NPL量子生态系统测绘报告

03 前言 第四章 引言 12141620242836404447企业人口统计子行业区域分布私人投资公共投资规模衍生公司和创新案例研究方法学关于NPL量子能力06行业概述 目录 前言“ 国家物理实验室（NPL）作为英国的国家级计量研究院，在英国国家量子技术项目全范围和全规模中扮演着重要角色（NQTP）为了支持其目标，NPL量子计划（NPLQP）利用我们的广泛能力，这些能力在国际计量学科的纪律性下得到提供，并与我们的独立性相结合，以支持英国的量子经济。 量子生态系统，本报告旨在了解其规模、形态和利益。它提供了诸如这些公司占有的2820亿英镑的GVA等有用信息，同时为不良贷款（NPL）开辟了新的领域，因为它以数据驱动的方式评估我们的研发生态系统。这很可能会在未来为其他科学领域所重复。这项特别的研究将有助于提供重要信息，以帮助指导项目规划、决策和向政府提交的证据——这尤其值得注意的是，我们目前正在经历支出审查。 为了实现这一点，NPL的量子项目与更广泛的英国量子生态系统合作，帮助他们有信心地开发产品，并向客户、最终用户和投资者证明其价值。鉴于它们各自的经济效益都通过私营部门传导，这对于NPL和更广泛的公共研发至关重要。为了帮助NPL更好地理解 引言 本报告由英国国家物理实验室（NPL）委托，旨在了解其位于英国的量子生态系统的规模、性质和人口统计。利用Beauhurst强大的搜索功能，开发了一种定制方法，以生成构成英国量子测量和科学服务市场的公司群体。 该队列是利用一份包含49个“量子特定”关键词和短语的专用列表生成的。这些关键词和短语是基于NPL的六个量子能力开发的。1这些关键词在Beauhurst平台上的公司描述、赠款描述和摘要以及专利摘要三个搜索方法中被使用，以识别与其它公司的匹配。然后，数据被仔细清理以确保相关性和准确性。不活跃的和招聘公司被移除，同样，那些名字匹配关键词但实际上并未参与量子相关活动的公司也被排除。使用这种方法识别出的公司总数为771家。在整个报告中，这771家公司被称为“已识别的量子公司”。 完整的方法论细节可以在以下位置找到：页码 44本报告。 本报告剩余部分对所识别的量子公司进行了细分产业、区域分布、规模、营业额、专利、奖励以及私募股权投资等方面的概述。 1.0NPL量子能力概述 什么是量子技术？ 量子技术是基于量子力学原理的一种变革性领域，量子力学是描述物质和能量在原子和亚原子水平上行为的物理学分支。量子力学引入了诸如叠加（粒子可以存在于多个状态中）和纠缠（无论距离多远，粒子都是相互连接的）等概念。这些概念使得突破成为可能，这些突破可以定义行业并提供超越传统技术的功能。英国在量子技术的发展中处于全球领先地位，这些技术应用于计算、通信、传感和成像等领域。 本节概述了量子原理如何导致量子技术的发展。它解释了NPL的主要功能和它是如何支持量子行业运营的企业。 NPL做什么？ “我们正在帮助英国量子产业以信心开发产品，并向客户、最终用户和投资者证明其价值。在此过程中，我们为英国经济增长做出了贡献，创造了高技能工作岗位，并构建了一个更加安全和有弹性的英国。 国家计量实验室（NPL）是英国的国家级计量机构（NMI）。它负责维护英国的主要测量标准和与其他NMI合作，以维护国际科学测量体系。NPL在航空、金融、量子科学和生命科学等多个领域开展工作，提供商业化、复合材料测试和光学测量等服务。 NPL的量子计量学院（QMI）是NPL的一个分支，专注于提供支撑量子技术发展的测量专业知识和设施。它汇集了NPL的所有前沿量子科学和计量学研究，以测试、验证和商业化新的量子技术。QMI的两个重点领域是量子技术研究和量子时间和频率。 QMI还旨在提供NPL量子计划。该量子计划与英国的国家级量子技术计划（NQTP）相符。NQTP的主要目标是通过对量子技术的研发和应用推动显著的经济增长，并增强国家的安全和韧性。NPL通过NPL量子计划支持NQTP的目标。利用其广泛的 capabilities，结合国际计量学的严谨性，以确保基于英国公司的创新产品能够更快、更成功地进入市场，并且新的标准和法规应当有助于而非阻碍英国经济的发展。 一些NPL量子计划在实际操作中的例子包括其对全球时间计量的贡献，以及测量量子（M4Q）计划。NPL在时间和频率计量学领域进行研究，包括开发新一代的光学原子钟。这些发展有可能改善卫星导航系统并测试基本物理理论。由NPL运行的M4Q计划为商业企业提供专业量子测量技术，以帮助他们解决测量挑战。该计划旨在帮助公司从原型过渡到市场准备的新产品或服务。 NPL的量子能力应用于工业领域 NPL的量子测试与评估计划（QTE）旨在支持英国工业并帮助量子技术的商业化。作为QTE的一部分，NPL制定了一份包含六个能力的清单，以支持英国企业在基于量子技术的新产品和服务开发中。量子能力的每个更广泛的类别都可以细分为更具体的子类别，这些子类别可在NPL上找到。网站 电信。创新包括量子时钟，这允许实现极精确的时间测量，并支撑许多重要技术，包括通信系统、运输系统和金融交易。2 量子电测量利用量子原理进行精确的电学计量，可用于测量电压、电流和电阻等电学量。这允许对半导体器件进行测量和表征，以及评估纳米级单电子器件。 NPL的六种量子能力包括量子计算、量子通信、量子传感器、量子材料、量子时频和量子电测量。每种能力又细分为各个子类别，这些子类别利用NPL的设备和知识领域。 已识别的量子公司已被分为NPL的六个能力类别。一家公司可以涵盖多个能力类别，详见第44页的方法论以获取更多信息。近一半（361家）的已识别量子公司进行的活动与NPL量子电学测量能力相关。这些类别的公司在使用低温（极低温度）的电气设备和纳米级设备领域运营。牛津纳米系统公司属于这一组。该公司位于牛津郡，开发纳米涂层，以增强能量传输系统，使电解槽和热交换器变得更小、更轻、更高效。牛津纳米系统公司已经与NPL合作过。 量子计算使用量子比特，或称为qubits，它们可以同时存在于多种状态。这使得量子计算机能够进行比传统计算机更复杂的计算，传统计算机依赖于二进制逻辑（使用1和0），这限制了它们处理复杂问题的能力。这项技术在金融、材料科学和人工智能等行业有着广泛的应用。 量子通信通过量子密码学提供安全性，量子密码学利用量子纠缠来确保任何尝试拦截信息的行为都会干扰传输并立即被检测到。 量子计算是在识别出的量子公司中第二种最常见的不含专利权（NPL）能力。这一组的公司包括ORCA Computing、Oxford Ionics和Fraunhofer UK Research，这些公司以其在量子计算领域的活动而闻名。然而，也有一些较大的公司，例如HSBC银行、标准 Chartered银行和Ernst & Young（EY），它们都获得了与量子计算相关的补助金。在2023年，与ORCA Computing合作，EY获得了一项补助金，以评估使用数据科学和量子计算优化的新型算法对风力涡轮机布局的影响，从而实现最大的能源产出和成本效率。 量子传感器利用量子力学原理以更高的精度测量物理量。这些传感器被用于原子钟、导航和医学成像，相比经典设备，提供增强的灵敏度。 量子材料是一种先进材料，其性质来源于量子现象，如自旋或电荷。量子材料包括超导体和石墨烯，这些材料在能源、电子和计算等领域取得了突破。 量子时间和频率技术专注于实现时间计量和频率测量的精度。该领域的发展已经导致了诸如导航等领域的发展。 2量子技术内部的内部揭秘：量子与原子钟。Inside Quantum Technology。2022年12月22日 https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-atomic-clocks-2/. 2.0企业人口统计 本节提供了所识别量子公司的子行业、地理分布以及私营和公共投资情况。 子行业 3.0子行业 原型到生产。应用软件是所识别量子子行业中的领先子行业。子行业包括82家公司，代表电子硬件公司，共计119家。10.6% of the identified quantum companies. These companies—1 公司填补了量子硬件在关键角色发展过程中的差距。 并且其现实世界的应用，推动构建和运营量子系统所必需的进步和在量子计算算法、模拟工具、设备，包括计算机、传感器和通信设并且用户界面。在应用软件通信系统中。在这个领域运作的是牛津公司是QuantrolOx，来自量子电路大学的衍生公司，该公司开发超牛津大学正在开发用于量子计算机电路的机器学习算法。位于泰晤量子计算机。雷丁谷科学公园，它开创了交付 确定的量子公司在其量子活动的同时，还活跃在一系列子领域。这些子领域包括制造和电子产品硬件，公司可以利用量子技术来推进其现有运营。 在第一种使用其专有技术的量子计算作为一种服务的应用中。 共有34家公司代表研究工具和试剂子行业。虽然这些公司并不 始终直接参与量子活动，其中85家公司在确定的量子公司之外运作作为一个创新推动者的重要角色。通过在制造业子部门提供支持。必需设备和材料，用于学术研究和被认为与电子学密切相关。 工业实验室，它们为硬件奠定了基础。这两个子行业常常相互关联在量子研究和技术方面取得突破。显著的交叉性——27.1%的制造企这家领域中的知名公司是Zaiku Group，该集团也被归类为电子产品基于利物浦。该公司提供研究机构。这反映了相互依存关系。服务领域包括量子计算、人工智能、先进制造技术及先进制造技术云计算在硬件方面的进展，带来量子创新的突破。 公司数量 3.1区域分布 区域分布26 英国量子计算的发展，应对东南部和伦敦地区在区域分布中领先，牛津郡是国家级量子计算中心的所在地。已识别的量子公司。东南部有中心（NQCC）。NQCC致力于加速并且伦敦紧随其后，以162分名列其后。东部的一些挑战在技术的早期阶段就已经显现出来。英格兰也拥有显著的发展集中度，处于不同的发展阶段。这些包括可扩展性和……88家公司。这三个顶级地区构成了缺乏标准化硬件和算法的部分。金三角，一个为科技和科学重要冷却需求提供能源枢纽。162 16368最大份额公司占比21.1%（163家公司），创新涵盖伦敦、牛津和剑桥，涌现出新兴技术。 这个群体中的大多数公司都位于金三角地区，这是一个以创新和世界级学术机构而闻名的科学集群。苏格兰也拥有一个以光子学为中心的强大的量子基础。 利用其在激光和先进光学领域的专业知识。以其学术卓越和世界级的水平而闻名，苏格兰是60家已识别的量子公司的家园。机构而言，金三角地区是一个强大的制造中心，占该群体总量的7.78%。苏格兰是一个关键区域。开发知识产权、培育衍生企业和在量子技术发展中的参与者。推动英国在科学领域的全球竞争力，并凭借其在光子技术领域的坚实基础， 该地区的量子集群，恰如其名“Glen-tanglement”，结合了苏格兰单词“glen”，意为山谷，以及“entanglement”，一个描述粒子之间相互连接的量子现象。 数家位于东南部的机构正积极为该地区大量在量子领域运营的已识别公司做出贡献。例如，哈维科学和创新园区在 剑桥和南剑桥郡各自拥有17家已确定的量子公司。这些地方当局是著名的剑桥集群的一部分，也被称为“硅谷”。该地区得益于剑桥大学及其声名显赫的卡文迪许实验室的存在。卡文迪许实验室通过量子计算、通信和材料科学的外延和合作推动创新。在牛津郡，怀特豪斯山谷拥有14家已确定的量子公司。这个地方当局位于哈威尔校园的NQCC。这里基于的14家公司中有8家专注于量子计算。 评估地区集群的更细致层面显示，卡姆登是拥有29家识别出的量子公司的顶级地方政府。紧随其后的是威斯敏斯特和伦敦市，分别有28家和20家公司。托尔哈姆莱茨