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量子科技的梦想与征途:科技大提速的创新密码

砺石商业评论

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作为21世纪最为重要的三大科技,这里可能有科技大提速的创新密码,这里有一代科学家、科研人员的努力与梦想。

合肥高新区创新大道,这里被称为“量子一条街”,这条街上,聚集了包括国仪量子、本源量子等在内的数家量子科技相关公司。

2020年10月,投资人苏醒(化名)来到这里,只为拿到一个量子计算项目的份额。一年前,这里还很少见到投资人身影。现在大约还有30家同行,和他一样等待公司给自己所在的机构进行优先级排序。这个排序,将决定他们是否有机会拿到公司这一轮的投资份额。

苏醒还在纠结:赛道上,两家年营收数千万元的公司,分别开出了15亿以上的投前估值,公司开出的条款甚至也有些“苛刻”,其中一家公司要求必须一次过会连投两轮、第二轮估值增长4倍,这个条件很难说服自己基金的投委会通过。

几乎同一时间,位于深圳的Tommy,拿到了一家财富机构的理财产品介绍,这家财富机构表示拿到了国仪量子的投资份额,投前估值25亿元,意向投资机构包括高瓴、君联、基石、鼎晖、华控、同创伟业等。最终,Tommy最终和朋友各打款了5万元。

财富故事的A面还有更多细节:2020年,有超过620家量子相关的公司注册成立;2020年,包括中创为、国仪量子在内的多家公司,纷纷完成新一轮融资;2020年,多家公司实现商业化的新进展,有公司收获超5千万营收,有公司扭亏为盈,更多公司入局量子教育市场尝试商业化突破。

财富故事的B面则是——这个领域从来没有摆脱“商业骗局”的质疑。技术太难,产品不断试错中缓慢进步,商业化艰难开拓中向前;研发投入太高,院校院所与商业公司之间股权、资金关联错综复杂,甚至难以明说;技术真假难辨,骗子太多,打着量子名义的产品“层出不穷”,“万事不决,量子力学”消耗普通人对这个行业的信心。  

但,量子科技显然不只是一个“财富故事”。

作为“算力核武器”,它与14亿人口的未来安全息息相关,主要的发达国家都重金投入,这是任何一个大国不应踏空的科技领域。作为21世纪最为重要的三大科技,这里可能有科技大提速的创新密码,这里有一代科学家、科研人员的努力与梦想。

一 2020年量子科技的创投热

国盾量子“一天10倍股”的资本故事,毫无疑问是这一波量子科技创投热的助推器。2020年7月9日,国盾量子在科创板上市,首日大涨923.91%,盘中一度暴涨1002.82%,刷新了A股首日涨幅新纪录。国盾量子的财富故事在前,也让不少机构看到了这个赛道潜在的“市场机会”。

一年之前,量子科技赛道上多家公司往往遍寻机构投资人而无果。几乎当下所有受关注的量子科技公司的股东名单里,在2020年前都少见市场化机构名字。

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股东名单

时间到了2020年,包括高瓴、君联、基石、鼎晖、华控、同创伟业等在内的机构,都曾参与量子科技相关的投资。业内人士告诉36氪,包括红杉在内的多家机构的投资人也曾沟通过赛道知名公司的投资机会。

36氪整理了这一领域的投资交易事件。大致推算,今年该领域成立较早的公司,如国仪量子、本源量子、中创为量子等均完成至少一轮融资,初创公司量旋科技等也完成新融资。36氪也对赛道上2020年的股权融资交易进行了整理。具体信息如下图所示。

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量子计算赛道2020年公司融资情况 制图:36氪 数据来源:鲸准、天眼查、36氪、公开信息

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量子计算赛道公司情况 制图:36氪 数据来源:鲸准、天眼查、36氪、公开信息

目前,国内量子科技相关的公司,从应用方向来看,普遍分布在量子计算、量子通信、量子测量三大领域,并已形成头部公司。

其中,量子计算方向是目前国际竞争最为激烈的领域,主要产品为量子计算机。相比于经典计算机,算力上被认为具有颠覆性,短期主要在军事、数字安全、生物制药、化工、能源等领域应用,其研发难度最高,商业化周期最长。这一方向,国内头部公司为本源量子,其竞争为全球级别竞争,竞争对手包括Google、IBM、微软、Intel、Honeywell等大公司,及D-wave、Rigetti等创业公司。

量子通信方向,主要的服务为量子保密通信,其核心技术为量子密钥分发技术(QKD)、量子隐行传态(QT)、量子安全直接通信(QSDC),其未来的一个可能发在方向为量子保密通信网络。目前量子保密通信的普及仍受限于其产品的成本、传输距离、售价。这一方向,国内头部公司为国盾量子,目前我国在技术研发及商业化落地方面领先,国外参与公司包括英国Bristol等。考虑到国家数据安全,短期内很难拓展国际市场。

量子测量方向,主要产品为包括时间基准、惯性测量、重力测量、磁场测量等在内的测量仪器。通过微观粒子系统及其量子态的精密测量,完成被测系统物理量的执行变换和信息输出,可应用于科研、航天、 制导、勘测、生物等领域。 这一方向,国内头部公司为国仪量子。目前我国在科研仪器方面技术研发及商业化落地方面,与国外巨头仍存在差距。

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量子科技领域知名公司

目前三大领域,除了知名的三家头部公司,不少初创公司,其中多家也完成了融资。具体可参考下图。

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量子计算赛道公司情况 制图:36氪 数据来源:鲸准、天眼查、36氪、公开信息

此外,36氪了解到,2020年下半年多家有相关专业背景的创业者正在成立公司或者组建创业团队。来自天眼查的数据显示,以工商登记为准,我国目前有近4,200家经营范围含“量子”,近9成新增于5年内,其中44%的量子领域相关企业分布在科学研究和技术服务业,13%分布在信息传输、软件和信息技术服务业,排除掉其中打着“量子”名义圈钱、骗钱的公司,其中也有希望从事相关技术及产业链配套的公司。

事实上,这种产业的热度,除了来自财富效应的刺激,也来自于技术的进步、人才的培养、政策的利好。

2012年开始,以欧美大国为代表,全球加大了量子科技产业的投入。近两年来,全球量子科技尤其是在量子计算方向,都取得了“量子优越性”的技术突破,比如,Google于2018年发布了72比特计算系统,IBM 2020年发布了75比特的量子计算机。

一方面证明了一些理论、方法的可行性,增强了信心,另一方面存在技术代际差距的可能,意味着未来国家很可能加大支持力度,这也在一定程度上吸引了人才、资金、资源进入。后者在政策上也被体现。

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量子科技方向专利情况,图片来自 信通院《量子信息技术发展与应用研究报告》 

量子科技是智力密集型行业,人才是核心壁垒。过去十年,包括中科大、中科院、清华、北大、北航等在内的科研院所,持续开展科研攻关,我国在量子科技领域培养了大量的人才,研究论文、专利数量大幅提升。这也为我国量子科技的产业化、商业化奠定了最为重要的基础。

二 技术太难,商业化不易

有时候,投资价值并不等于商业价值、产业价值。

量子科技领域从来没有摆脱“商业价值”的质疑:技术太难,产品不断试错中缓慢进步,商业化艰难开拓中向前;研发投入太高,院校院所与商业公司之间股权、资金关联错综复杂,甚至难以明说。

这也让不少投资人很难最终扣下扳机。

36氪在进行了行业调研后发现,2020年,多家公司实现商业化的新进展,有头部公司收获超5千万订单,有知名公司有望扭亏为盈,更多公司入局量子教育市场,希望寻求商业化方向的突破,部分解决资金问题。

但不可否认,这个行业依然是技术太难,商业化不易。

1、技术太难

虽然三大量子科技方向,都还处于从0到1的阶段,面临各种不同的难题,但某种程度上看,现阶段的量子通信加密设备、量子测量仪器,都可以看成少比特或者实现特定功能的量子计算机。比如,量子保密通信一般传输单光子态。

普遍认为,量子计算要达到实用化的条件需要满足如下条件:可定义的量子比特;量子比特有足够的相干时间;量子比特可以初始化;可实现通用的量子门合集;量子比特可以被读出。整体来看,制备量子比特、如何精准控制量子比特运行状态、尽可能保持量子相干状态都是难点。

(1)技术路径未收敛,各有难题

类比经典计算机,现在量子科技还处于发现晶体管可以用来做计算机的阶段。目前多条技术路线都处于早期探索阶段,未来发展路线均未收敛。在量子科技方向,普遍采用超导、半导体、离子肼、光学、量子拓扑五大技术路线进行量子的制备与控制,在少比特也有公司会采用核磁共振技术路线。

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图片来自:中金证券、中国计算机学会青年计算科技论坛 

几大路线基本都各有优缺点。整体来看,超导、半导体方向进展较快,同时也有需要攻克的难题,如,超导路线必须在0.1开尔文(即零下273.05摄氏度)的环境下工作,比宇宙星际空间的平均温度2.73开尔文还要低。外界环境可以非常轻易地干扰量子量子的相干叠加态及计算结果的稳定性,导致退相干,因此所有的运算必须在退相干(10的负6次方秒)发生之前完成,还需要在该时间内完成纠错,保证运算的准确性。

国内普遍的共识是,在技术路线未收敛之前,作为全球人口第一大国,我们在任何一个路线上都不应该“踏空”。映射到产业、商业环节,这很可能意味着,任何一种方案都有可能获得至少来自于政府科研资金、甚至商业资金的支持,但力度很可能存在差异。

(2)产业配套不健全,存在自主可控风险

相比于国外量子科技方面的主要玩家,如Google、IBM、Intel、微软等,中国公司面临的另一个商业化难题是产业配套欠缺。国外玩家普遍具有芯片制备、硬件制造的工艺、产线、人才、资金,但国内公司普遍刚刚起步,不具备这样的配套条件。

同时,作为有战略威慑价值的尖端科技,量子科技一直属于敏感行业。2018年11月19日,美国商务部工业安全署也将量子计算列入出口管制框架。华为“断芯”事件,让国人意识到中国半导体产业的国际差距,量子科技的落地同样有赖于光刻机等把半导体产业链。

(3)不排除中外技术差距拉大的可能

量子比特数、量子体积可以简单看作性能高低的指标之一。现阶段,国外领先约3年左右的差距。如,超导方案,国内本源量子今年推出6比特的超导量子计算机“悟源”,对标IBM 2017年5比特量子计算机;半导体方案,本源量子有望推出2比特半导体计算机“悟本”,对标Intel 2018年的水平。国外在理论创新、资金、产业配套方面的优势,不排除有拉大差距的可能。同时,量子计算机作为电子信息技术的一个细分方向,不排除技术上有颠覆式创新的可能。

与此同时,国际的研究重点也开始逐渐像更系统化的“量子信息网络”,也就是“量子互联网”方向聚焦。这一技术,包含了量子的制备、操控、转换、存储、处理等诸多量子科技细分技术。在其研究过程中,同样不排除颠覆式创新的可能。

2、商业化不易

从36氪获知的财务数据来看,目前赛道上知名公司几乎没有实现累计盈利,知名公司可以达到千万元以上的营收;主营业务外,教育市场是短期内各家公司会考虑的业务方向,普遍面向科研院所,客单价在几万-50万元以内。

(1)头部公司营收过亿,知名公司已有订单

从理论上的商业化容易程度来看,目前量子保密通信易于量子测量易于量子计算。

从36氪调研获得的数据来看,目前从事量子通信的国盾量子在商业化进展方面相对领先。招股书显示,国盾量子2017年、2018年、2019年营业收入分别为2.84亿元、2.65亿元、2.58亿元;归属于母公司所有者的净利润分别为7431.5万元、7249.1万元、4930.6万元。根据第三季度财报,国盾量子2020年前三季度达到2.62亿元。36氪从行业了解到,赛道上,本源量子、国仪量子等公司均已实现出货。

整体上,因为设备价格昂贵、技术尚不够成熟、应用场景有限,商业化不易。

量子科技当前还主要是“To G”的生意。比如,短期内,我国量子计算机的采购方很可能还是军方;量子通信的订单多是“量子保密专线”需求下的设备销售、技术服务费;量子测量的市场主要在科研院所。

要实现更大规模的商业化,一方面需要找到高潜商业化场景,一方面需要提升技术的可用性与成本。比如,量子保密通信方向,现在仍需传输距离、产品小型化与集成化。

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图片来自:国盾量子招股书

(2)教育市场是新的增量市场

主营业务之外,多家公司也开始推出面向教育市场的产品。

36氪了解到,国盾量子推出了教育产品。根据官网信息,这些产品包括了量子密码实验系统(桌面型/平台型)、量子隐形船台实验系统、双缝量子成像实验系统等。36氪近期采访的创业公司量旋科技推出了核磁共振技术路径的桌面量子计算机,售价在35-40万元左右,已与清华大学、北京理工大学等高校达成协议。

目前来看,面向教育市场的产品,客单价普遍在几万元到几十万元不等,主要是用于量子科技的学习及应用开发,主要面向有量子专业的大学科研院所。与此同时,各家也在探索产品低价化,希望拓展高中市场。

但整体来分析,量子教育市场仍是一个小而美的市场,可以为公司补充现金流,但是既难以让一家公司盈利,也难以让这家公司受到一级市场资本欢迎。

三 不应该踏空的领域

技术太难,研发投入高、周期长;商业化不易,短期内大规模变现难度高。纯市场化的投资人很难最终扣下扳机。36氪了解到,2020年底,在做了赛道头部公司的尽调后,所所在的机构最终放弃了投资机会;有机构在尽调了新成立的初创公司,最终选择等下样机再做决定。

在商言商,创业者很难仅仅用“你不应该只考虑这项技术的短期商业价值”打动、说服市场化投资人,并换来一笔资金。市场化的基金必须对LP负责,其必然要求一定的投资回报率。

短期来看,科创板很可能是这一赛道上多家公司会考虑的退出方式。根据各家实际的业务及估值情况,“市值不少于10亿,最近一年盈利且营收不少于1亿”这一标准很可能是一个有望实现的目标。营收方面,随着新股东的加入,各家很可能收到新订单,实现“1亿元年营收”。

人力投入是现阶段最为重要的研发投入之一,也是主要的成本之一。以国盾量子的数据为例,从招股书可以看到,公司员工人数分别为623人,员工薪酬分别为1.2亿元。事实上,虽然量子科技是前沿科技,但这一领域的科研人员、从业人员薪资并不高。以国盾为例,平均年人力成本不足20万元。boss直聘发布的《2020年三季度人才吸引力报告》显示,2020年三季度全国平均岗位月薪7819元(企业用工成本很可能在万元左右);平均薪资最高的15个岗位中几乎全部为互联网技术类岗位,第15名平均月薪为2.37万元。

一方面,人力成本高企;一方面,这个高人才高技术壁垒的行业依然优质人才不足。本源量子2020年在接受36氪采访时曾表示,国内至今也未有量子计算直接的专业,量子科学人才稀缺,据估计,2018年时全球一线人才不超过1000人,国内不超过100人,国外许多高校已开设量子科学专业,而国内只有中科大有涉猎,目前团队成员均为光学、量子学相关专业科研人员,引入公司后进行跨界培养,未来随着量子科学有可能被设为一级学科,各高校也开始重视量子科学领域的人才培养,人才储备也有可能进一步补充。 

当前,赛道头部公司可以部分依托科研院所、知名学者,可以从学术关系、学校关系中获得人才招募、人力成本方面的优势,纯市场化背景的创业公司则不一定能获得这种便利。

因此,短期内做大营收很可能是实现“最近一年盈利”的关键。

但即使如此,36氪接触的关注这一方向的从业者、关注者普遍认为,这是一项14亿人口大国不应该踏空的战略高科技,短期内难以商业化变现,因此国家应当支持;投资人也普遍认为,当前的行业现状更适合国家背景资金投资。

过去十几年间,政府持续对量子计算方向投入。数据显示,2006年到2010年,中国“十一五”规划拨款约1.5亿美元用于量子研究;2011年到2015年,国家“十二五”规划将量子研发资金提升至4.9亿美元;2016年至2019年,根据国家“十三五”规划,我国的量子研究经费局据不完全统计达到约3.37亿美元。

但另一方面,大国之间的科技博弈加剧,欧美大国之间在量子计算方向的投入也不断加大。值得关注的是,与发达国家在量子计算上的投入相比,中国的投入依然偏少。相关统计显示,目前,美国联邦政府支持量子信息科学的研发投入每年为2亿美元左右,主要通过国防部(DOD)、能源部(DOE)、情报先进研究计划局(IARPA)、国家标准与技术研究院(NIST)、国家科学基金会(NSF)等机构支持。比如,2020年白宫2021年的非国防预算中,量子技术上花费由2020年的5.79亿美元提升至6.99亿美元。

与资金相比,同样紧迫的问题还有量子生态建设。类比经典计算机、智能手机产业,用户使用习惯就是行业的“潜规则”,量子科技的发展同样有赖于生态的建设,产业的健康发展需要大量基于量子计算设备之上的应用,即所谓的量子软件。近年来,国外巨头纷纷加强生态投入。以IBM为例,早在2016年就开放了量子云计算机,发布了Qiskit开源软件开发工具包,木搭建了超过27.5万注册用户的社区,并通过开放科学奖(Open Science Prize)大赛激励应用开发。再以Google为例,Google在2017年公布了开源量子计算机代码软件,在2018年推出了用于量子计算机的开源框架Cirq,并通过与Rigetti在内的公司合作,推动更多应用开发。

这同样有赖于各方资金的支持、时间的沉淀。

原文标题:量子科技的梦想与征途:不只是“财富故事2020”,更是下一代信息技术革命

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责任编辑:haq

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