看到此篇的標題，讀者可能會覺得很奇怪：為什麼要加上一個問號？
北美智權報在過去刊期中，曾經做過不少不同技術領域的專利調查報導，當中許多高新科技，包括5G、6G、AI、稀土、第3代半導體……等等，中國在專利數量上都位居榜首；這次調查量子科技專利，看完初步資料時，發現中國在此領域的專利數居然又是排行第一，不禁驚訝的置疑。另一方面，提到中國在某些領域專利數量居首時，都有不少人置疑：「數量多不代表什麼，品質又如何？」因此，標題加上問號的第二個目的，是置疑中國在量子科技專利布局方面除了數量第一名外，品質是不是也同樣No.1？
為了寫這篇調查報導，筆者查閱了幾份近年的量子科技專利調查報告，發現中國雖然在整體量子科技專利數量上遙遙領先，但在一些個別領域中，仍有很大的成長空間。像在量子運算（Quantum Computing）的領域，美國專利量大大超越排行第二的日本(14%)及排行第三的中國(12%)，以占比43%高據榜首。[1]另外，在太空量子科技專利的領域，中國與美國可以說是在伯仲之間，美國略勝一籌，但中國在短期內有望超越。[2][3]
分類介紹
據Relecura Technologies Pvt. Ltd.於2021年出版的專利調查報告「Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape」(下稱《報告》)指出，一些專家將量子技術分為兩個世代。第一代包括基於量子力學原理工作的晶體管、雷射激光等；第二代包括量子電腦、量子通信等。本文要介紹的《報告》都是關於第二代量子技術的。
量子技術是一個總稱，其涵蓋的技術領域很廣，且每天都在尋找新的應用。隨著大數據分析和機器學習的進步，我們可以比較輕鬆的全面分析量子技術的專利佈局。《報告》審視了過去五年內 (2015-2020)在量子科技領域提交的 44,394 件專利，這些專利是利用 Relecura 專利數據庫的綜合查詢獲取的。
《報告》將量子科技的重要技術分3大類，分別為(1)奈米科技：量子點（quantum dot）、(2)量子運算：量子退火技術（Quantum Annealing）、錯誤校正（Error Correction）、以及(3)量子密碼學：量子密鑰分發（Quantum Key Distribution）。另外有2個技術領域：超導體器件及量子傳感也被納入討論。從圖1可見，很多專利覆蓋2種或2種以上的技術領域。其中，大部分的專利落在奈米科技和電氣元件領域；而量子運算、量子通信和量子密碼學則是幾乎每2個領域之間都有對稱的重疊面積。
國家排名
《報告》顯示，截至2020年底，中國在量子技術的專利數量占主導地位，除了量子運算外，在其餘每一領域中所擁有的專利數量都是排名第2的美國的數倍。雖然在量子運算的領域，美國及中國只差數百件專利，但中國仍是該領域的榜首。（見圖3）
專利品質調查
文章一開始提到，除了專利數量外，專利品質也很重要。因此《報告》採用了Relecura 星級評級（star ratings）來對所有統計的專利作出評分，這是一種客製化的評分系統，它考慮了關鍵專利參數，如前向和後向引用、地理位置和專利家族價值等。評分範圍從 0 到 5，增量為 0.5。結果發現中國專利的最高評分為 3.5，而美國的專利最高評分為5。星級的《報告》正態分佈可見圖4。
《報告》指出，由此可以證明美國專利更具價值。大約 68%的正態分佈集中在與平均值的標準差距離內。美國專利為 1.37 至 2.81，中國為 1.13 至 2.27。決定專利重要性的關鍵因素之一源自其前向引用。分類中的 8,935 件美國專利佔 71,755 次前向引用，而 23,360 件中國專利中只有 44,612 次前向引用。
表1是這次量子科技專利調查中，引證數前20件專利。其中排名17是台積電的專利，不過是用美國公司名義申請的美國專利。
| 編號 | 公開號 | 標題 | 引證數 | PageRank x 108 | 國家碼 | Assignee |
| 1 | US9199842B2 | Quantum dot films, lighting devices, and lighting methods | 700 | 124623 | US | Nanosys Inc |
| 2 | US9037247B2 | Non-invasive treatment of bronchial constriction | 301 | 106395 | US | ElectroCore LLC |
| 3 | US9049010B2 | Portable data encryption device with configurable security functionality and method for file encryption | 297 | 104505 | US | Spyrus Inc |
| 4 | US9000353B2 | Light absorption and filtering properties of vertically oriented semiconductor nano wires | 527 | 98960 | US | Harvard College, Zena Technologies Inc |
| 5 | US9430078B2 | Printed force sensor within a touch screen | 291 | 95658 | US | Google Technology Holdings LLC |
| 6 | US9019595B2 | Resonator-enhanced optoelectronic devices and methods of making same | 497 | 89690 | US | VerLASE TECHNOLOGIES LLC |
| 7 | US9115348B2 | Endoribonuclease compositions and methods of use thereof | 351 | 88545 | US | University of California |
| 8 | US10000788B2 | Rapid and sensitive detection of molecules | 254 | 85708 | US | First Light Diagnostics Inc. |
| 9 | US9899123B2 | Nanowires-based transparent conductors | 255 | 84708 | US | Cambrios Film Solutions Corp |
| 10 | US9666702B2 | Advanced heterojunction devices and methods of manufacturing advanced heterojunction devices | 342 | 81985 | US | — |
| 11 | US10572684B2 | Systems and methods for enforcing centralized privacy controls in de-centralized systems | 223 | 77716 | US | ANONOS Inc. |
| 12 | US8927968B2 | Accurate control of distance between suspended semiconductor nanowires and substrate surface | 217 | 75789 | US | Global Foundries US Inc. |
| 13 | US9457139B2 | Kits for systems and methods using acoustic radiation pressure | 186 | 62477 | US | Life Technologies Corp |
| 14 | US9178123B2 | Light emitting device reflective bank structure | 337 | 59275 | US | Apple Inc. |
| 15 | US9232618B2 | Up and down conversion systems for production of emitted light from various energy sources including radio frequency, microwave energy and magnetic induction sources for upconversion | 178 | 58059 | US | Immunolight LLC Duke University |
| 16 | US8932940B2 | Vertical group III-V nanowires on si, heterostructures, flexible arrays and fabrication | 210 | 56184 | US | University of California |
| 17 | US9006704B2 | Magnetic element with improved out-of-plane anisotropy for spintronic applications | 248 | 53328 | US | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd |
| 18 | WO2009039854A8 | MHC multimers in tuberculosis diagnostics, vaccine and therapeutics | 145 | 51330 | WO | — |
| 19 | US9590089B2 | Variable gate width for gate all-around transistors | 162 | 50451 | US | Sony Corp |
| 20 | KR101635835B1 | Coating method with colloidal graphine oxides | 140 | 49776 | KR | — |
表1. 量子科技專利調查中，引證數前20件專利(以PageRank排行)；資料來源：Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape，Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.，February 10, 2021
專利權人排名
在整個量子科技專利統計中， 排名比較高的多是大企業，不管是技術研發或是產品開發都相當多樣化。在前十大專利權人中，美國公司有4家（Alphabet、IBM、Intel 及Northrop Grumman），3 家中國公司（京東方、中科院和 TCL），2 家韓國公司（三星和 LG），以及 1 家日本公司（東芝）。
其中美國公司的技術幾乎集中在量子運算上，從他們對半導體行業的大量投資到奈米技術的研發投入可見一斑。 Alphabet 的 505 件專利中的435 件和 IBM 876 件專利中的 700 件屬於量子運算。至於Intel也擁有459件奈米技術專利和 280 件量子運算專利；值得一提的是，Intel正與荷蘭的QuTech 合作構建量子處理器。此外，Northrop Grumman是世界上最大的國防技術供應商之一，也是著名的 B-2 隱形轟炸機的製造商，該公司正積極探索新的顛覆性量子技術，其專利組合集中在量子運算（283 件專利）和超導器件（388件專利）。
在中國的部分，TCL 公司（於2016 年至 2020 年為blackberry黑莓手機的製造商）主要生產手機顯示面板，在 QLED（704 件專利）和製造技術（528 件專利）方面申請了大量專利。京東方是全球最大的 LCD、OLED 和柔性顯示器（flexible displays）生產商之一，擁有434 件製造技術專利和 570 件QLED 專利。而中國科學院是前10大專利權人中唯一的學術機構，在量子技術方面分佈平均，幾乎在所有技術領域都擁有專利。
韓國LG 比較傾向於半導體設備和奈米技術，其主要業務是消費電子產品，而另一家韓國企業三星也顯示出類似的申請趨勢，幾乎所有的專利都屬於奈米技術。最後，儘管日本東芝以消費電子產品聞名，但其業務其實很多樣化，已涵蓋包括量子密碼學等 IT 解決方案；東芝在量子運算、通信和密碼學方面擁有數百件專利。
備註：
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