2024年量子科技專(zhuān)題報(bào)告：量子信息技術(shù)大發(fā)展-產(chǎn)業(yè)升級(jí)賦能新質(zhì)生產(chǎn)力

2024年量子科技專(zhuān)題報(bào)告：量子信息技術(shù)大發(fā)展_產(chǎn)業(yè)升級(jí)賦能新質(zhì)生產(chǎn)力一、量子技術(shù)全球布局加速，技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)活躍機(jī)遇大（一）量子科研攻關(guān)加速發(fā)展，成為全球科技競(jìng)爭(zhēng)關(guān)注熱點(diǎn)量子信息技術(shù)是未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。量子信息科技主要包含量子通信、量子計(jì)算和量子精密檢測(cè)三個(gè)主要研究方向。具體來(lái)看，量子通信包括量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)兩種應(yīng)用方式，其中量子密鑰分發(fā)是指利用量子態(tài)來(lái)加載信息，通過(guò)一定的協(xié)議在遙遠(yuǎn)地點(diǎn)的通信雙方共享密鑰，是最先走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化的量子信息技術(shù)。量子計(jì)算具有強(qiáng)大的并行計(jì)算和模擬能力，能在某些計(jì)算復(fù)雜問(wèn)題上提供指數(shù)級(jí)加速，是未來(lái)計(jì)算能力跨越式發(fā)展的重要方向。量子精密檢測(cè)利用量子資源和量子調(diào)控帶來(lái)的量子計(jì)量給精密測(cè)量帶來(lái)新的發(fā)展契機(jī)，有望實(shí)現(xiàn)如時(shí)間、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理量超越經(jīng)典技術(shù)極限的精密測(cè)量。經(jīng)過(guò)四十余年的發(fā)展，量子信息技術(shù)目前已經(jīng)從僅有學(xué)術(shù)界關(guān)注的基礎(chǔ)科學(xué)研究和前沿技術(shù)探索，逐步開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)界共同參與的工程應(yīng)用研究和未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育。全球量子信息布局加速，產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)趨勢(shì)已基本明確。從全球布局來(lái)看，量子信息企業(yè)歐美聚集度較高，全球占比超過(guò)60%，美國(guó)和歐洲是量子信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)的活躍地區(qū)。中國(guó)量子信息領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)占比約30%，其中量子通信領(lǐng)域中國(guó)相關(guān)企業(yè)數(shù)量最多。美國(guó)代表性量子計(jì)算企業(yè)包括IBM、Google、Intel、微軟、亞馬遜等科技巨頭成立的研發(fā)部門(mén)，IonQ、Rigetti、QCI、QuEra等多類(lèi)型初創(chuàng)企業(yè)在硬件、軟件、算法等領(lǐng)域開(kāi)展創(chuàng)新。我國(guó)華為、百度、騰訊等企業(yè)近年來(lái)相繼成立量子實(shí)驗(yàn)室，在軟硬件研發(fā)、算法研究、應(yīng)用探索、量子計(jì)算云平臺(tái)等方面積極布局，但相對(duì)美國(guó)科技企業(yè)而言投入推動(dòng)力度仍較為有限。量子信息行業(yè)呈現(xiàn)研發(fā)周期長(zhǎng)，研發(fā)資金投入推動(dòng)特征。由于量子信息科技重要的科學(xué)意義和巨大的應(yīng)用價(jià)值，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的政府、科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)資本正在不斷完善戰(zhàn)略部署，穩(wěn)步增加研發(fā)投入。2018年，美國(guó)啟動(dòng)了為期10年的“國(guó)家量子行動(dòng)法案”，歐盟正式實(shí)施“量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目”。2023年3月，英國(guó)發(fā)布《國(guó)家量子戰(zhàn)略》，將在2024到2034年間提供25億英鎊的政府投資，并吸引至少10億英鎊的額外私人投資。由于技術(shù)上的難度，國(guó)際學(xué)術(shù)界一般認(rèn)為實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算機(jī)仍需10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。（二）我國(guó)產(chǎn)業(yè)政策支持力度強(qiáng)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展能力持續(xù)提升量子信息屬于我國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，受到產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)支持。中央各部委近年來(lái)出臺(tái)一系列相關(guān)量子信息產(chǎn)業(yè)政策，自2016年起兩會(huì)政府工作報(bào)告均提及量子信息科技。2023年12月，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上再次強(qiáng)調(diào)加快量子計(jì)算等前沿技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣。24年兩會(huì)期間，國(guó)務(wù)院國(guó)資委指出，2025年中央企業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)收入的占比要達(dá)35%，在量子信息等方面提前布局。我國(guó)量子信息企業(yè)主要分布在京津冀、長(zhǎng)三角等地，合肥市已成為量子產(chǎn)業(yè)聚集地。我國(guó)量子信息產(chǎn)業(yè)當(dāng)前技術(shù)成熟度整體較低，量子信息行業(yè)投融資有望提升。從投資總額來(lái)看，根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究數(shù)據(jù)，2023年全球量子信息投資規(guī)模達(dá)到386億美元，其中中國(guó)投資總額達(dá)150億美元，占比位居全球前列。重點(diǎn)投資細(xì)分領(lǐng)域?yàn)榱孔榆浖⒘孔佑布燃夹g(shù)領(lǐng)域，投資額占比分別為22.53%、18.21%。目前我國(guó)給予量子通信高度的關(guān)注和推動(dòng)，支持量子技術(shù)發(fā)展和開(kāi)展量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，量子通信市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)迅速。量子技術(shù)等前沿領(lǐng)域創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。在城際量子通信網(wǎng)絡(luò)方面，我國(guó)建成了國(guó)際上首條遠(yuǎn)距離光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線(xiàn)”。在衛(wèi)星量子通信方面，我國(guó)研制并成功發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了星地量子通信。在光量子體系，我國(guó)構(gòu)建了76光子的光量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，在超導(dǎo)量子體系，我國(guó)先后構(gòu)建了62qubits超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之號(hào)”。總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)量子信息技術(shù)科研不斷推進(jìn)，成果不斷顯現(xiàn)。（三）技術(shù)路線(xiàn)多元并行發(fā)展，創(chuàng)新成果有望不斷顯現(xiàn)量子計(jì)算研究的核心任務(wù)是實(shí)現(xiàn)多量子比特的相干操縱。根據(jù)相干操縱量子比特的規(guī)模，國(guó)際學(xué)術(shù)界設(shè)定了如下三個(gè)“里程碑”。第一個(gè)是實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”，即量子計(jì)算機(jī)對(duì)特定問(wèn)題的計(jì)算能力超越經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)，達(dá)到這一里程碑需要約50個(gè)量子比特的相干操縱。第二個(gè)是實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用量子模擬機(jī)，應(yīng)用于組合優(yōu)化、量子化學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等特定問(wèn)題，為特定領(lǐng)域提供初步算力服務(wù)。達(dá)到這一里程碑需要實(shí)現(xiàn)千量子比特的相干操縱和高精度量子邏輯門(mén)，是當(dāng)前的主要研究任務(wù)。第三個(gè)是在量子糾錯(cuò)的輔助下實(shí)現(xiàn)可編程通用量子計(jì)算機(jī)，即相干操縱至少數(shù)百萬(wàn)個(gè)量子比特，能在密碼分析、新材料設(shè)計(jì)、氣象預(yù)報(bào)、生物制藥等方面發(fā)揮巨大作用。量子計(jì)算硬件目前有多種技術(shù)路線(xiàn)，處于并行發(fā)展階段。大致可以分為兩大類(lèi)，一是基于微觀(guān)結(jié)構(gòu)形成能級(jí)系統(tǒng)的“人造粒子”路線(xiàn)，如超導(dǎo)和硅半導(dǎo)體，二是直接操控微觀(guān)粒子的天然粒子路線(xiàn)，如離子阱、光量子和中性原子。在量子計(jì)算硬件技術(shù)路線(xiàn)中，超導(dǎo)路線(xiàn)專(zhuān)利數(shù)量占比超過(guò)50%，光量子和中性原子路線(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新熱度高于離子阱和硅半導(dǎo)體。量子通信領(lǐng)域中量子密鑰分發(fā)技術(shù)專(zhuān)利占比超過(guò)70%，器件、設(shè)備等系統(tǒng)研發(fā)類(lèi)專(zhuān)利數(shù)量眾多，量子信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟度不足，相關(guān)專(zhuān)利尚未大量涌現(xiàn)。（四）生態(tài)構(gòu)建增強(qiáng)自主可控能力，技術(shù)應(yīng)用有望持續(xù)拓展量子云平臺(tái)發(fā)展迭代迅速，生態(tài)成熟度有望提升。硬件、軟件、算法是三大支柱，云平臺(tái)是集成三者面向用戶(hù)提供服務(wù)的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)生態(tài)匯聚點(diǎn)。量子計(jì)算軟件需要滿(mǎn)足量子計(jì)算的底層理論與算法邏輯，提供面向不同技術(shù)路線(xiàn)和硬件方案的量子指令集，編譯功能與中間表示，并提供基于開(kāi)源的編程語(yǔ)言框架，特異性與專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，目前處于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與生態(tài)構(gòu)建的早期階段。量子技術(shù)應(yīng)用有望持續(xù)演進(jìn)。我國(guó)的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已初步滿(mǎn)足實(shí)用化要求，自主研制的量子通信裝備已經(jīng)為黨的“十八大”“十九大”、紀(jì)念抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵、北京冬奧會(huì)、杭州亞運(yùn)會(huì)等國(guó)家重要活動(dòng)提供了信息安全保障。在城際量子通信網(wǎng)絡(luò)方面，我國(guó)建成了國(guó)際上首條遠(yuǎn)距離光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線(xiàn)”，率先在金融、政務(wù)、電力等領(lǐng)域開(kāi)展了遠(yuǎn)距離量子保密通信的技術(shù)驗(yàn)證與應(yīng)用示范。在此基礎(chǔ)上，我國(guó)全線(xiàn)貫通了總里程超過(guò)104km的國(guó)家量子骨干網(wǎng)，覆蓋京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳、成渝等重要區(qū)域，將推動(dòng)量子保密通信的規(guī)?；瘧?yīng)用。二、量子計(jì)算持續(xù)積極探索，量子通信產(chǎn)業(yè)鏈逐步完備（一）算法為量子計(jì)算核心動(dòng)能，技術(shù)不斷演進(jìn)云平臺(tái)快速發(fā)展由于量子的基礎(chǔ)為量子力學(xué)，量子計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)高速并行計(jì)算，其理論基石為量子比特，產(chǎn)業(yè)鏈主要分為量子算法、量子硬件以及量子應(yīng)用三部分。量子算法方面，由于復(fù)雜程度較高，且耗費(fèi)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，故最上游主要以高校研究，或國(guó)家牽頭的技術(shù)研究組成，研究成果產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)較緩慢；量子硬件中，量子計(jì)算機(jī)作為實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的關(guān)鍵，是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對(duì)較快的環(huán)節(jié)；量子應(yīng)用作為量子信息技術(shù)的落地，主要應(yīng)用于密碼學(xué)、量子模擬、量子優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、量子通信等。量子算法：量子計(jì)算核心動(dòng)力，持續(xù)快速發(fā)展中。量子算法是在量子計(jì)算中，于量子計(jì)算的現(xiàn)實(shí)模型上運(yùn)行的算法，最常用的模型是量子線(xiàn)路的計(jì)算模型。經(jīng)典（或非量子）算法是有限的指令序列，或用于解決問(wèn)題的分步驟過(guò)程，其中每個(gè)步驟或指令都可以在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。同樣的量子算法是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，其中每個(gè)步驟都可以在量子計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。由于時(shí)刻面臨新技術(shù)及新挑戰(zhàn)，以及完備的量子計(jì)算系統(tǒng)的逐步推進(jìn)，故而目前量子算法較多，主要以Shor算法、Grover算法、HHL算法、QAA（量子近似優(yōu)化算法）、QPE（量子相位估計(jì)）算法、QFT（量子傅里葉變換）算法、AmplitudeAmplification算法、QuantumWalk算法、Simon算法、VQE（變分量子特征值求解）算法、TensorFlowQuantum(TFQ)框架等為主。量子軟件：連接用戶(hù)與硬件的關(guān)鍵紐帶。在編譯運(yùn)行和應(yīng)用開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域需要根據(jù)量子計(jì)算原理特征進(jìn)行新設(shè)計(jì)，提供面向不同技術(shù)路徑的底層編譯工具，具備邏輯抽象工程的量子中間表示和指令集，以及支撐不同計(jì)算問(wèn)題的應(yīng)用軟件。目前量子計(jì)算軟件處于開(kāi)放研發(fā)和生態(tài)建設(shè)的早期階段，業(yè)界在量子計(jì)算應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件、編譯軟件、EDA軟件等方面進(jìn)行布局。量子硬件：量子計(jì)算機(jī)操作數(shù)據(jù)，利用量子特性及算法實(shí)現(xiàn)超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的計(jì)算速率。量子計(jì)算主要通過(guò)量子計(jì)算機(jī)為操作媒介來(lái)解決相應(yīng)問(wèn)題，故而其硬件承接主體主要為量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算是指利用量子的特性，也就是自然界在原子尺度上的特性，來(lái)解決復(fù)雜的問(wèn)題，計(jì)算速度遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)并不是簡(jiǎn)單的經(jīng)典計(jì)算機(jī)的更快版本，它們是一種根本不同的計(jì)算模式，因?yàn)榱孔佑?jì)算機(jī)利用量子力學(xué)的基本規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。量子計(jì)算機(jī)建設(shè)遵循DiVincenzo原則。根據(jù)IBM研究員DiVincenzo提出的五條原則，建設(shè)量子計(jì)算機(jī)主要需要滿(mǎn)足具有可以良好表征的量子比特并且可拓展、必須有一種方法能夠在計(jì)算之前將所有量子比特設(shè)置為0也就是初始化、要有一套通用量子邏輯門(mén)（量子計(jì)算機(jī)中的通用門(mén)就是單量子比特門(mén)和雙量子比特的受控非門(mén)）、要有一種有效的解決退相干問(wèn)題的辦法、必須要能通過(guò)測(cè)量量子比特得到想要的答案。為實(shí)現(xiàn)該五條原則，當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)發(fā)展主要通過(guò)“三步走”：第一步：實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”，即通過(guò)高精度地操縱近百個(gè)物理比特，高效求解超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法在合理時(shí)間內(nèi)解決的特定高復(fù)雜度數(shù)學(xué)問(wèn)題。第二步：研制可操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī)，解決一些超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法勝任、具有重大實(shí)用價(jià)值的問(wèn)題。第三步：制造通用量子計(jì)算機(jī)。大幅提高量子比特的操縱精度、集成數(shù)量和容錯(cuò)能力，研制可編程的通用量子計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)路徑較多，當(dāng)前主要以超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)及離子阱量子計(jì)算機(jī)路徑為主。當(dāng)前量子計(jì)算硬件主要朝著百萬(wàn)量子比特的目標(biāo)在進(jìn)行前進(jìn)，量子計(jì)算機(jī)整體可分為超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)，光學(xué)量子計(jì)算機(jī)，量子點(diǎn)量子計(jì)算機(jī)，離子阱量子計(jì)算機(jī)，金剛石nv色心量子計(jì)算機(jī)等，其最主要解決的問(wèn)題便是如何約束量子或帶電粒子，以攻克量子消相干、量子糾纏、量子并行計(jì)算、量子不可克隆等難點(diǎn)。各種量子計(jì)算機(jī)均有其優(yōu)劣特點(diǎn)，其中超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)及離子阱成熟度較高，產(chǎn)業(yè)投資相對(duì)較為領(lǐng)先。量子計(jì)算機(jī)對(duì)于芯片制程需求相對(duì)較低，對(duì)運(yùn)行環(huán)境有較強(qiáng)需求。對(duì)于不同路徑的量子計(jì)算機(jī)，芯片設(shè)計(jì)均為其核心之一，但其對(duì)制程工藝相較于當(dāng)前消費(fèi)電子級(jí)芯片并無(wú)較大要求，但對(duì)于芯片運(yùn)行環(huán)境要求較高。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)量子比特的精確控制，就需要精確控制量子芯片周?chē)臏囟取⒄饎?dòng)、噪聲、電磁波等等環(huán)境因素，如超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)分為高溫、低溫及室溫三種，室溫超導(dǎo)當(dāng)前尚未研制成功，而低溫超導(dǎo)及高溫超導(dǎo)方案均需要較嚴(yán)苛的溫度環(huán)境，以保障超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。量子應(yīng)用方面，應(yīng)用場(chǎng)景較多，應(yīng)用突破臨界點(diǎn)逐步接近。近年來(lái)，基于中等規(guī)模含噪量子處理器(NISO)和專(zhuān)用量子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用案例探索在國(guó)內(nèi)外廣泛開(kāi)展，應(yīng)用場(chǎng)景較豐富，涵蓋了化學(xué)、金融、人工智能、交運(yùn)航空、氣象等眾多行業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)規(guī)模估值達(dá)到千億美元級(jí)別。量子計(jì)算公司普遍期待未來(lái)數(shù)年，在NISO系統(tǒng)中完成具有社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的計(jì)算問(wèn)題加速求解，實(shí)現(xiàn)殺手級(jí)應(yīng)用突破。（二）量子通信網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用不斷演進(jìn)，目前具備設(shè)備全鏈生產(chǎn)能力量子通信的核心設(shè)備主要是量子光源、單光子探測(cè)器、QKD設(shè)備、量子路由器、量子交換機(jī)、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、量子衛(wèi)星地面站等設(shè)備，是支撐量子通信的基石。拆分來(lái)看，上游為元器件及核心設(shè)備，包括信號(hào)處理芯片、光纖光纜、雪崩二極管、射頻器件、量子密鑰分發(fā)器、量子路由器、量子交換機(jī)、量子隨機(jī)發(fā)生器等；中游為網(wǎng)絡(luò)傳輸線(xiàn)路及系統(tǒng)平臺(tái)，包括光纖骨干網(wǎng)、衛(wèi)星中繼、經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)、備份與容災(zāi)子系統(tǒng)、綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控子系統(tǒng)、星子密鑰分發(fā)子系統(tǒng)、量子網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)等；下游消費(fèi)市場(chǎng)，應(yīng)用于軍事國(guó)防、電子政務(wù)、電子商務(wù)、能源電力、電子醫(yī)療、電信運(yùn)營(yíng)等領(lǐng)域。目前，中國(guó)在量子保密通信技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化方面已經(jīng)走在了世界前列，并且已經(jīng)基本全面實(shí)現(xiàn)了核心設(shè)備全鏈生產(chǎn)。當(dāng)前，量子通信特種領(lǐng)域應(yīng)用較多。由于目前量子通信傳輸速率有限，更適合傳輸信息量小、對(duì)保密性要求高的應(yīng)用場(chǎng)合，因此金融、政府、軍隊(duì)成為第一批量子通信客戶(hù)。其中，國(guó)防領(lǐng)域?qū)α孔颖Ｃ芡ㄐ偶夹g(shù)的應(yīng)用研究、規(guī)劃布局已持續(xù)了十余年。國(guó)防領(lǐng)域的大量應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)量子通信技術(shù)有相關(guān)的需求，包括全軍共用基礎(chǔ)系統(tǒng)和軍兵種專(zhuān)用系統(tǒng)、戰(zhàn)略保障體系和戰(zhàn)術(shù)支撐體系等。隨著量子信息技術(shù)的發(fā)展，量子通信網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用不斷演進(jìn)。目前，量子保密通信的應(yīng)用主要集中在利用QKD鏈路加密的數(shù)據(jù)中心防護(hù)、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，并延伸到政務(wù)、國(guó)防等特殊領(lǐng)域的安全應(yīng)用；未來(lái)，隨著QKD組網(wǎng)技術(shù)成熟，終端設(shè)備趨于小型化、移動(dòng)化，QKD還將擴(kuò)展到電信網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、個(gè)人與家庭、云存儲(chǔ)等應(yīng)用領(lǐng)域；長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著量子衛(wèi)星、量子中繼、量子計(jì)算、量子傳感等技術(shù)取得突破，通過(guò)量子通信網(wǎng)絡(luò)將分布式的量子計(jì)算機(jī)和量子傳感器連接，還將產(chǎn)生量子云計(jì)算、量子傳感網(wǎng)等一系列全新的應(yīng)用，行業(yè)前景廣闊。量子通信民用前景較為廣闊，政策推動(dòng)技術(shù)普及：隨著國(guó)盾量子與中電信量子信息科技集團(tuán)簽訂《附條件生效的股份認(rèn)購(gòu)暨戰(zhàn)略合作協(xié)議》，中電信量子集團(tuán)通過(guò)與科大控股等簽訂《一致行動(dòng)協(xié)議》，成為公司控股股東。政策方面，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議及政府工作報(bào)告指出，打造新興未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開(kāi)辟量子技術(shù)等新賽道，創(chuàng)建一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室體系建設(shè)有力推進(jìn)。伴隨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)政策積極推進(jìn)量子新基建規(guī)劃及建設(shè)，加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研合作，量子技術(shù)等前沿領(lǐng)域創(chuàng)新成果有望不斷涌現(xiàn)。技術(shù)方面，量子通信可以構(gòu)建超光速信息網(wǎng)絡(luò)。可以利用量子隱形傳態(tài)以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特點(diǎn)，不僅滿(mǎn)足軍事信息網(wǎng)絡(luò)對(duì)大容量、高速率傳輸處理及按需共享能力的需要，建立滿(mǎn)足軍事特殊需求的超光速軍事信息網(wǎng)絡(luò)，也滿(mǎn)足民用領(lǐng)域?qū)τ诘蜁r(shí)延高帶寬的需求，應(yīng)用前景光明，當(dāng)前已有整個(gè)京滬干線(xiàn)由32座中繼站和31段光纖量子通信線(xiàn)路構(gòu)成主干量子通信線(xiàn)路，另外還包含北京和上海的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用場(chǎng)景落地，從0到1向從1到n擴(kuò)張進(jìn)程有望加速。（三）量子科技全球加速推進(jìn)，技術(shù)不斷演進(jìn)云平臺(tái)快速發(fā)展量子計(jì)算按照軟件及硬件劃分，在海內(nèi)外目前研究熱度均較高。國(guó)內(nèi)軟硬件整體皆呈現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商牽頭，專(zhuān)業(yè)研究機(jī)構(gòu)以大學(xué)及相關(guān)部門(mén)為主，海外軟件方面更分散，硬件層面則更加集中。軟件方面，開(kāi)放探索百家爭(zhēng)鳴，成熟度仍有較大上升空間?？煞譃閼?yīng)用開(kāi)發(fā)軟件、編譯軟件以及芯片設(shè)計(jì)EDA軟件，量子計(jì)算軟件目前處于開(kāi)放式探索階段，軟件功能各有側(cè)重，量子編程語(yǔ)言和框架、量子編譯器和優(yōu)化器、量子誤差校正模塊等關(guān)鍵功能特性仍需要持續(xù)研發(fā)，構(gòu)建完善的軟硬件技術(shù)棧和應(yīng)用生態(tài)還有待業(yè)界進(jìn)一步協(xié)同推動(dòng)。應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件：2023年，PASQAL發(fā)布中性原子量子計(jì)算軟件PulserStudio，使用戶(hù)能夠以圖形方式構(gòu)建量子寄存器并設(shè)計(jì)脈沖序列。微軟發(fā)布Azure量子開(kāi)發(fā)套件(ODK)預(yù)覽版。PASQAL推出用于數(shù)字模擬量子計(jì)算軟件Qadence。量子計(jì)算編譯軟件未來(lái)需要持續(xù)提升軟硬件協(xié)同編譯、調(diào)度和優(yōu)化能力。量子計(jì)算編譯軟件我國(guó)以互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商牽頭為主，海外軟件發(fā)布機(jī)構(gòu)相對(duì)較分散。編譯軟件用于明確量子編程邊界并確保程序編譯正確執(zhí)行，并提供完善且體系化的語(yǔ)法規(guī)則用于協(xié)調(diào)和約束量子操作與經(jīng)典操作。2023年，PASQAL發(fā)布中性原子量子計(jì)算軟件PulserStudio，使用戶(hù)能夠以圖形方式構(gòu)建量子寄存器并設(shè)計(jì)脈沖序列。微軟發(fā)布Azure量子開(kāi)發(fā)套件(ODK)預(yù)覽版。PASQAL推出用于數(shù)字模擬量子計(jì)算軟件Qadence。量子計(jì)算編譯軟件未來(lái)需要持續(xù)提升軟硬件協(xié)同編譯、調(diào)度和優(yōu)化能力。芯片設(shè)計(jì)EDA軟件：芯片設(shè)計(jì)EDA軟件主要用于實(shí)現(xiàn)量子芯片的自動(dòng)化設(shè)計(jì)、參數(shù)標(biāo)定與優(yōu)化、封裝設(shè)計(jì)等功能，2023年，亞馬遜推出開(kāi)源軟件平臺(tái)Palace3，可執(zhí)行復(fù)雜電磁模型的3D模擬并支持量子計(jì)算硬件設(shè)計(jì)。量旋科技發(fā)布超導(dǎo)芯片EDA軟件天乙。未來(lái)，量子計(jì)算芯片EDA軟件需要在芯片性能驗(yàn)證、設(shè)計(jì)自主程度、設(shè)計(jì)效率等方面持續(xù)研究和完善。硬件方面，我國(guó)布局不同類(lèi)型下的量子計(jì)算機(jī)方案?？傮w來(lái)說(shuō)各種方案優(yōu)劣勢(shì)均較為明顯，我們認(rèn)為雖然當(dāng)前量子計(jì)算各技術(shù)路線(xiàn)的性能指標(biāo)發(fā)展水平參差不齊，距離實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？扇蒎e(cuò)通用量子計(jì)算的目標(biāo)都還有很大差距，但最終路徑尚未明晰的情況下，對(duì)于多種量子計(jì)算機(jī)方案的研究有助于奠定行業(yè)領(lǐng)先態(tài)勢(shì)，隨著路徑的不斷迭代，我國(guó)多頭布局，有望成為量子計(jì)算時(shí)代的領(lǐng)先國(guó)家。（四）量子信息行業(yè)呈現(xiàn)高成長(zhǎng)性，量子通信市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)攀升市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)年復(fù)合增速超30%，中美兩國(guó)當(dāng)前具備領(lǐng)先態(tài)勢(shì)，拉動(dòng)行業(yè)空間提升。市場(chǎng)空間方面，預(yù)期軟件將帶動(dòng)整體市場(chǎng)空間增長(zhǎng)，亞太地區(qū)由中國(guó)引領(lǐng)，日本跟隨，預(yù)計(jì)在未來(lái)將成為全球最大的量子計(jì)算市場(chǎng)，美國(guó)或?qū)⒕哟蜗?，同時(shí)，根據(jù)專(zhuān)利數(shù)量分析，中美當(dāng)前領(lǐng)先態(tài)勢(shì)較大，由于美歐為量子技術(shù)發(fā)源，故短時(shí)期內(nèi)我國(guó)量子計(jì)算專(zhuān)利數(shù)量相對(duì)美國(guó)仍有追趕差距，預(yù)計(jì)隨著政策引導(dǎo)以及需求提升，我國(guó)量子計(jì)算將體現(xiàn)出較高成長(zhǎng)性態(tài)勢(shì)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外均有量子通信技術(shù)落地，主要偏向特種領(lǐng)域較多。美國(guó)、歐洲、中國(guó)等國(guó)家已經(jīng)建立了量子通信網(wǎng)絡(luò)，其中，中國(guó)的量子通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模最大、傳輸總距離最長(zhǎng)，并且實(shí)現(xiàn)了地空連接，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積最大。隨著量子通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，一些提供組件、核心設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、通信運(yùn)維、解決方案等的公司，為量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供產(chǎn)品和服務(wù)，產(chǎn)生了可觀(guān)的收入，量子通信產(chǎn)業(yè)因此逐步商業(yè)化。我國(guó)當(dāng)前量子通信市場(chǎng)規(guī)模超800億元，其中量子通信產(chǎn)品及建設(shè)運(yùn)營(yíng)占比較高。目前，量子保密通信的應(yīng)用主要集中在利用QKD鏈路加密的數(shù)據(jù)中心防護(hù)、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，并延伸到政務(wù)、國(guó)防等特殊領(lǐng)域的安全應(yīng)用；未來(lái)，隨著QKD組網(wǎng)技術(shù)成熟，終端設(shè)備趨于小型化、移動(dòng)化，QKD還將擴(kuò)展到電信網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、個(gè)人與家庭、云存儲(chǔ)等應(yīng)用領(lǐng)域；長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著量子衛(wèi)星、量子中繼、量子計(jì)算、量子傳感等技術(shù)取得突破，通過(guò)量子通信網(wǎng)絡(luò)將分布式的量子計(jì)算機(jī)和量子傳感器連接，還將產(chǎn)生量子云計(jì)算、量子傳感網(wǎng)等一系列全新的應(yīng)用，行業(yè)前景廣闊。比例方面，我國(guó)量子通信市場(chǎng)中量子通信產(chǎn)品及建設(shè)運(yùn)營(yíng)占比較高，量子通信研發(fā)及系統(tǒng)占比居次席，