2022量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告

量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用2021年12月目錄一、量子信息技術(shù)總體發(fā)展態(tài)勢(shì) 1（一）量子科技突破經(jīng)典極限，打開未來(lái)科學(xué)新疆域 1（二）量子信息技術(shù)成為全球各國(guó)科技政策布局熱點(diǎn) 3（三）量子信息各領(lǐng)域科研加速發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新活躍 6（四）量子信息技術(shù)國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化取得階段性成果 9（五）量子信息產(chǎn)業(yè)培育起步，政產(chǎn)學(xué)研協(xié)同成趨勢(shì) 二、量子計(jì)算領(lǐng)域研究與應(yīng)用進(jìn)展 14（一）多種硬件技術(shù)路線并存，工程研發(fā)仍面臨挑戰(zhàn) 14（二）量子軟件與算法研發(fā)活躍，開源開放多樣發(fā)展 18（三）實(shí)用案例成為關(guān)注重點(diǎn)，多領(lǐng)域探索蓄勢(shì)待發(fā) 22（四）量子計(jì)算云平臺(tái)深化發(fā)展，各方探索競(jìng)爭(zhēng)合作 25（五）科技巨頭與初創(chuàng)公司并進(jìn)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐步培育 30三、量子通信領(lǐng)域研究與應(yīng)用進(jìn)展 34（一）量子通信科研多方向不斷深化，進(jìn)展成果豐富 34（二）以星地量子通信為契機(jī)促進(jìn)空間量子科學(xué)發(fā)展 38（三）QKD應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)探索，產(chǎn)業(yè)化水平仍待提升 41（四）PQC升級(jí)成大勢(shì)所趨，QKD發(fā)展需明確定位 44（五）基于QRNG的加密應(yīng)用成為關(guān)注與探索新方向 47四、量子測(cè)量領(lǐng)域研究與應(yīng)用進(jìn)展 50（一）量子測(cè)量技術(shù)發(fā)展面向超高精度和超經(jīng)典能力 50（二）樣機(jī)性能指標(biāo)不斷提升，新方向探索取得進(jìn)展 54（三）技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景和領(lǐng)域廣泛，多方開拓發(fā)展活躍 59（四）量子測(cè)量產(chǎn)業(yè)化尚處起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈待完善 63五、量子信息技術(shù)演進(jìn)與應(yīng)用前景展望 66（一）各領(lǐng)域研究持續(xù)推進(jìn)，應(yīng)用產(chǎn)業(yè)探索廣泛開展 66（二）國(guó)內(nèi)外發(fā)展態(tài)勢(shì)與促進(jìn)研究應(yīng)用發(fā)展的關(guān)注點(diǎn) 68附錄量子信息技術(shù)國(guó)際/國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 71附錄II：縮略語(yǔ)表 75圖目錄圖1量子信息三大領(lǐng)域近年來(lái)科研論文發(fā)表情況 7圖2量子信息三大領(lǐng)域近年來(lái)專利申請(qǐng)趨勢(shì) 8圖3量子信息三大領(lǐng)域?qū)＠垲惙治?8圖4近年全球各國(guó)量子信息技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 12圖5量子計(jì)算處理器物理比特?cái)?shù)和量子體積發(fā)展趨勢(shì) 17圖6量子計(jì)算軟件分類、定位及現(xiàn)狀 18圖7量子計(jì)算軟件生態(tài)培育推廣動(dòng)態(tài) 22圖8量子計(jì)算實(shí)用化應(yīng)用探索發(fā)展方向 23圖9量子計(jì)算云平臺(tái)服務(wù)實(shí)現(xiàn)示意圖 26圖10量子計(jì)算領(lǐng)域科技公司和初創(chuàng)企業(yè)分布情況 31圖量子計(jì)算領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)展情況 32圖12TF-QKD傳輸距離新記錄（a）東芝歐研（b）中科大 34圖13量子信息網(wǎng)絡(luò)原型試驗(yàn)（a）美國(guó)ORNL（b）荷蘭Delft 37圖14基于―墨子號(hào)‖衛(wèi)星和―京滬干線‖天地一體化組網(wǎng)驗(yàn)證 39圖15中科大基于PIC芯片的真空態(tài)漲落QRNG系統(tǒng) 48圖16量子測(cè)量技術(shù)體系框架 51圖17量子測(cè)量技術(shù)的典型應(yīng)用場(chǎng)景 59圖18量子測(cè)量技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈與代表性企業(yè)視圖 63表目錄表1近年全球量子信息領(lǐng)域項(xiàng)目規(guī)劃布局與投資情況 3表2ITU-T量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 71表3ETSI量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 72表4ISO/IECJTC1量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 72表5量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 72表6IEEE量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 73表7CCSA量子信息術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 73表8CSTC量子信息術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 74表9TC578量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 74量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告PAGEPAGE1一、量子信息技術(shù)總體發(fā)展態(tài)勢(shì)（一）量子科技突破經(jīng)典極限，打開未來(lái)科學(xué)新疆域能力跨越式發(fā)展的重要方向。近年來(lái)量子計(jì)算科研創(chuàng)新活躍，木‖―九章‖―祖沖之‖等原理樣機(jī)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在量子計(jì)算優(yōu)越性實(shí)驗(yàn)Google量子測(cè)量對(duì)外界物理量變化導(dǎo)致的微觀粒子系統(tǒng)量子態(tài)變化進(jìn)核磁/順磁共振測(cè)量、原子自旋測(cè)量、糾纏態(tài)/測(cè)量等。主要發(fā)展方向涉及新一代定位/導(dǎo)航/（二）量子信息技術(shù)成為全球各國(guó)科技政策布局熱點(diǎn)1所示，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)投資總規(guī)模已超130億美元1。表1近年全球量子信息領(lǐng)域項(xiàng)目規(guī)劃布局與投資情況2國(guó)家時(shí)間項(xiàng)目/規(guī)劃布局方向與要點(diǎn)金額(億美元)英國(guó)2015國(guó)家量子技術(shù)計(jì)劃（一期）建立量子通信/傳感/成像/計(jì)算4個(gè)研發(fā)中心5.24歐盟2016量子旗艦計(jì)劃24國(guó)參與，2018年啟動(dòng)4領(lǐng)域19個(gè)科研項(xiàng)目11.12加拿大2016——資助4個(gè)量子研究中心和QEYSSat任務(wù)等1.49澳大利亞2017——資助4個(gè)量子研究機(jī)構(gòu)和硅量子計(jì)算項(xiàng)目等1.03美國(guó)2018國(guó)家量子行動(dòng)（NQI）立法設(shè)立國(guó)家量子協(xié)調(diào)辦，NSF/DoE/NIST等組織實(shí)施12.75德國(guó)2018量子技術(shù)-從基礎(chǔ)到市場(chǎng)計(jì)算/通信/測(cè)量/基礎(chǔ)4大方向，6方面推動(dòng)措施7.231https://cifar.ca/wp-content/uploads/2021/05/QuantumReport-EN-May2021.pdfhttps://www./overview-on-quantum-initiatives-worldwide-update-mid-20212投資金額據(jù)公開報(bào)道，以美元計(jì)價(jià)，匯率波動(dòng)可能導(dǎo)致具體數(shù)值變化。國(guó)家時(shí)間項(xiàng)目/規(guī)劃布局方向與要點(diǎn)金額(億美元)日本2018光·量子躍遷(Q-LEAP)計(jì)劃量子信息處理、量子模擬器和量子計(jì)算機(jī)等2.76英國(guó)2019國(guó)家量子技術(shù)計(jì)劃（二期）第二階段撥款，增設(shè)國(guó)家量子計(jì)算中心4.87韓國(guó)2019量子計(jì)算技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目量子計(jì)算機(jī)硬件、新架構(gòu)、量子算法和基礎(chǔ)軟件3.98荷蘭2019量子技術(shù)發(fā)展國(guó)家計(jì)劃量子計(jì)算/模擬、國(guó)家量子網(wǎng)絡(luò)、量子傳感應(yīng)用8.68俄羅斯2019量子技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用研究量子計(jì)算/模擬、量子通信、量子傳感、使能技術(shù)6.92印度2020國(guó)家量子技術(shù)和應(yīng)用任務(wù)量子計(jì)算、通信、密碼、傳感、時(shí)鐘、器件材料10.65法國(guó)2020國(guó)家量子技術(shù)投資計(jì)劃開發(fā)容錯(cuò)大型量子計(jì)算機(jī)，量子傳感器和量子通信18.28以色列2020國(guó)家量子技術(shù)計(jì)劃投資量子計(jì)算，量子傳感和量子材料科研3.75加拿大2021國(guó)家量子戰(zhàn)略支持量子材料和量子設(shè)備研究，投資新興量子產(chǎn)業(yè)3.60德國(guó)2021量子計(jì)算機(jī)研發(fā)與應(yīng)用開發(fā)量子計(jì)算機(jī)，將量子計(jì)算技術(shù)推向市場(chǎng)24.36奧地利2021量子奧地利加強(qiáng)量子技術(shù)基礎(chǔ)研究，促進(jìn)產(chǎn)品服務(wù)和市場(chǎng)投放1.27新西蘭2021——資助多德沃爾斯光子和量子技術(shù)中心0.37美國(guó)20212021年創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案含《量子網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和勞動(dòng)力發(fā)展法案》——來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理（截至2021年10月）美國(guó)長(zhǎng)期高度重視和持續(xù)投入支持量子信息領(lǐng)域的科學(xué)研究和（進(jìn)一步開展中長(zhǎng)期規(guī)劃部署。NQI方案年度報(bào)告3顯示其基礎(chǔ)科研和NQI（S（o和國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）等多部門，在基礎(chǔ)科學(xué)研究、工程技術(shù)研發(fā)、NSF3https:///wp-content/uploads/2021/01/NQI-Annual-Report-FY2021.pdf量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告PAGEPAGE5DoENIST2020102021320352021年以來(lái)，北京、安徽、廣東、上海、山東等21十四五4/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm（三）量子信息各領(lǐng)域科研加速發(fā)展，技術(shù)創(chuàng)新活躍活躍，如圖1Google來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心（2021.9，MicrosoftAcademicSearch）圖1量子信息三大領(lǐng)域近年來(lái)科研論文發(fā)表情況來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心（截至2021.9）圖2量子信息三大領(lǐng)域近年來(lái)專利申請(qǐng)趨勢(shì)5勢(shì)如圖2來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心（截至2021.9）圖3量子信息三大領(lǐng)域?qū)＠垲惙治?專利申請(qǐng)信息公開存在18個(gè)月滯后期量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告PAGEPAGE10三大領(lǐng)域近五年有效專利聚類分析如圖3（四）量子信息技術(shù)國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化取得階段性成果202110月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展綱要》6，要求在量子信息（I-歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（S、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織與國(guó)際電工委員會(huì)第（IS/ICJT（I6/zhengce/2021-10/10/content_5641727.htm（（成果如附錄I中2~表6所示。ETSI1062018ITU-T1028標(biāo)準(zhǔn)研制中發(fā)揮重要作用，牽頭推動(dòng)成立網(wǎng)絡(luò)量子信息技術(shù)焦點(diǎn)組（-I4N，積極開展前沿領(lǐng)域技術(shù)研討與標(biāo)準(zhǔn)化前景分析。ISO/IECJTC1QKDIEEEQKD應(yīng)用探索初步開展，成為推動(dòng)量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究的重要支撐。（（CS）I中表7~表9。CCSAQKD21321項(xiàng)。CSTCQKD56業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2TC57825（五）量子信息產(chǎn)業(yè)培育起步，政產(chǎn)學(xué)研協(xié)同成趨勢(shì)量子信息技術(shù)能夠?yàn)榭萍寂c信息通信等諸多領(lǐng)域發(fā)展提供物理基礎(chǔ)重大創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。隨著量子信息技術(shù)逐步從學(xué)術(shù)研究和實(shí)驗(yàn)探索，4所示。來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理圖4近年全球各國(guó)量子信息技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2018立法授權(quán)，NIST發(fā)展聯(lián)盟（C202110176-C（C舉辦/Google78/導(dǎo)航/授時(shí)（PNT）相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展。7/pdf/2110.03137.pdf8/pdf/2109.03601v1.pdf20214（uI0探討量子技術(shù)在支持組件/技術(shù)、用例、性能、供應(yīng)鏈、標(biāo)準(zhǔn)和人力10流程/220年04（20216SAP102021924（-S為貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于促進(jìn)量子科技領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)（II二、量子計(jì)算領(lǐng)域研究與應(yīng)用進(jìn)展（一）多種硬件技術(shù)路線并存，工程研發(fā)仍面臨挑戰(zhàn)單比特疊加和多比特糾纏的耦合與狀態(tài)演化實(shí)現(xiàn)高效并行計(jì)算模擬核心瓶頸（rso>99%）和快速門操控（數(shù)十納秒，電路設(shè)計(jì)、制備和測(cè)量與集成電路技術(shù)兼容，比提高相干壽命和保真度需材料科學(xué)和電路模型設(shè)計(jì)等方面的重大突GoogleIBM2019年，Google953懸鈴木‖2021102029年實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)2020IBM65蜂127位鷹2023位禿鷲平臺(tái)11月報(bào)道1262位祖沖之1366Google1420251024位比特。離子阱量子處理器以微波電場(chǎng)和高精度激光信號(hào)對(duì)帶電離子進(jìn)>9.9Honeywell和IonQ2021Honeywell報(bào)道159/10.1038/s41586-019-1666-510https://quantumai.google/hardware11/blog/ibm-quantum-roadmap12/10.1126/science.abg781213/10.1103/PhysRevLett.127.18050114/zh/new_detail.html?newId=17115/10.1038/s41586-021-03318-4基于電荷耦合器架構(gòu)的0位高保真比特原型機(jī)1‖，預(yù)計(jì)在23年實(shí)現(xiàn)02002020年IonQ發(fā)布1632202564位。硅基半導(dǎo)體量子處理器通常以硅同位素量子點(diǎn)中電子自旋構(gòu)建（可運(yùn)行于1Intel與荷蘭QutechNewSouth大學(xué)和SQC公司、加拿大Photonic（202012月報(bào)道17，76九章16/posts/december-09-2020-scaling-quantum-computer-roadmap17/10.1126/science.abe8770年報(bào)道18公司，如美國(guó)PsiQXanadu來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院公開材料整理（截至2021.10）圖5量子計(jì)算處理器物理比特?cái)?shù)和量子體積發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)量子計(jì)算硬件技術(shù)路線發(fā)展趨勢(shì)和主要指標(biāo)情況如圖52020IBM（QV）IonQZapataNISQ18/10.1103/PhysRevLett.127.180502成為衡量量子計(jì)算發(fā)展水平和計(jì)算能力的重要依據(jù)。（二）量子軟件與算法研發(fā)活躍，開源開放多樣發(fā)展來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖6量子計(jì)算軟件分類、定位及現(xiàn)狀量子計(jì)算軟件分類如圖6所示，主要分為四種類型：基礎(chǔ)運(yùn)行軟件、計(jì)算開發(fā)軟件、應(yīng)用服務(wù)軟件以及通用系統(tǒng)軟件?；A(chǔ)運(yùn)行軟件作為量子計(jì)算機(jī)的核心控制類軟件，與硬件緊密相關(guān)，是量子計(jì)算軟件技術(shù)的發(fā)展核心，也是上層軟件開發(fā)和應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。量子編譯軟件主要規(guī)范量子編程的邊界，確保量子程序編譯執(zhí)行的正確性，提供完善的語(yǔ)法規(guī)則用以協(xié)調(diào)和約束量子操作、經(jīng)典操作，典型軟件包括QASM、eQASM、QASM-HL、Quil、OpenQASM、f-QASM、Jaqal等。量子測(cè)控軟件提供測(cè)量結(jié)LabOne、、Optimus、PyQCat軟件成代，目前已有QiskitMetalKQCircuits等。計(jì)算開發(fā)軟件提供了研究量子算法、開發(fā)量子應(yīng)用的工具體系，的數(shù)據(jù)及接口。其中典型軟件包括Qiskit、Cirq、QDK、QPanda、ProjectQ、、ForestSuperstaQ等。通用系統(tǒng)軟件是在對(duì)量子計(jì)算操作性和兼容性要求提升的背景目前公布的量子計(jì)算操作系統(tǒng)軟件包括英國(guó)、奧地利ParityOS、中國(guó)本源司南等。NISQ條件下經(jīng)典QAOAVQE+NISQ計(jì)算架20215月，美國(guó)CQC1920217GoogleMIT2020211021量子糾錯(cuò)編碼是實(shí)現(xiàn)可容錯(cuò)通用量子計(jì)算的關(guān)鍵要素。由于量子19/pdf/2105.09100.pdf20/pdf/2107.09200.pdf21/2021/10/darpa-program-aims-to-build-quantum-inspired-solvers/年在改善錯(cuò)誤率路徑方面取得可喜進(jìn)展，GoogleNature報(bào)道懸鈴木100的技術(shù)問(wèn)題。目前，量子編程語(yǔ)言仍處于初級(jí)發(fā)展階段，進(jìn)展包括Svore等人定義了順序量子隨機(jī)訪問(wèn)QPLQuipper、LIGUi|>、ScaffoldQuaFLGoogleRigetti圖7所示，IBM22https:///articles/s41586-021-03588-y來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理圖7IBM量子計(jì)算軟件生態(tài)培育推廣動(dòng)態(tài)（三）實(shí)用案例成為關(guān)注重點(diǎn)，多領(lǐng)域探索蓄勢(shì)待發(fā)圖8來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖8量子計(jì)算實(shí)用化應(yīng)用探索發(fā)展方向20208月，GoogleHartree-Fock20211月，GoogleBI53蜂鳥2020207月，AlgoDynamix宣稱使用量子退火算法提供用于財(cái)務(wù)行為分析的預(yù)測(cè)2021220213IBM和量子近似優(yōu)化算法等有希望為超大規(guī)模的特定組合優(yōu)化問(wèn)題提供解決方案。D-wave1萬(wàn)20219任務(wù)中出現(xiàn)計(jì)算任務(wù)和機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化問(wèn)題。IBM1400支隊(duì)伍參加IBM700030HiQ202010Amazon50（四）量子計(jì)算云平臺(tái)深化發(fā)展，各方探索競(jìng)爭(zhēng)合作量子計(jì)算云平臺(tái)作為展示量子計(jì)算實(shí)用化優(yōu)勢(shì)和輸出能力的途用戶數(shù)據(jù)/代碼托管至接入云用戶數(shù)據(jù)/代碼托管至接入云端數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境用戶提交代碼/數(shù)據(jù)量子計(jì)算裝置計(jì)算任務(wù)轉(zhuǎn)化為量子計(jì)算控制/測(cè)量指令在量子計(jì)算裝置中完成計(jì)算操作，通過(guò)測(cè)量返回計(jì)算結(jié)果來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)《QuantumComputingandProspects》整理圖9量子計(jì)算云平臺(tái)服務(wù)實(shí)現(xiàn)示意圖圖9所示。用戶在客戶端設(shè)計(jì)量子計(jì)算任務(wù)，20173QExperienceIBMQIBM20208BraketAmazonEC2量子計(jì)算20207月，HoneywellH06量子年9發(fā)布5000量子比特系統(tǒng)Leap供量子退火服務(wù)。為推動(dòng)歐洲量子技術(shù)的發(fā)展，2021年4月荷蘭QuTechQuantumIBM類Inspire20171020182比特的20171032201810計(jì)算模擬器HiQVQE算HiQ3.0及開發(fā)者工具，增加量子組合優(yōu)化求解器和張量網(wǎng)絡(luò)計(jì)算加速器。202028PaddlePaddle102021依托量子計(jì)算云平臺(tái)開展企業(yè)多方合作成為該領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)。221年6IM宣布將其所有量子計(jì)算系統(tǒng)整合到了Strneoks28包括9臺(tái)免費(fèi)量子計(jì)算機(jī)和5個(gè)托管模擬器，進(jìn)一步提高IBMNetworkHoneywell與CQCIonQGoogleIonQ20215Braket1720209月，華為隊(duì)發(fā)布HiQ3.0優(yōu)化求解器HiQOptimizerHiQHiQ2020122.020214NVIDIA也看好未cuQuantum發(fā)者基于NVIDIAGPU20207月，Amazon宣布BraketD-wave、Rigetti32qubit4.50美元/GoogleIonQ量子計(jì)算GoogleQPU操1美元/21年3IBM發(fā)布了sitRuntimeOpenShift核對(duì)齊算法（A，為用戶的算法和計(jì)算任務(wù)自動(dòng)匹配最佳量子20213QatalystAmazon量子云的量子計(jì)算云平臺(tái)主要提供以展示和驗(yàn)證量子計(jì)算運(yùn)行機(jī)理為主的―玩具級(jí)‖演示應(yīng)用和服務(wù)，以及提供量子算法、量子軟件初步運(yùn)行和驗(yàn)證等―工具級(jí)‖服務(wù)為主，隨著未來(lái)量子計(jì)算軟硬件不斷發(fā)展完善，―殺手級(jí)‖和―工業(yè)級(jí)‖應(yīng)用出現(xiàn)之后，量子計(jì)算云平臺(tái)也將逐步向―商用級(jí)‖演進(jìn)，其中云平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化、服務(wù)服務(wù)保障、安全性等仍面臨諸（五）科技巨頭與初創(chuàng)公司并進(jìn)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)逐步培育IBM、Google、Microsoft、Intel、Honeywell、Amazon圖10（20211023202110IonQ、RigettiQCI25。來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理（截至2021年10月）圖10量子計(jì)算領(lǐng)域科技公司和初創(chuàng)企業(yè)分布情況20214NEC26523https://www./company/newsroom/press-release/let-s-get-practical-d-wave-details-product-expansion-cross-platform-roadmap/24/newsroom/strangeworks-announces-backstage-pass-quantum-hardware-program25https://www./press-releases/quantum-computing-inc-lists-on-nasdaq-capital-market26https://www./company/newsroom/press-release/nec-d-wave-and-the-australian-department-of-d27。6IBMIBM平臺(tái)28GoogleCirqIonQ29。Honeywell宣布其量子解決方案公司與劍橋量子計(jì)算公司合并30，旨在提供高性能量子計(jì)算機(jī)和全套量子軟件。7月，Rigetti宣布與Riverlane、AstexPharmaceuticals31。10AzureIBMQiskitGoogleCirq。來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理（截至2021年10月）圖11量子計(jì)算領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)展情況efence-collaborate-on-quantum-computing-initiative/27https:///articles/s41586-021-03469-428/newsroom/strangeworks-and-ibm-announce-integration-of-ibm-quantum-cloud-services-into-the-strangeworks-ecosystem29/news/june-10-2021-2021-06-10-ionq-adds-integration-with-google-cirq30https://www./us/en/press/2021/06/honeywell-quantum-solutions-and-cambridge-quantum-computing-will-combine-to-form-worlds-largest-most-advanced-quantum-business31https://www./news-release/2021/07/13/2261611/0/en/Rigetti-Computing-Partners-with-Riverlane-Astex-Pharmaceuticals-to-Advance-Quantum-Computing-for-Drug-Discovery.html產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成為促進(jìn)量子計(jì)算技術(shù)發(fā)展和培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)重要手段。圖IBM成立IBMQNetwork微軟發(fā)起MicrosoftQuantumNetworkNorthwestQuantumNexus，24戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)革命聯(lián)盟10QutacBusinessQQIC20余家量2019年聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家生物化學(xué)企業(yè)組成―量子計(jì)算生物化學(xué)行業(yè)應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟‖。三、量子通信領(lǐng)域研究與應(yīng)用進(jìn)展（一）量子通信科研多方向不斷深化，進(jìn)展成果豐富（（S（QT2021年量子通信各QKD‖，系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不斷簡(jiǎn)化。東芝歐研報(bào)道32實(shí)驗(yàn)室環(huán)5（D如0.97bit/s33在濟(jì)南TF-QKD圖12（b）3.45bit/s。來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理圖12TF-QKD傳輸距離新記錄（a）東芝歐研（b）中科大32/10.1038/s41566-021-00811-033/10.1038/s41566-021-00828-534基于無(wú)人機(jī)中繼的1QKD353DQKDQKD3630（JerlovIII型）BB84QKD250.i/37zMDI-QKD系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，54dB8bit/s38500MHz系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，15公26.9Mbit/s。QT中科大報(bào)道39基于光子路徑自由度編碼和輔助糾纏光子對(duì)的六光子系59.6%40超91.1%41QT協(xié)議，實(shí)60688.3%。荷蘭Delft報(bào)道42實(shí)現(xiàn)偏振編碼光學(xué)輸入狀態(tài)到一對(duì)納米機(jī)械諧振器的聯(lián)34/10.1103/PhysRevLett.126.02050335/10.1117/12.258237636/10.1103/PhysRevApplied.15.02406037/10.1038/s41534-021-00394-238/10.1038/s41598-021-88468-139/10.1103/PhysRevLett.127.11050540/10.1038/s41586-021-03288-741/10.1103/PhysRevLett.126.13050242/10.1038/s41566-021-00866-z合狀態(tài)的QT傳輸，開展光-機(jī)械量子態(tài)轉(zhuǎn)換探索。431338nmCSHS=2CIFO報(bào)道4425506000對(duì)光子/80.4%；還報(bào)道46基于原子頻率梳操控稀土晶體光子存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，存儲(chǔ)時(shí)間達(dá)到196.4%4743/10.1038/nature0966244/10.1038/s41586-021-03481-845/10.1038/s41586-021-03505-346/10.1038/s41467-021-22706-y47/10.1038/s41566-021-00764-448/10.1038/s41467-021-24679-4來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理圖13量子信息網(wǎng)絡(luò)原型試驗(yàn)（a）美國(guó)ORNL（b）荷蘭Delft49建立1536.5nm保真度44Hz理工報(bào)道50基于金剛石色心量子比特的三節(jié)點(diǎn)GHZ圖13（a）所示，具備確定性糾纏產(chǎn)生和前饋式糾纏操作特性，預(yù)報(bào)糾0秒1（R坦福大學(xué)和普渡大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)報(bào)道51圖>92%。其他量子通信協(xié)議研究方面，2020中關(guān)村論壇發(fā)布北京量子院與清華大學(xué)研制QSDC第二代樣機(jī)，可實(shí)現(xiàn)10公里光纖鏈路中4kbit/s49/10.1103/PRXQuantum.1.02031750/10.1126/science.abg191951/10.1103/PRXQuantum.2.0403045215QSDC1kbit/s53QDS（二）以星地量子通信為契機(jī)促進(jìn)空間量子科學(xué)發(fā)展20168墨子號(hào)4年取得5420211Nature55，對(duì)基于―墨子號(hào)‖量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和量子保密通信―京滬干線‖技術(shù)圖14（6分鐘QKD4047.8kbit/s36Mbit。52/10.1038/s41377-021-00634-253/10.1364/OE.43365654/kxyj/qwfb/bps/202012/P020201215373063374434.pdf第39頁(yè)55/10.1038/s41586-020-03093-8來(lái)源：Naturevolume589,pages214–219(2021)14基于―墨子號(hào)‖衛(wèi)星和―京滬干線‖天地一體化組網(wǎng)驗(yàn)證雖然墨子號(hào)‖衛(wèi)星高標(biāo)準(zhǔn)、超預(yù)期的完成了預(yù)定科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，QKD56，QKD墨子號(hào)（LEO）墨子號(hào)‖在科學(xué)實(shí)驗(yàn)價(jià)值之外的實(shí)用化能力仍較為有限。此外，盡管星地量子通信在工程和應(yīng)用等方面仍面臨重重挑戰(zhàn)，但相關(guān)56/10.1103/PhysRevLett.120.030501馮寶,李國(guó)春,俞學(xué)豪,趙子巖,卞宇翔.量子保密通信電網(wǎng)應(yīng)用情況及研究進(jìn)展[J].信息通信技術(shù)與政策,2021,47(07):39-45.LEO30千克微納QKD625MHz1003-5QKD（58基于10nm53QKD傳輸，為突破地影區(qū)工作限制開展前期驗(yàn)證；墨子號(hào)‖開展了低仰角（5）（2000公里QKDQKDMDI-QKD59。衛(wèi)星是開展大尺度條件量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)的理想平臺(tái)，基于GEO、地月10-19（三）QKD應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)探索，產(chǎn)業(yè)化水平仍待提升QKDRSA（IKE）QKD中繼組網(wǎng)，以及應(yīng)用層面的信息加密傳輸?shù)冗^(guò)程；另一方面，根據(jù)YD/T3834.1-2021QKD設(shè)備應(yīng)具備kbit/s量級(jí)的（基于QKD的量子保密通信，首先要解決收發(fā)雙方―密鑰可達(dá)性‖問(wèn)題。如前節(jié)所述，自由空間和衛(wèi)星QKD等方向主要處于科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)探索階段，尚無(wú)大規(guī)模實(shí)用化前景。商用QKD系統(tǒng)基于光纖信道傳輸，由于微弱光信號(hào)等物理特性和篩選壓縮等協(xié)議特性限制，60/detail/364660.htmlQKDQKD可信中繼‖密鑰基礎(chǔ)設(shè)施的基于QKD的量子保密通信在各類場(chǎng)景中的應(yīng)用，還要探索解決加密融合性、路由器、OTN在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)QKD密鑰的融合加密應(yīng)用，是量子保密通信技術(shù)拓展應(yīng)用場(chǎng)景和提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾剿鞣较颉?0216QKD設(shè)備，VPNQKDQKDQKD密鑰通過(guò)SIM可信中繼節(jié)點(diǎn)的密鑰存儲(chǔ)和中繼轉(zhuǎn)發(fā)類似，QKD密鑰的離線存儲(chǔ)充商用化推廣和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍處于探索培育階段。2021年，英國(guó)電信7QKD64M461/2021/06/01/qrate-demonstrates-protection-for-autonomous-vehicles-with-qkd-device/62/kxyj/qwfb/bps/202012/P020201215373063374434.pdf第三章第五節(jié)63https:///news/quantum-network-manufacturing64/bt-and-toshiba-to-build-worlds-first-commercial-quantum-secured-metro-network-across-london/的量子保密通信城域網(wǎng)，探索提供基于QKD和抗量子計(jì)算破解加密（PQC）656667（四）PQC升級(jí)成大勢(shì)所趨，QKD發(fā)展需明確定位量子計(jì)算技術(shù)將對(duì)以公鑰密碼體系為基礎(chǔ)的信息通信網(wǎng)絡(luò)安全1994年，快速分解素?cái)?shù)乘積的量子多項(xiàng)式Shor20214報(bào)道698RSA-2048ShorGoogle2030年左右65/file/news/20210413/cid_106_232012.html66/2021/xwzx/fhzx/202105/t20210507_5589895.htm67/bmjz/bm_97237/fwygwh/dt/202108/t20210818_9593515.html68/news/06/5G/zxdt/xwdt/202011/t20201127_58478.html69/papers/q-2021-04-15-433/2033標(biāo)準(zhǔn)化以美國(guó)為主導(dǎo)，歐洲為主要推動(dòng)力量。201612月，NISTPQC20207月72023年左右形成PQCPQC72NIST70https:///pubs/research_reports/RR3102.html/71/News/2020/pqc-third-round-candidate-announcement72https://www./Cybersecurity/NSAs-Cybersecurity-Perspective-on-Post-Quantum-Cryptography-Algorithms/RSA等算法73。QKDRSAIKE第一，QKDPQC算法7475。第三，QKDPQC安全性基于新型數(shù)學(xué)困難問(wèn)題無(wú)法被計(jì)算破解的假設(shè)，目前量子計(jì)算技術(shù)和算法研究仍不充分，PQC難以證明可以抵御未來(lái)QKD需QKDPQC二者邏輯等同。PQC是未來(lái)公鑰密碼體系升級(jí)演進(jìn)的主流方案，應(yīng)用推廣將是大勢(shì)73/2021/Aug/04/2002821837/-1/-1/1/Quantum_FAQs_20210804.PDF74/10.1364/OE.43294475/kxyj/qwfb/bps/202012/P020201215373063374434.pdf第三章第四節(jié)https://www./Press-Room/News-Highlights/Article/Article/2394053/nsa-cybersecurity-perspectives-on-quantum-key-distribution-and-quantum-cryptogr/76/kxyj/qwfb/bps/201912/P020191226517744813705.pdf第三章第四節(jié)PQCPQCPQC升級(jí)。20216Gartner77，其中指出中國(guó)將量子技術(shù)納入十四五‖規(guī)劃，在量子通信研PQCQKD未來(lái)，QKDPQCQKD‖組網(wǎng)、密PQC（五QRNG的加密應(yīng)用成為關(guān)注與探索新方向77https:///en/documents/4002882/innovation-insight-for-quantum-communication-in-china量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告78/10.1063/5.0056027PAGE4878/10.1063/5.0056027PAGE48算法，如線性反饋移位寄存器等，生成隨機(jī)數(shù)稱為偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（R稱為真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（RG，優(yōu)點(diǎn)是物理隨機(jī)過(guò)程提升不可預(yù)測(cè)生成制備，稱為量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（RG，由量子力學(xué)理論模型保證其真隨機(jī)性，同時(shí)隨機(jī)數(shù)生成速率可達(dá)更高水平。2021大報(bào)道78，基于真空態(tài)漲落光子集成電路，如圖1518.8Gbit/s來(lái)源：Appl.Phys.Lett.118,264001(2021)圖15中科大基于PIC芯片的真空態(tài)漲落QRNG系統(tǒng)量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告4949QRNGQRNGQRNGQRNG（ASE）QRNG提取器和QKDQRNG僅QKD能QRNG鑰密碼體系的VPN79/detail/367425.html量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告PAGEPAGE50QRNGQRNG2021年，Qrypt80Quside通過(guò)云服務(wù)為企業(yè)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)提供基于QRNG和PQC的SKT報(bào)道81IDQ公司推出第二款加載芯片化QRNGGalaxyQRNGVPNQRNG四、量子測(cè)量領(lǐng)域研究與應(yīng)用進(jìn)展（一）量子測(cè)量技術(shù)發(fā)展面向超高精度和超經(jīng)典能力為一二三四五‖，即一種基礎(chǔ)定義、兩個(gè)核心特征、三種主要類型、80https:///qrypt-quside-press-release81https:///en/press/press_detail.do?idx=150382/10.1038/s41534-021-00442-x83https:///yh/sd/202105/t20210511_218309.html括基于分立能級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)量、基于量子相干疊加測(cè)量和基于量子糾纏/（S圖16量子測(cè)量技術(shù)體系框架圖16（SR秒采（FP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電光/聲光調(diào)制器等。此外，量子測(cè)量系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境干擾十分敏感，需要振動(dòng)隔離、磁屏蔽、溫度控制等外圍保障。SERF/照明雷達(dá)等尚處于原理樣機(jī)研制和實(shí)驗(yàn)探索階段。樣機(jī)系統(tǒng)研發(fā)探針‖，信號(hào)強(qiáng)度弱，易淹沒(méi)在噪聲當(dāng)中，并且噪聲理論模式復(fù)雜難以應(yīng)用軟件通過(guò)API（二）樣機(jī)性能指標(biāo)不斷提升，新方向探索取得進(jìn)展應(yīng)力等201926-1332~3個(gè)數(shù)量級(jí)，并且光頻率也比微波頻率高10-19NIST19330年中科院精密測(cè)量研究院報(bào)道鈣離子光鐘頻率不確定10-17量級(jí)2020年美國(guó)麻省理工報(bào)84/nsr/article/7/12/1799/5851766SQL4.4dB的增益852021年美國(guó)博爾德原子鐘光學(xué)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟通過(guò)自由空間和光纖鏈路兩種方式比對(duì)三臺(tái)光鐘862021168720201階關(guān)聯(lián)獲得物體圖像信息，可實(shí)現(xiàn)超分辨、3D、全息或者非視域成205.13D89909185https:///articles/s41586-020-3006-186https:///articles/s41586-021-03253-487https:///optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-4-471&id=44990088https:///doi/10.1126/sciadv.abb045189/10.1063/5.002121490/10.1103/PhysRevLett.127.05360291https:///articles/s41586-021-03528-w工合作，利用周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)，搭建顏色擦除強(qiáng)度干涉儀，對(duì)1.434.292。，2018SERFSERF原子陀螺一些量子陀螺儀新技術(shù)路線也被提出和驗(yàn)證。2021年上海交大團(tuán)隊(duì)光混合Sagnac93。92/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.10360193https:///oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-1-208&id=445046達(dá)0.9（1=0-s成車載/船載等外場(chǎng)測(cè)試，驗(yàn)證系統(tǒng)穩(wěn)定性和實(shí)用性。此外一些新技202194NVSQL的磁測(cè)量95。比NV96。目前，歐空局已將其相位、距離和痕量等。2021年，之江實(shí)驗(yàn)室研制的基于光動(dòng)量效應(yīng)量子精密測(cè)量裝臵完成驗(yàn)收97，力探測(cè)靈敏度達(dá)3.4×10?1?N/√Hz，4.6×10?21N-81的94https:///doi/10.1126/sciadv.abg287995https:///doi/10.1126/sciadv.abg920496https://www./blogs/gadget-master/space/picture-day-space-bound-magnetometer-uses-diamond-based-quantum-technology-2021-09/97/s?id=1693537072203644724&wfr=spider&for=pc98550fs102，訓(xùn)練矢量量化控制模型，定制傳感器共享多部分糾纏，矩陣補(bǔ)全技術(shù)的納米核磁共振波譜分析成果103，10%采樣覆蓋率下，5.7dB10498/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.02320199https:///articles/s41467-021-24725-1100https:///oe/fulltext.cfm?uri=oe-29-14-21143&id=452608101/abs/2009.01069102/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.11.021047103https:///articles/s41534-020-00311-z104/doi/10.1002/qute.202000103（三）技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景和領(lǐng)域廣泛，多方開拓發(fā)展活躍來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖17量子測(cè)量技術(shù)的典型應(yīng)用場(chǎng)景圖17/導(dǎo)航/GPS精度可達(dá)小數(shù)點(diǎn)后九位，與量子陀螺儀等配合，可實(shí)現(xiàn)米/年精度的fT虛擬一個(gè)地球級(jí)別10-18~10-19的干涉測(cè)量和深空探測(cè)等方面應(yīng)用。20211051fT/√HzSERF金剛石氮空位（NV）色心技術(shù)高空間分辨率和非侵入式探測(cè)可HIV同時(shí)開展了單光子探測(cè)技術(shù)可以用于非侵入性腦部血流檢測(cè)。美國(guó)馬薩諸塞105/doi/10.1002/hbm.25582106https:///articles/s41586-020-2917-1量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告PAGE62PAGE62州綜合醫(yī)院和麻省理工學(xué)院報(bào)道107將超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器應(yīng)用13XXX202310nmX軟目標(biāo)NV107https://www./journals/neurophotonics/volume-8/issue-3/035006/Superconducting-nanowire-single-photon-sensing-of-cerebral-blood-flow/10.1117/1.NPh.8.3.035006.full量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告PAGEPAGE63（四）量子測(cè)量產(chǎn)業(yè)化尚處起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈待完善圖18所示。來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理圖18量子測(cè)量技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈與代表性企業(yè)視圖歐美國(guó)家在量子測(cè)量領(lǐng)域研究基礎(chǔ)深厚，技術(shù)產(chǎn)品種類比較豐富，近期，量子測(cè)量技術(shù)備受資本市場(chǎng)青睞，公開報(bào)道顯示，2020MSquared325020214QLM3105QnamiA400ProteusQiXblue測(cè)量公司Muquans20216月，GigajotCMOS5~10倍。8CercaMagneticsOPM-MEG9QLM與無(wú)人機(jī)公司Inzpire于航天國(guó)防等應(yīng)用場(chǎng)景，市場(chǎng)相對(duì)封閉，難以大規(guī)模商業(yè)推廣。五、量子信息技術(shù)演進(jìn)與應(yīng)用前景展望（一）各領(lǐng)域研究持續(xù)推進(jìn)，應(yīng)用產(chǎn)業(yè)探索廣泛開展觸發(fā)器‖和催化劑NISQ設(shè)計(jì)軟件等大量出現(xiàn)，處于開放競(jìng)爭(zhēng)階段。量子計(jì)算/模擬技術(shù)在金殺手級(jí)QTIKE協(xié)商密鑰相比，QKDPQCQRNG/導(dǎo)航/（二）國(guó)內(nèi)外發(fā)展態(tài)勢(shì)與促進(jìn)研究應(yīng)用發(fā)展的關(guān)注點(diǎn)在量子信息技術(shù)國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)方面，以下幾點(diǎn)值得關(guān)注和重視。小院高墻習(xí)近平總書記重要指示為加快促進(jìn)我國(guó)量子信息領(lǐng)域發(fā)展提供十四五2021年以來(lái)，中科大增設(shè)姚班附錄I：量子信息技術(shù)國(guó)際/國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展中國(guó)信息通信研究院根據(jù)公開信息整理，截至2021年10月。表2ITU-T量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NoITU-TSG11Q2Recommendation/ReportStatus1Q.QKDN_profrQKDN–ProtocolframeworkUnderdevelopmentNoITU-TSG13Q16Recommendation/ReportStatus1Y.3800OverviewonnetworkssupportingQKDPublished(2019-11)2Y.3801FunctionalrequirementoftheQKDNPublished(2020-07)3Y.3802FunctionalarchitectureoftheQKDNPublished(2021-04)4Y.3803KeymanagementforQKDNPublished(2021-03)5Y.3804ControlandManagementforQKDNPublished(2021-01)6Y.3805SoftwaredefinednetworkcontrolforQKDNUnderdevelopment7Y.3806RequirementsforQoSassuranceoftheQKDNUnderdevelopment8Y.QKDN-bmBusinessrole-basedmodelinQKDNUnderdevelopment9Y.QKDN_frintFrameworkforintegrationofQKDNandsecurenetworkinfrastructuresUnderdevelopment10Y.QKDN-iwfrQKDNinterworkingframeworkUnderdevelopment11Y.QKDN-ml-fraQKDNFunctionalrequirementsandarchitectureformachinelearningUnderdevelopment12Y.QKDN-qos-genGeneralaspectsofQoSontheQKDNUnderdevelopment13Y.QKDN-qos-faFunctionalarchitectureofQoSassuranceforQKDNUnderdevelopment14Y.QKDN-qos-ml-reqRequirementsofmachinelearningbasedQoSassuranceforQKDNUnderdevelopment15Y.QKDN-rsfrQKDN-resilienceframeworkUnderdevelopment16Y.sup70ITU-TY.3800-series-QKDN-ApplicationsofmachinelearningPublished(2021-09)17Y.supp.QKDN-roadmapStandardizationroadmaponQKDNUnderdevelopmentNoITU-TSG17Q4Recommendation/ReportStatus1X.1702QuantumNoiseRandomNumberGeneratorArchitecturePublished(2019-11)2X.1710SecurityframeworkforQKDNPublished(2020-10)3X.1714KeycombinationandconfidentialkeysupplyforQKDNPublished(2020-10)4X.1712SecurityrequirementsandmeasuresforQKDN-keymanagementUnderdevelopment5X.sec_QKDN_aaAuthenticationandauthorizationinQKDNusingquantumsafecryptographyUnderdevelopment6X.sec_QKDN_cmSecurityrequirementsandmeasuresforQKDN-controlandmanagementUnderdevelopment7X.sec_QKDN_tnSecurityrequirementsforQKDN-trustednodeUnderdevelopment8X.sec_QKDN_intrqSecurityrequirementsforintegrationofQKDNandsecurenetworkinfrastructuresUnderdevelopment9TR.sec-qkdTechnicalReport:SecurityconsiderationsforQKDNPublished(2020-03)10TR.hybsec-qkdnTechnicalReport:OverviewofhybridsecurityapproachesapplicabletoQKDUnderdevelopmentNoITU-TFG-QIT4NReportStatus1D1.1QIT4Nterminologypart1:NetworkaspectsofQITPublished(2021-12)2D1.2QIT4Nusecasepart1:NetworkaspectsofQITPublished(2021-12)3D1.4QIT4Nstandardizationoutlookandtechnologymaturitypart1:NetworkaspectsofQITPublished(2021-12)4D2.1QIT4Nterminologypart2:QKDNPublished(2021-12)5D2.2QIT4Nusecasepart2:QKDNPublished(2021-12)6D2.3.1QKDNprotocolspartI:QuantumlayerPublished(2021-12)7D2.3.2QKDNprotocolspartII:Keymanagement,QKDNcontrollayerandmanagementlayerPublished(2021-12)8D2.4QKDNtransporttechnologiesPublished(2021-12)9D2.5QIT4Nstandardizationoutlookandtechnologymaturitypart2:QKDNPublished(2021-12)表3ETSI量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NoETSIISG-QKDGroupSpecification/ReportStatus1GSQKD002QKDUseCasesPublished(2010-06)2GSQKD004QKDApplicationInterfacePublished(2010-12)3GSQKD005QKDSecurityProofsPublished(2010-12)4GSQKD008QKDModuleSecuritySpecificationPublished(2010-12)5GSQKD010Implementationsecurity:protectionagainstTrojanhorseattacksinone-wayQKDsystemsUnderdevelopment6GSQKD011Componentcharacterization:characterizingopticalcomponentsforQKDsystemsPublished(2016-05)7GSQKD012DeviceandCommunicationChannelParametersforQKDDeploymentPublished(2019-02)8GSQKD013CharacterisationofOpticalOutputofQKDtransmittermodulesUnderdevelopment9GSQKD014QKDProtocolanddataformatofkeydeliveryAPItoApplications;Published(2019-02)10GSQKD015QKDControlInterfaceforSoftwareDefinedNetworksPublished(2021-03)11GSQKD016CommonCriteriaProtectionProfileforQKDUnderdevelopment12GSQKD018QKDOrchestrationInterfaceofSoftwareDefinedNetworksUnderdevelopment13GRQKD007QKDVocabularyPublished(2018-12)14GRQKD003QKDComponentsandInternalInterfacesPublished(2018-03)15GRQKD017QKDNetworkArchitecturesUnderdevelopment16GRQKD019DesignofQKDinterfaceswithAuthenticationUnderdevelopment表4ISO/IECJTC1量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NoISO/IECJTC1SC27WG3Standard/ReportStatus1ISO/IECWD23837-1Securityrequirements,testandevaluationmethodsforQKDPart1:requirementsUnderdevelopment2ISO/IECWD23837-2Securityrequirements,testandevaluationmethodsforQKDPart2:testandevaluationmethodsUnderdevelopmentNoISO/IECJTC1WG14Standard/ReportStatus1ISO/IECWD4879Informationtechnology—Quantumcomputing—TerminologyandvocabularyUnderdevelopment表5IRTF量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NoIRTFInternet-DraftStatus1draft-irtf-qirg-principles-03ArchitecturalPrinciplesforaQuantumInternetI-DExists2draft-dahlberg-ll-quantum-03TheLinkLayerserviceinaQuantumInternetI-DExists3draft-kaws-qirg-advent-01AdvertisingEntanglementCapabilitiesinQuantumNetworksI-DExists4draft-van-meter-qirg-quantum-connection-setup-01ConnectionSetupinaQuantumNetworkI-DExists5draft-wang-qirg-quantum-internet-use-cases-05ApplicationsandUseCasesfortheQuantumInternetI-DExists表6IEEE量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NoIEEEProjectStatus1P1913Software-DefinedQuantumCommunicationApprovedPAR2P2995Trial-UseStandardforaQuantumAlgorithmDesignandDevelopmentApprovedPAR3P7130StandardforQuantumComputingDefinitionsApprovedPAR4P7131StandardforQuantumComputingPerformanceMetrics&PerformanceBenchmarkingApprovedPAR表7CCSA量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展NoCCSAST7國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目狀態(tài)1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)量子保密通信應(yīng)用場(chǎng)景和需求報(bào)批2國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)量子通信術(shù)語(yǔ)和定義在研NoCCSAST7行業(yè)/協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目狀態(tài)1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)技術(shù)要求第1部分：基于BB84協(xié)議的QKD系統(tǒng)發(fā)布(2021-03)2行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)測(cè)試方法第1部分：基于BB84協(xié)議的QKD系統(tǒng)發(fā)布(2021-03)3行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基于BB84協(xié)議的量子密鑰分發(fā)（QKD）用關(guān)鍵器件和模塊-第1部分：光源已報(bào)批4行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基于BB84協(xié)議的量子密鑰分發(fā)（QKD）用關(guān)鍵器件和模塊-第2部分：?jiǎn)喂庾犹綔y(cè)器已報(bào)批5行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基于BB84協(xié)議的量子密鑰分發(fā)（QKD）用關(guān)鍵器件和模塊-第3部分：隨機(jī)數(shù)發(fā)生器發(fā)布(2021-05)6行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)應(yīng)用接口在研7行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)量子密鑰分發(fā)與經(jīng)典光通信共纖傳輸技術(shù)要求在研8行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)