看到此篇的标题，读者可能会觉得很奇怪：为什么要加上一个问号？

北美智权报在过去刊期中，曾经做过不少不同技术领域的专利调查报导，当中许多高新科技，包括5G、6G、AI、稀土、第3代半导体……等等，中国在专利数量上都位居榜首；这次调查量子科技专利时，看完初步资料时，发现中国在此领域的专利数居然又是排行第一，不禁惊讶的置疑。另一方面，提到中国在某些领域专利数量居首时，都有不少人置疑：「数量多不代表什么，质量又如何？」因此，标题加上问号的第二个目的是，置疑中国在量子科技专利布局方面除了数量第一名外，质量是不是也同样No.1?

为了写这篇调查报导，笔者查阅了几份近年的量子科技专利调查报告，发现中国虽然在整体量子科技专利数量上遥遥领先，但在一些个别领域中，仍有很大的成长空间。像在量子运算（Quantum Computing）的领域，美国专利量大大超越排行第二的日本(14%)及排行第三的中国(12%)，以占比43%高据榜首。[1]另外，在太空量子科技专利的领域，中国与美国可以说是在伯仲之间，美国略胜一筹，但中国在短期内有望超越。[2][3]

分类介绍

据Relecura Technologies Pvt. Ltd.于2021年出版的专利调查报告「Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape」(下称《报告》)指出，一些专家将量子技术分为两个世代。第一代包括基于量子力学原理工作的晶体管、雷射激光等；第二代包括量子计算机、量子通信等。本文要介绍的《报告》都是关于第二代量子技术的。

量子技术是一个总称，其涵盖的技术领域很广，且每天都在寻找新的应用。随着大数据分析和机器学习的进步，我们可以比较轻松的全面分析量子技术的专利布局。《报告》审视了过去五年内 (2015-2020)在量子科技领域提交的 44394 件专利，这些专利是利用 Relecura 专利数据库的综合查询获取的。

《报告》将量子科技的重要技术分3大类，分别为(1)奈米科技：量子点（quantum dot）、(2)量子运算：量子退火技术（Quantum Annealing）、错误校正（Error Correction）、以及(3)量子密码学：量子密钥分发（Quantum Key Distribution）。另外有2个技术领域：超导体器件及量子传感也会纳入讨论。从图1可见，很多专利覆盖2种或2种以上的技术领域。其中，大部分的专利落在奈米科技和电气组件领域；而量子运算、量子通信和量子密码学则是几乎每2个领域之间都有对称的重迭面积。

图1. 量子科技于不同技术领域中之专利数量

数据源：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，
Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021

国家排名

《报告》显示，截至2020年底，中国在量子技术的专利数量占主导地位，除了量子运算外，在其余每一领域中所拥有的专利数量都是排名第2的美国的数倍。虽然在量子运算的领域，美国及中国只差数百件专利，但中国仍是该领域的榜首。（见图3）

图2. 排名前列之主要地区量子科技专利数量统计

数据源：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，
Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021

图3. 各主要国家在不同量子科技领域之专利数量统计

数据源：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021

专利质量调查

文章一开始提到，除了专利数量外，专利质量也很重要。因此《报告》采用了Relecura 星级评级（star ratings）来对所有统计的专利作出评分，这是一种客制化的评分系统，它考虑了关键专利参数，如前向和后向引用、地理位置和专利家族价值等。评分范围从 0 到 5，增量为 0.5。结果发现中国专利的最高评分为 3.5，而美国的专利最高评分为5。星级的《报告》正态分布可见图4。

《报告》指出，由此可以证明美国专利更具价值。大约 68%的正态分布集中在与平均值的标准差距离内。美国专利为 1.37 至 2.81，中国为 1.13 至 2.27。决定专利重要性的关键因素之一是源自其的前向引用。分类中的 8,935 件美国专利占 71,755 次前向引用，而 23,360 件中国专利中只有 44,612 次前向引用。

图4. 符合正态分布的美国和中国专利的星级分布图

数据源：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021

表1是这次量子科技专利调查中，d=0.5的20件顶级专利。

表1. 量子科技专利调查中，d=0.5的前20件专利(以PageRank排行)

数据源：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，
Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021

专利权人排名

在整个量子科技专利统计中， 排名比较高的多是大企业，不管是技术研发或是产品开发都相当多样化。在前十大专利权人中，美国有4家公司（Alphabet、IBM、Intel, 及Northrop Grumman），3 家中国公司（京东方、中科院和 TCL），2 家韩国公司（三星和 LG），以及 1 家日本公司（东芝）。

其中美国公司的技术几乎集中在量子运算上，从他们对半导体行业的大量投资到奈米技术的研发投入可见一斑。 Alphabet 的 505 件专利中的435 件和 IBM  876 件专利中的 700 件属于量子运算。至于Intel也拥有459件奈米技术专利和 280 件量子运算专利；值得一提的是，Intel正与荷兰的QuTech 合作构建量子处理器。此外，Northrop Grumman是世界上最大的国防技术供货商之一，也是著名的 B-2 隐形轰炸机的制造商，该公司正积极探索新的颠覆性量子技术，其专利组合集中在量子运算（283 件专利）和超导器件（388件专利）。

在中国的部分，TCL 公司（于2016 年至 2020 年为blackberry黑莓手机的制造商）主要生产手机显示面板，在 QLED（704 件专利）和制造技术（528 件专利）方面申请了大量专利。京东方是全球最大的 LCD、OLED 和柔性显示器（flexible displays）生产商之一，拥有434 件制造技术专利和 570 件QLED 专利。而中国科学院是前10大专利权人中唯一的学术机构，在量子技术方面分布平均，几乎在所有技术领域都拥有专利。

韩国LG 比较倾向于半导体设备和奈米技术，其主要业务是消费电子产品，而另一家韩国企业三星也显示出类似的申请趋势，几乎所有的专利都属于奈米技术。最后，尽管日本东芝以消费电子产品闻名，但其业务其实很多样化，已涵盖包括 量子密码学等 IT 解决方案；东芝在量子运算、通信和密码学方面拥有数百件专利。

图5. 量子科技前10大专利权人

数据源：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，
Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021

参考数据：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021

备注：

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