量子科技行業(yè)深度調(diào)研及量子科技未來發(fā)展趨勢研究

• 黃文玉 2023年1月18日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 803 49
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量子科技是當(dāng)今最活躍、發(fā)展最快的研發(fā)領(lǐng)域之一，它的原理是基于如量子糾纏、量子疊加和量子隧穿這“毀三觀”的量子力學(xué)特性， 應(yīng)用在如量子計算、量子測量、量子通訊、量子傳感器、量子密碼學(xué) 、量子模擬和量子成像等領(lǐng)域。

2022年8月，合肥量子城域網(wǎng)迎來正式開通，成為當(dāng)前中國覆蓋最廣、應(yīng)用最多的量子城域網(wǎng)。在總控制中心的大屏上，8個核心網(wǎng)站點(diǎn)、159個接入網(wǎng)站點(diǎn)輻射的光波織起一張覆蓋合肥的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，它與城市內(nèi)的傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，為政務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供量子加密傳輸服務(wù)，同時能為金融、能源、醫(yī)療等行業(yè)提供接入服務(wù)，未來還能帶動一批企業(yè)圍繞這一生態(tài)鏈提供應(yīng)用產(chǎn)品及服務(wù)。

量子科技是當(dāng)今最活躍、發(fā)展最快的研發(fā)領(lǐng)域之一，它的原理是基于如量子糾纏、量子疊加和量子隧穿這“毀三觀”的量子力學(xué)特性， 應(yīng)用在如量子計算、量子測量、量子通訊、量子傳感器、量子密碼學(xué) 、量子模擬和量子成像等領(lǐng)域。

量子科技致力于通過改善醫(yī)療保健、能源生產(chǎn)和儲存、生物科學(xué)和信息學(xué)、功能材料、先進(jìn)計算和全球安全，在推動量子技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)造社會影響方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。這些量子應(yīng)用正在改變我們的生活、娛樂、工作、交互方式。但是量子技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化尚有時日，所以潘建偉院士說了，別相信大眾市場上宣傳的量子鞋墊、量子水杯、量子波動閱讀法甚至治療糖尿病、癌癥等疑難雜癥的無稽之談。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2020-2025年中國量子科技市場深度調(diào)研及未來發(fā)展趨勢研究預(yù)測報告》顯示：

量子科技是中國科技的未來。一是量子通訊的保密性，不僅在國防、金融和政府部門等國家層面有強(qiáng)力的需求，其保密性也個人隱私的天然需求，所以商業(yè)化運(yùn)行一定是爆炸式的;二是量子計算的強(qiáng)大性，將是21世紀(jì)人類最卓越、最顛覆性成就，能解決許多歷史性無解的難題;三量子測量的疊加性、糾纏性，使量子測量精度更高、控測更遠(yuǎn)、測量設(shè)備更小，舉個簡單例子：深海的潛艇在量子測量面前就無處遁型了。

量子通信是利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通信技術(shù)，量子信息傳輸與通信雙方之間的傳播媒介無關(guān)，時延幾乎為零，不受空間環(huán)境的影響，具有高時效性、強(qiáng)抗干擾性、高效率、高安全等特點(diǎn)。可應(yīng)用在軍事國防、政務(wù)、金融、互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)、電力等領(lǐng)域。量子通訊的終極目標(biāo)是建立量子互聯(lián)網(wǎng)。

以量子計算為例，當(dāng)前，業(yè)界普遍認(rèn)為量子計算機(jī)的發(fā)展將經(jīng)歷三個階段：第一階段，研制50-100個量子比特的專用量子計算機(jī)，實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”里程碑式突破;第二階段，研制可操縱數(shù)百個量子比特的量子模擬機(jī)，解決一些超級計算機(jī)無法勝任、具有重大實(shí)用價值的問題;第三階段，大幅提高量子比特操縱精度、集成數(shù)量和容錯能力，研制可編程通用量子計算機(jī)。

數(shù)據(jù)顯示，到2031年，全球量子計算直接相關(guān)的產(chǎn)業(yè)規(guī)?？梢赃_(dá)到8千億元。而在另一方面，相關(guān)調(diào)研表明，重大的企業(yè)，有將近70%的企業(yè)都希望能夠進(jìn)行量子計算相關(guān)的布局。

量子科技行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，我國量子通信技術(shù)已處在世界領(lǐng)先水平。2021年，基于量子保密通信“京滬干線”與“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，中國構(gòu)建了世界首個天地一體的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)地面跨度4600公里、天地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發(fā)。

在2022年5月17日世界電信和信息社會日到來之際，中國電信發(fā)布業(yè)內(nèi)首款基于量子信息技術(shù)的VoLTE加密通話產(chǎn)品——天翼量子高清密話。這款產(chǎn)品采用國產(chǎn)定制手機(jī)、量子安全SIM卡和國密算法“三重保護(hù)”，在保障終端原生支持、VoLTE高清通話基礎(chǔ)上，為用戶提供“管—端—芯”一體化安全防護(hù)，并帶來科技、時尚、安全和便捷的保密通信新體驗(yàn)。

作為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)旗下的成果轉(zhuǎn)化平臺，國盾量子是中國最早探索量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)。2009年，國盾量子成立并入駐安徽省合肥市云飛路，成為這條如今已因聚集量子科技企業(yè)而被稱為“量子大街”的“領(lǐng)頭羊”。量子通信技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向了工程化的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)是2012年，當(dāng)時全球首個上規(guī)模量子通信城域試驗(yàn)網(wǎng)在合肥建成使用。

國盾量子如今已入駐新建的總面積約3萬平方米的科技園。園區(qū)內(nèi)占地約4000平方米的生產(chǎn)基地內(nèi)，國盾量子已建設(shè)起目前量子信息行業(yè)內(nèi)精度最高的SMT全自動化表面貼裝生產(chǎn)線，以及光電模塊組裝測試車間、整機(jī)組裝測試車間等。

量子科技發(fā)展具有重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略價值，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向。業(yè)界人士表示：量子科技是強(qiáng)國競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，但不能一哄而上，低水平重復(fù)內(nèi)卷，或片面追求發(fā)論文、搶專利，各自為戰(zhàn)，閉門造車，而缺少真正的技術(shù)投入和系統(tǒng)配合。

量子科技未來發(fā)展趨勢研究

未來隨著量子計算的快速發(fā)展，以及云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應(yīng)用和新模式快速融合發(fā)展觸發(fā)了新的未知安全威脅，對信息安全帶來了更大的挑戰(zhàn)。基于量子技術(shù)的信息安全防御技術(shù)，特別是量子密鑰分發(fā)技術(shù)越來越顯著地成為新一代信息系統(tǒng)中的安全基石。我國量子保密通信行業(yè)在量子保密通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)以及衛(wèi)星量子通信方面走在了世界前列。

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