การวิเคราะห์ภาพรวมห่วงโซ่อุตสาหกรรมเทคโนโลยีควอนตัม: โครงสร้างการแข่งขันระดับโลกและโอกาสทางอุตสาหกรรมในปี 2026 (ส่วนที่ 1/4)

ประเด็นสำคัญ

ทั่วโลกให้ความสำคัญสูงกับเทคโนโลยีควอนตัม การแข่งขันระหว่างประเทศเข้มข้น

เทคโนโลยีควอนตัมได้กลายเป็นหนึ่งในจุดยุทธศาสตร์สำคัญสำหรับประเทศหลักๆ ทั่วโลกในการแข่งขันด้านความแข็งแกร่งโดยรวมในด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี เศรษฐกิจ และอื่นๆ เพื่อรักษาอำนาจอธิปไตยทางเทคโนโลยีและความได้เปรียบในการพัฒนาของประเทศ ซึ่งมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อด้านสำคัญ เช่น ความมั่นคงของประเทศ ความมั่นคงปลอดภัยข้อมูล ณ สิงหาคม 2025 มีกว่า 30 ประเทศและภูมิภาคทั่วโลกที่ได้จัดทำหรือปรับปรุงแผนพัฒนายุทธศาสตร์หรือเอกสารกฎหมายในด้านเทคโนโลยีสารสนเทศควอนตัม โดยมีมูลค่าการลงทุนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องเกิน 350,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ แผนพัฒนาระยะ 5 ปี ฉบับที่ 15 ของจีนได้จัดให้เทคโนโลยีควอนตัมอยู่ในอันดับแรกของแผนการจัดวางอุตสาหกรรมในอนาคต และระบบนโยบายกำลังได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

หลายเส้นทางเทคโนโลยีของควอนตัมคอมพิวเตอร์พัฒนาควบคู่กัน มีผลงานเด่นๆ ปรากฏอย่างต่อเนื่อง

ในปีที่ผ่านมา ในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการ ต้นแบบตามหลักการของเส้นทางเทคโนโลยีหลักต่างๆ เช่น ซุปเปอร์คอนดักชัน, ไอออนแทรป, อะตอมเป็นกลาง, โฟตอนควอนตัม ฯลฯ มีการพัฒนาที่ชัดเจนในด้านตัวชี้วัดสำคัญ เช่น ขนาดของคิวบิตและความเที่ยงตรงของลอจิกเกต การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมได้บรรลุผลสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญในการวิจัยโครงการเข้ารหัสแบบใหม่และการสร้างลอจิกคิวบิต ในขณะเดียวกัน ความเป็นผู้ใหญ่ของเทคโนโลยีซอฟต์แวร์ควอนตัมและแพลตฟอร์มคลาวด์ก็เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง การสำรวจสถานการณ์การใช้งานก็ดำเนินการอย่างกว้างขวาง วงการเห็นพ้องกันว่า หากสามารถก้าวข้ามเกณฑ์เฉพาะในด้านขนาด, สัญญาณรบกวน และการควบคุมได้แล้ว ความก้าวกระโดดของประสิทธิภาพควอนตัมคอมพิวเตอร์จะเปลี่ยนเป็นมูลค่าทางเศรษฐกิจมหาศาล

การย้ายระบบรหัสหลังควอนตัมเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์ได้สร้างความท้าทายที่รุนแรงเป็นประวัติการณ์ให้กับวิทยาการรหัสลับแบบดั้งเดิมที่อิงตามความซับซ้อนในการคำนวณ วิทยาการรหัสลับหลังควอนตัม ซึ่งเป็นเทคโนโลยีหลักในการรับประกันความมั่นคงปลอดภัยข้อมูลในอนาคต กำลังเข้าสู่ช่วงเวลาทับซ้อนทางยุทธศาสตร์ของการทำให้มาตรฐานเป็นอุตสาหกรรมและการทำให้กระบวนการย้ายเป็นวิศวกรรม

หนึ่ง. เทคโนโลยีควอนตัมได้กลายเป็นสนามรบหลักของการแข่งขันทางเทคโนโลยีระหว่างมหาอำนาจ

ยุคควอนตัมกำลังมาถึงอย่างรวดเร็ว

ปี 2025 เป็นวาระครบรอบ 100 ปี การกำเนิดของกลศาสตร์ควอนตัม องค์การยูเนสโกประกาศให้ปี 2025 เป็น “ปีวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควอนตัมสากล” ตั้งแต่แนวคิดของไฟน์แมนจนถึงกำเนิดของควอนตัมคอมพิวเตอร์พันคิวบิต เทคโนโลยีควอนตัมผ่านการก้าวข้ามแบบลูกโซ่ “ทฤษฎีพื้นฐาน-การทดสอบเทคโนโลยี-ระบบนิเวศอุตสาหกรรม” ได้กลายเป็นสนามรบหลักของการแข่งขันทางเทคโนโลยีระหว่างมหาอำนาจ ปัจจุบัน ทั่วโลกได้ก่อตัวเป็นโครงสร้างระบบนิเวศอุตสาหกรรมสามขาโดยมีจีน (ฮั่นเฟย์, ปักกิ่ง, เซี่ยงไฮ้เป็นศูนย์กลาง), สหรัฐอเมริกา, ยุโรปเป็นหลัก โครงสร้างความสามารถในการแข่งขันด้านเทคโนโลยีควอนตัมของประเทศต่างๆ ในระยะต่อไปจะขึ้นอยู่กับการก้าวข้ามในด้านสำคัญ เช่น การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม, การผสานรวมแบบเฮเทอโรจีนัส และการนำไปใช้จริงในสถานการณ์ต่างๆ

เส้นทางหลักในแผนพัฒนาระยะ 5 ปี ฉบับที่ 15

เมื่อเข้าสู่ช่วง “แผนพัฒนาระยะ 5 ปี ฉบับที่ 15” เทคโนโลยีควอนตัมได้รับการจัดให้อยู่ในอันดับแรกของการจัดวางอุตสาหกรรมในอนาคตอย่างเป็นทางการ นี่เป็นการสะท้อนให้เห็นถึงการเคลื่อนย้ายจุดศูนย์กลางยุทธศาสตร์ของประเทศไปข้างหน้าอย่างต่อเนื่อง การวิวัฒนาการของแนวนโยบายกำลังเป็นพยานถึงการเพิ่มความสำคัญของประเทศต่อสาขาล้ำสมัยนี้อย่างต่อเนื่อง

แผนภูมิ 1: การออกแบบระดับบนเพิ่มความสำคัญต่อเทคโนโลยีควอนตัมอย่างต่อเนื่อง

ปัจจุบัน เทคโนโลยีควอนตัมสามารถแบ่งออกเป็นสามสาขาหลัก ได้แก่ ควอนตัมคอมพิวเตอร์, การสื่อสารควอนตัม, การวัดแม่นยำควอนตัม

ควอนตัมคอมพิวเตอร์: มีความสามารถในการคำนวณแบบขนานและการจำลองที่ทรงพลัง

หากควอนตัมคอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาสำเร็จ จะสร้างผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อระบบความมั่นคงปลอดภัยข้อมูลแบบคลาสสิกที่อิงตามความซับซ้อนในการคำนวณ ตัวอย่างเช่น “อัลกอริทึมของชอร์” ที่อิงตามควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถทำลายอัลกอริทึมการเข้ารหัสแบบอสมมาตรที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเข้ารหัสคีย์สาธารณะและพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน ในทางตรงกันข้าม การสื่อสารลับควอนตัมที่อิงตามการแจกจ่ายคีย์ควอนตัม ความปลอดภัยของมันไม่เกี่ยวข้องกับความซับซ้อนในการคำนวณ แม้แต่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ก็ไม่สามารถทำลายได้

ภารกิจหลักของการวิจัยควอนตัมคอมพิวเตอร์คือการทำให้สามารถควบคุมคิวบิตหลายตัวได้อย่างสอดคล้องกัน ระบบทางกายภาพหลักที่ใช้ในการทำให้เกิดควอนตัมคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ได้แก่ โฟตอนควอนตัม, วงจรควอนตัมซุปเปอร์คอนดักชัน, อะตอมเย็นยิ่งยวด, ไอออนแทรป, สปินของของแข็ง, จุดควอนตัมซิลิกอน และสถานะโทโพโลยี เป็นต้น ระบบเหล่านี้มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป และเส้นทางเทคโนโลยีหลักในการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ยังไม่บรรจบกัน

แผนภูมิ 2: สามขั้นตอนการพัฒนาของควอนตัมคอมพิวเตอร์

การสื่อสารควอนตัม: รวมถึงการแจกจ่ายคีย์ควอนตัมและการส่งผ่านควอนตัม

• การแจกจ่ายคีย์ควอนตัม: ใช้สถานะควอนตัมในการบรรจุข้อมูล และใช้โปรโตคอลเฉพาะในการแบ่งปันคีย์ที่ปลอดภัยระหว่างคู่สื่อสาร การสื่อสารลับควอนตัมที่อิงตามสิ่งนี้เป็นวิธีการสื่อสารเดียวที่ได้รับการพิสูจน์อย่างเข้มงวดว่าปลอดภัยอย่างไม่มีเงื่อนไขในหลักการ และเป็นเทคโนโลยีสารสนเทศควอนตัมที่นำไปใช้จริงและเป็นอุตสาหกรรมได้ก่อนที่สุด
• การส่งผ่านควอนตัม: ใช้การ纠缠ควอนตัมในการส่งสถานะควอนตัม (หรือข้อมูลควอนตัม) ของอนุภาคระดับจุลภาคโดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องส่งตัวอนุภาคเอง เทคโนโลยีนี้เป็นกุญแจสำคัญในการเชื่อมโยงหน่วยประมวลผลข้อมูลควอนตัมเพื่อสร้างเครือข่ายควอนตัม และยังเป็นส่วนสำคัญในการสร้างตัวทวนสัญญาณควอนตัมที่จำเป็นสำหรับการแจกจ่ายคีย์ควอนตัมระยะไกล

เป้าหมายการพัฒนาระยะยาวของการสื่อสารควอนตัมคือการสร้างระบบเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมระดับกว้างทั่วโลก เส้นทางเฉพาะรวมถึง: การใช้ใยแก้วนำแสงสร้างเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมระดับเมือง การเชื่อมโยงเครือข่ายเมืองใกล้เคียงด้วยตัวทวนสัญญาณควอนตัม และใช้การส่งผ่านของแพลตฟอร์มดาวเทียมเพื่อสร้างการเชื่อมโยงการสื่อสารควอนตัมระหว่างพื้นที่ห่างไกล

แผนภูมิ 3: แผนภาพโทโพโลยี “การส่งผ่านร่วมกันใยแก้วคลาสสิก-ควอนตัม”

การวัดแม่นยำควอนตัม: เข้าสู่ยุคควอนตัม

การวัดแม่นยำควอนตัมใช้คุณสมบัติเฉพาะของระบบควอนตัม เช่น เอฟเฟกต์ควอนตัม, ความสอดคล้องควอนตัม, การ entanglement ควอนตัม หรือการทะลุผ่านควอนตัม ฯลฯ เพื่อให้เกิดการตรวจจับและการวัดที่มีความแม่นยำและความไวสูง ขอบเขตการใช้งานครอบคลุมปริมาณทางกายภาพหลายชนิด เช่น สนามแม่เหล็ก, สนามไฟฟ้า, แรงโน้มถ่วง, เวลา/ความถี่, อุณหภูมิ/ความดัน, ความเร่ง, โมเมนตัมเชิงมุม ฯลฯ สามารถทำให้เกิดความแม่นยำในการวัดที่เหนือกว่าเซ็นเซอร์คลาสสิกมาก และสามารถเข้าถึงหรือเข้าใกล้ขีดจำกัดความแม่นยำของไฮเซนเบิร์กได้

แผนภูมิ 4: เส้นทางเทคโนโลยีหลักและปริมาณทางกายภาพของการวัดแม่นยำควอนตัม

ระบบผลิตภัณฑ์สารสนเทศควอนตัม

ผลิตภัณฑ์สารสนเทศควอนตัมสามารถแบ่งออกเป็นสี่ระบบย่อย: ผลิตภัณฑ์ควอนตัมคอมพิวเตอร์, ผลิตภัณฑ์การสื่อสารควอนตัม, ผลิตภัณฑ์การวัดแม่นยำควอนตัม และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องที่สนับสนุนการแปรรูป, การทดสอบ, การทดลองผลิตภัณฑ์ควอนตัม

แผนภูมิ 5: โครงสร้างระบบผลิตภัณฑ์สารสนเทศควอนตัม

โครงสร้างบริษัทสารสนเทศควอนตัมทั่วโลก

บริษัทได้กลายเป็นพลังสำคัญในการขับเคลื่อนเทคโนโลยีสารสนเทศควอนตัมและการพัฒนาอุตสาหกรรม จำนวนบริษัทที่เกี่ยวข้องกับสารสนเทศควอนตัมทั่วโลกเกิน 800 แห่งแล้ว โดยบริษัทในสาขาควอนตัมคอมพิวเตอร์มีสัดส่วนประมาณ 49% สาขารหัสหลังควอนตัมพัฒนาอย่างรวดเร็ว บริษัทที่เกี่ยวข้องเกิน 100 แห่งแล้ว

จากมุมมองการกระจายตามภูมิภาค:
* สหภาพยุโรป มีบริษัทควอนตัม 238 แห่ง คิดเป็นสัดส่วน 29% (โดยเยอรมนีมีกว่า 70 แห่ง)
* สหรัฐอเมริกา มีบริษัทควอนตัม 215 แห่ง คิดเป็นสัดส่วน 26%
* จีน มีบริษัทควอนตัม 145 แห่ง คิดเป็นสัดส่วน 17%

จำนวนบริษัทควอนตัมของจีนยังคงมีช่องว่างเมื่อเทียบกับยุโรปและอเมริกา โดยเฉพาะในสาขาควอนตัมคอมพิวเตอร์ ระบบนิเวศอุตสาหกรรมของยุโรปและอเมริกามีความเข้มข้นสูง จำนวนบริษัทที่เกี่ยวข้องประมาณ 6 เท่าของจีน ในสาขาการสื่อสารควอนตัม จำนวนบริษัทของจีนเป็นผู้นำ ในสาขาการวัดควอนตัม สหรัฐอเมริกาอยู่ในตำแหน่งผู้นำ สาขารหัสหลังควอนตัมส่วนใหญ่เป็นการจัดวางใหม่ของบริษัทสตาร์ทอัพและบริษัทความมั่นคงปลอดภัยข้อมูลแบบดั้งเดิม

แผนภูมิ 6: การกระจายตามสาขาเทคโนโลยีของบริษัทสารสนเทศควอนตัมทั่วโลก

แผนภูมิ 7: การกระจายตามประเทศของบริษัทสารสนเทศควอนตัมทั่วโลก

ความกระตือรือร้นในการลงทุนและระดมทุนในตลาดสูง

ในช่วงสิบปีที่ผ่านมา เหตุการณ์การลงทุนและระดมทุนในอุตสาหกรรมสารสนเทศควอนตัมทั่วโลกมีมากกว่า 1,400 รายการ จำนวนเงินระดมทุนเกิน 14,500 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ในจำนวนนี้ การลงทุนเสี่ยงมีสัดส่วนประมาณ 67% จำนวนเงินเกือบ 10,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ครองตำแหน่งนำ ซึ่งบ่งชี้ว่าการทำให้เป็นอุตสาหกรรมยังอยู่ในระยะเริ่มต้น การลงทุนประเภทให้เปล่าของรัฐบาลและกองทัพเติบโตอย่างรวดเร็วในปีที่ผ่านมา

จากมุมมองการกระจายตามภูมิภาค บริษัทและความกระตือรือร้นในการลงทุนและระดมทุนในตลาดของสหรัฐอเมริกาสูงที่สุด คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 50% ของโลก บริษัทควอนตัมในสหภาพยุโรประดมทุนเกิน 2,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ จีนประมาณ 1,400 ล้านดอลลาร์สหรัฐ

จากมุมมองสาขาเทคโนโลยี บริษัทควอนตัมคอมพิวเตอร์ระดมทุนเกือบ 10,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ คิดเป็นสัดส่วนประมาณ 80% เป็นจุดสนใจหลักของตลาดอย่างแท้จริง บริษัทรหัสหลังควอนตัมในปีที่ผ่านมาก็เริ่มกลายเป็นจุดร้อนของการลงทุนและระดมทุนอย่างค่อยเป็นค่อยไป

แผนภูมิ 8: จำนวนเหตุการณ์และจำนวนเงินการลงทุนและระดมทุนของบริษัทในสาขาสารสนเทศควอนตัม

สอง. ควอนตัมคอมพิวเตอร์กำลังก้าวเข้าสู่วัฏจักรธุรกิจที่แท้จริงครั้งแรก

ความสำคัญและสถานะปัจจุบันของควอนตัมคอมพิวเตอร์

หากฮาร์ดแวร์ก้าวข้ามเกณฑ์สำคัญ ควอนตัมคอมพิวเตอร์มีแนวโน้มที่จะแก้ปัญหาที่ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมต้องใช้เวลาหลายศตวรรษภายในไม่กี่นาที จึงสามารถปลดปล่อยมูลค่ามหาศาลให้กับหลายอุตสาหกรรม เช่น ยา, การเงิน, วิทยาศาสตร์วัสดุ แม้ว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์ใช้ปรากฏการณ์ เช่น สถานะซ้อนทับ, การ entanglement ฯลฯ และมีศักยภาพทางทฤษฎีที่เหนือกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกมาก แต่จนถึงปัจจุบัน ยังไม่สามารถแก้ปัญหาจริงใดๆ ที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่สามารถจัดการได้ ปัจจุบัน แม้ว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์มีข้อได้เปรียบโดยรวมจำกัด แต่ก็ได้แสดงให้เห็นถึงมูลค่าการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่มีศักยภาพในบางสาขาเฉพาะ

ความก้าวหน้าและเหตุการณ์สำคัญล่าสุด

1. ⚠️ หมายเหตุ: เนื้อหาได้รับการแปลโดย AI และตรวจสอบโดยมนุษย์ หากมีข้อผิดพลาดโปรดแจ้ง

   本文来自网络搜集，不代表คลื่นสร้างอนาคต立场，如有侵权，联系删除。转载请注明出处：https://www.itsolotime.com/th/archives/23697