之间建立了一座桥梁。量子栈将会进化。量子堆栈即将进化。

7 量子教育
IBM 早期成功的一个重要方面是它强调让 IBM Quantum 成为一个非常有用的教育工具。
Qiskit 和 IBM 量子挑战赛——Qiskit 教科书和教程资源被广泛认为是量子计算的重要入门资源。这些已经被成功的 IBM 量子系列挑战赛所补充。这些半辅导半竞赛的活动已经成为量子季的固定活动，对于有编程兴趣的个人来说，这是培养他们的量子技能的一个很好的方式。
Black Opal——Q-Ctrl 专注于量子比特的最佳控制。他们的内部可视化也是向量子新手教授量子比特和量子计算机的一种很好的方式。Black Opal 在线学习平台填补了市场上的巨大空白。它涵盖从波等基本物理原理，一直到使用自定义界面和电路可视化工具编程量子算法。Black Opal 对于量子新手来说是一个理想的起点，即使他们计划通过更高级的特定于框架的课程继续进步。
Quantum Network Explorer——QuTech 之前进军教育领域的尝试是 QuantumInspire。这继续提供了一个很好的学习环境，在一个已经由 IBM Quantum 主导的细分市场中追赶上来了。另一方面，它的 Quantum Network Explorer 将受益于率先进入更广阔的空间：如何通过网络处理量子比特。这引入了它自己的一系列新资源和概念，许多人认为这些资源和概念有朝一日将构成量子互联网的基础。
SpinQ（量旋科技）利用基于 NMR 量子比特的独特“桌面”量子计算机加速量子教育。2Q 双子座和 3Q 三角座使学生能够学习量子概念，并在真正的桌面设备上运行实验。量旋科技已经在他们的系统的基础上成功举办了一场高中量子计算竞赛，并为课堂提供了教材。接下来计划推出更紧凑的设备。
量子国际象棋——AWS 的 Aleksander Kubica 在 Q2B 量子国际象棋锦标赛上捍卫了自己的王冠，击败了来自 Zapata、D-Wave、Nvidia、谷歌、Quantinuum、Horizon 和 QC Ware 的对手。有时玩游戏是激发学生热情的最好方式。教育是一种社会福利，同时也是一个很好的策略。它与那些有朝一日将推动量子革命向前发展的个人建立了密切的关系。这也为真正的收入机会打开了大门。