中美量子技术产业区别对比
哪里有免费asp源码中文java编程工具2022年2月，美国兰德公司发布了《中美量子技术产业基础评估》报告。该报告由美国国防部（DOD）和工程部赞助研究，报告于2021年10月完成，并在公开发布前经过了主办方和国防部的安全审查。
虽然直到最近，量子信息科学（QIS）的成果几乎全部集中于学术研究领域，但是也有很多私营部门开始着手投资研发相关技术，不过因为私营部门在这一领域的投资是刚刚开始的，在实际应用等方面有很大的不确定性，很难对量子技术的产业基础进行全面的评估。这份报告为评估一个国家整体的量子产业基础制定了一套广义的指标，并应用于中美两个国家进行了一些对比。
目前量子技术的主要成果可以分成三个主要应用领域：量子计算、量子通信和量子传感。这份报告针对这三个应用领域，划分了四类评估指标：国家科研基础、政府活动、私营企业活动和技术成果。该报告从这四个方面对美国和中国量子技术工业基础发展情况进行了量化分析，给出了一些发展量子工业基础优势的建议。对于每个分类的具体评估项目，可以参考如下表格：
1.企业总数 2.按规模统计的企业分布 3.企业成立时间分布 4.按风险投资或收入统计的公司分布 5.企业在整个生产链中的分布
1.开发或生产中的不同技术数量 2.国家处于世界领先地位的应用子领域 3.具有量化部署路线图的技术
1. 科研基础：根据学术机构、国家实验室、私营企业发表的科研论文进行评估，指标包括：科研活动整体情况（发表论文总数）、科研活动增长率（发表论文数量年增长量）、科研活动机构集中度（发布论文的机构数量、Herfindahl-Hirschman Index）、全球科学影响力（被引论文数、发表高被引论文的机构数）、与政府优先事项的一致性、国内和国际研究合作程度、技术泄露风险。
2. 政府活动：根据政府在量子研发领域的投入来评价，指标包括：政府整体研发投入、投入增长率、投入稳定性、投资的范围。
3. 私营企业：根据私营企业在量子技术领域的分布来进行评价，指标包括：量子信息基础公司的数量和分布、公司对量子技术的专注度、外国供应链依赖情况
4. 技术成果：从学术界和私营企业的部署来对国家最新的技术进展进行深度评价，指标包括：创新潜力（专利应用的数量、唯一专利受让人、专利应用增长率）、技术成果、技术方法的范围
1. 科研基础：美国在学术论文发表方面具有深厚的基础，过去10年有超过1500个机构共发表超过10000篇论文，主要集中在量子计算，其次是量子通信以及量子测量。其中在量子计算和量子通信领域的高被引论文数量最多，研究国际化程度非常高，有超过一半的论文存在国际合作的情况，少量美国研究人员与国家军事院校开展了合作。
2. 政府活动：美国政府是美国量子研究最大的资助者，2021年量子信息科学研发共投入7.1亿美元。近年来，量子信息科学的研发投入稳定增长在20%左右，背后的主要驱动力量主要是国家量子行动计划（National Quantum Initiative）。
3. 私营企业：美国私营企业在量子信息科学领域具有广泛和多样化的特点，有至少182家公司，大多数公司是2017年以后成立的，既有大型技术公司，也有初创公司。美国私营企业在量子信息科学技术和应用领域主要集中在量子计算、量子测量和量子通信方面，其中量子计算最多，量子通信最少。风投是初创公司的重要资助来源，目前累计投入有12.8亿美元，且风投主要集中在量子计算领域。
4. 技术成果：截止至2021年7月，美国的量子技术原型系统中最高性能的主要集中在量子计算领域。在量子测量部署领域美国也处于全球领导地位，但在量子通信研发仍处于学术研究阶段。
1. 科研基础：中国过去10年超过2000个研究机构共发表论文超过14000篇，发表论文数稳定增长；量子通信领域高被引论文数超过美国，在量子计算和量子传感领域论文数少于美国；发表的论文中存在明显的国际合作，但在国际合作方面要弱于美国。
2. 政府活动：中国政府在量子信息科学研发领域的投入从8400万美元提高到30亿美元每年；与美国相比，中国的政府研发投入主要集中少数研究机构，中国政府已经明确将量子技术作为战略优先方向；从资助和技术成果来看，中国量子信息科学研发主要集中在政府资助的实验室，尤其是合肥微尺度物质科学国家研究中心，该实验室在量子技术方面取得的相关成果处于国际先进水平。
3. 私营企业：私营企业在量子信息技术研发方面处于边缘地位，只有美国的3%，私营企业也集中在量子通信领域。
4. 技术成果：中国在量子超导Transmon qubit（最成熟的量子计算方法）与美国处于同一水平；中国在玻色子取样（Boson sampling）量子计算领域处于全球领先地位，但在量子计算的其他领域落后于美国；中国在量子通信领域处于全球领导地位，但在量子传感领域落后于美国。
1. 美国是目前大多数（不是全部）量子技术的世界领导者，但中国的量子技术能力正在迅速发展，中美竞争趋势激烈。美国在量子信息科学方面的整体研究产出广泛且稳定，在很多应用领域都位于或接近于世界前沿，主要集中于量子计算和量子测量领域，在量子通信方面则不然。
与美国一样，在量子技术的每个应用领域都有很高的研究产出，主要研究成果集中量子通信领域，这一领域处于世界领先地位，同时超导Transmon qubit领域的最新研究成果比肩美国。
2.中美研发投入不断增大，但研发主体、研发模式却不相同。2021年美国政府各部门在量子信息科学研发方面投入为7.1亿美元，年增长20%；中国政府在量子技术研发领域投入为8400万美元-30亿美元每年。
美国目前量子技术部署由私营企业主导，没有明确的技术领导者，主要关注于量子计算领域；中国量子技术研发重要集中在政府资助的实验室，实验室的研究成果展现了技术的快速进步，但同时只有4400万美元的非政府资金投入到了量子技术的研发，仅占美国的3%。
3. 量子技术发展迅速且潜力巨大，但最终应用以及时间仍然具有高度的不确定性。目前很多量子技术的供应链仍不明确，不同技术方法可能需要不同的组件，导致供应链建立困难，成本也高。
通过兰德公司的这份报告，我们知道美国和中国目前在量子技术领域的竞争越来越激烈，并且在三个主要的应用领域中都有自己的研究成果和产品。探讨完中美两个国家的量子技术在宏观层面的区别后，接下来ASP编程，我们将通过展示几个中美企业的具体产品和开源代码，来对比它们在产品技术层面上的不同。让我们分别看看它们产品的区别。
2017年IBM公司开放了自家的量子计算云平台（IBM Quantum），允许用户通过网络使用IBM的量子计算机。平台的普通账号是免费申请的，通过此平台，用户可以通过云端体验量子计算机的功能。
在这个网站上，可以根据自己的喜好学习量子计算，IBM有提供分步教程和量子编程指南，无论你是新手还是相关从业人员，都能很快的掌握网站工具的使用；并且还能够通过网站查看 IBM 量子系统的状态、拓扑、校准数据和访问详细信息，让你更为直观地了解量子计算机的工作原理。
此外，我们还能够使用 IBM 设计研发的图形化量子编程工具——IBM Quantum Composer进行教学和学习，这个工具可以让我们通过拖放操作构建量子电路，能够直观的看到电路的变化如何影响量子位的状态或显示测量概率或状态向量模拟的直方图；通过它构建的量子电路可以在真正的量子硬件或者模拟器上运行它们，以此来了解设备噪声的影响；IBM Quantum Composer不需要手动编写代码，而是自动生成OpenQASM 或 Python 代码，其行为方式与 Quantum Composer 创建的电路相同。
为了完善量子研究人员与应用程序开发的生态系统，IBM 推出了 Qiskit 项目，即支持量子计算机编程与使用的开源软件开发工具包。该软件工具套件的功能性在不断增加，目前能让使用者打造量子计算程序，并让它们在 IBM 真实的量子处理器或是可在线存取的量子仿真器上执行。
Qiskit 优化模型支持简单、高效率的优化问题建模，利用 IBM 的 Decision Optimization CPLEX (DOcplex) 建模工具。程序设计师只需要以他们平常的方式来写程序。现在软件开发者不需要顾虑电子零组件相关的问题，例如逻辑组件与 MOSFT。同样的，新发表的模型利用了一个标准量子电路数据库的优化资源，属于抽象编程的某个层级。
Qiskit 为量子电路层级的程序提供了一组程序代码工具，赋予远程访问的后台设备执行和管理功能。该模型开发的目的是在短时间内推动量子计算机算法的研发与基准检验，可借助Qiskit 提供基础的量子算法，解决不同类型的问题。
上面的程序中，需要导入的包主要有下面几个：Quantumcurcuit:这个包是量子系统的操作指南，它包含了各个需要的量子操作 excute：这个包用来执行量子电路 Aer：这个包用来指定使用何种方法在后台运行上面的量子电路 plot_histogram：这个包用来建立直方图。
这个代码的第一个参数表示输入零态量子比特的个数，第二个参数表示输入零态经典比特的个数。这句代码表示创建了一个有两个量子比特，两个经典比特输入的量子电路。
在这个量子电路中，上面的是qubit 0，下面的是qubit 1，整个线路从左到右运行，比特从左到右依次通过，每个门。
Qiskit Aer 是一个高性能的量子线路模拟框架，它提供了很多模拟后台使用，如果 Aer 出错了，可以使用 Qiskit Terra 中的 Basic Aer 来代替，即使用下面的导入包：
execute是可以指定三个参数，分别是运行的量子线路名（circuit）、使用哪个模拟器（simulator）、执行多少次（shots，默认为1024次）。可以通过result.get_counts(circuit)获取指定线. 图形化得到的结果
amazon Web Services (AWS) 是世界上最大的公共云平台，由亚马逊推出。目前AWS利用全球数据中心提供超过200项功能齐全范围广泛的服务。这些服务包括计算能力、人工智能、区块链、量子技术、物联网、增强现实等等，甚至还有专为卫星设计的Amazon地面站服务。很多初创公司、大型企业和一些政府机构都在使用 AWS 来降低成本、提高敏捷性进行创新。
通过本地安装Jupyter即可进行量子线路的编程，首先我们需要安装AWS Braket SDK：
安装好Braket后，我们可以在本地模拟量子环境，可以利用Jupyter在本地运行Bell算法，示例如下：
本源量子云平台（qcloud ）上线月，目前公司已对外开放6比特超导量子计算机“本源悟源”，依托于这台由本源推出的完全自主知识产权的超导量子计算机，用户可以通过云的方式进行访问，在云平台进行编程，实现运行量子计算程序和编写量子应用的功能。云平台共有真实量子计算云、仿真开发云、应用推广云、科普教育云与量子社区云组成。
其中，本源量子推出的仿真开发训练云，也利用图形化的方式来反映量子电路，通过拖拽量子逻辑门就能够搭建量子电路，并能够支持多个逻辑门成组操作，编辑效率可以大大提升，对于量子编程新手或者其他领域的开发者学习量子相关知识非常有帮助。
QPanda-2 是由本源量子开发的开源量子计算编程框架。其支持主流的量子逻辑门操作，并且可对不同平台下的量子程序进行针对性优化，可适配多种量子芯片。QPanda-2 使用C++语言作为经典宿主语言，并支持以QRunes和QASM书写的量子语言。
在QPanda-2中，QCircuit类是一个仅装载量子逻辑门的容器类型，它也是QNode中的一种，初始化一个QCircuit对象有以下两种
除了转置共轭操作，您也可以为量子线路添加控制比特，.QCircuit类型有两个成员函数用于添加控制比特：control、setControl。
在比特数量比较多，量子算法比较复杂的情况下，可能我们需要把多个比较小的量子线路组成成一整个大的量子程序，QPanda-2可以以一种比较方便的模式去构建这种模块。
这样的一个函数代表了一个模块（如图），当以不同的qubit1和qubit2作为输入的时候，它相当于把这个模块放置在了量子线路的不同位置。
QPanda-2 中量子比特是用一个 Qubit* 的指针对象进行表示的。Qubit 本身不包含任何和量子态相关的数据，它只是一个用于映射物理量子比特的对象。qAlloc 这个函数可以从量子芯片未用到的量子比特池中申请一个量子比特。qAllocMany 则可以申请到一批。示例：
前面写好的foo，就可以被用于不同的量子比特上，以构建一个更大的量子程序，例如我们可以把这一段线路作用在q和qs上：
下面这个程序利用了一组量子比特（数量不定）去构建一个量子线路，对这组量子比特中每一个，都作用一个Hadamard门。
QCircuit foo2(QVec qs) { QCircuit cir; for (auto qubit: qs){ cir H(q); } return cir; }
通过上述几个实例，我们可以看到美国和中国的企业在量子技术科学中的发展情况。我们可以发现无论中美，都在依托于自身的量子计算机硬件，发展自己的开源项目，搭建量子技术云服务，为各行各业提供完善的开源SDK。其目的在于抢占量子领域的市场，培养开发者的使用习惯，扩大自身的市场份额。
