2024上海量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書

ShanghaiQuantumScieIndustryDevelopmentWhitePaper量子科技整體處于“產(chǎn)業(yè)化前夜”目錄目錄序言序言量子科技是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵領(lǐng)科學(xué)意義和戰(zhàn)略價值。世界主要國家均發(fā)力量子科技，積極搶占前沿科技戰(zhàn)略制高點。國內(nèi)早在“十三五”期間就將量子科技作為重大科技發(fā)展方向提出，目前在全球處于領(lǐng)先水平。上海在量子科技領(lǐng)域集聚了一批代表性企業(yè)，并在高?？蒲袡C構(gòu)研發(fā)創(chuàng)新以及應(yīng)用場景方面擁有綜合優(yōu)勢，應(yīng)積極布局量子科技未來賽道，壯大培育新動能，構(gòu)筑面向未來的競爭優(yōu)勢。2022年9月，上海市人民政府印發(fā)《上海打造未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地發(fā)展壯大未來產(chǎn)業(yè)集群行動方案》，明確指出量子科技布局的重點方向。2023年底的中央經(jīng)濟基于此，有必要在對全球量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局和發(fā)展行深入分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)梳理上海量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)、特色優(yōu)勢以及主要進展，并對下一步量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行展望。在上海市經(jīng)濟和信息化委員會指導(dǎo)下，上海中創(chuàng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院聯(lián)合中國電信股份有限公司上海分公司，共同編制了《上海量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》，供各級政府部門、園區(qū)、企業(yè)提供決策參考。在調(diào)研過程中，也得到了上海交大前沿創(chuàng)新研究院、上海量子科學(xué)研究中心、圖靈量子、循態(tài)量子、國盾量子、國科量子、微觀紀(jì)元、國量子科技是量子物理和信息技術(shù)交叉融合而產(chǎn)生的前沿科學(xué)技術(shù)，是一 1.1量子科技細(xì)分領(lǐng)域前，量子計算進入樣機研發(fā)攻關(guān)和應(yīng)用場景探索的尚遠(yuǎn)，通用型量子計算機還有相當(dāng)長的路要走；量子通信即將來臨，產(chǎn)業(yè)鏈基本成形，但整體應(yīng)用還處進入實用化階段，量子傳感器等商用化產(chǎn)品不斷出現(xiàn)從產(chǎn)業(yè)鏈來看，量子信息產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游主要包含基礎(chǔ)光通信的技術(shù)和硬件基礎(chǔ);量子傳輸干線是實現(xiàn)遠(yuǎn)程量子通信及量子網(wǎng)絡(luò)的傳輸渠道;量子系統(tǒng)平臺主要負(fù)責(zé)對信息進行整合處理并根據(jù)需求做出相關(guān)指令，是維護整個系統(tǒng)健康運轉(zhuǎn)的軟件基礎(chǔ);應(yīng)用層則為量子信息產(chǎn)業(yè)化的下游，主要為軍事國防、政務(wù)、金融 基礎(chǔ)光電元器件和核心設(shè)備子（NISQ）處理器和云接入等方式，在生量子計算是量子科技最熱的研究內(nèi)特的特性進行信息處理，呈現(xiàn)超導(dǎo)、離子總體來看，超導(dǎo)和離子阱技術(shù)路線目時中性原子路線也是邁向通用量子計算的全滿足實用化條件要求從而推動技術(shù)方案 4■0111量子通信利用量子疊加態(tài)及糾纏效應(yīng)，在經(jīng)典通信輔助下，進行量子態(tài)信息傳輸或密鑰分發(fā)，在理論協(xié)議層面具有無法被竊聽的信息論安全性保證。量子通信的研被叫做量子密碼，量子保密通信）、量子隱態(tài)傳輸?shù)?。目前真正得以商用的主要是以量子密鑰分發(fā)技術(shù)及量子隨機數(shù)技術(shù)為量子密碼主要采用現(xiàn)代密碼學(xué)中的對稱密碼算法如抵御量子計算帶來的安全威脅，在通信與數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒈Ｗo方面發(fā)揮重要作用。顯然，量子密碼中QKD技術(shù)離散變量量子密鑰分發(fā)技術(shù)一般是利用單光子的量子特性，如偏振、相位等作為信息載體，利用單光子探測器近年來，以量子密鑰分發(fā)為核心的量子保密通信技術(shù)主要研究關(guān)注提升設(shè)備性能量子測量是利用量子力學(xué)的精確性進行超高精度的測量，該領(lǐng)域在時間、空間和寸、靈敏度、特異性、統(tǒng)計或系統(tǒng)不確定性、目前量子測量的五大主要技術(shù)路線包括基于冷原子相干疊加，基于核磁共振或順磁共振，基于無自旋交換弛豫原子自旋（SERF基于量子糾纏或壓縮特性和基于量子自旋與惰性氣體核自旋耦合（SERF）的量子測量具備很高的理論精度極限，是目前近年來，量子測量技術(shù)主要研究關(guān)注提升測量性能指標(biāo)，進一步挑戰(zhàn)測量精度記 6■0111 1.2量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿趨勢當(dāng)前，量子科技正進入“產(chǎn)業(yè)化前夜”，量子通信、量子計算、量子測算等各個細(xì)分領(lǐng)域都孕育著巨大增長潛力。以量子計算領(lǐng)域為例，根據(jù)麥肯錫和英國國家量子計算中心公布的資料數(shù)據(jù)，在量子計算在實現(xiàn)“量子糾錯”、完成應(yīng)用落地之前，量子計算行業(yè)的總體市場規(guī)模在未來7年內(nèi)將達到90億至930億美元。而一旦實現(xiàn)“量子糾錯”，完成應(yīng)用落地之后，量子計算的應(yīng)用價值將高達6.2萬億至12.7萬億美元。游應(yīng)用市場進入落地階段后，以化學(xué)品、生物醫(yī)藥、汽車和金融四個領(lǐng)域為首的應(yīng)用市場規(guī)模將爆炸式增長。預(yù)期截止到2035年將產(chǎn)生1.2.1量子科技整體處于“產(chǎn)業(yè)化前夜”量子處理器作為量子計算的“核心引擎”，其物理平臺實現(xiàn)仍是當(dāng)前階段量子計算研究與應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸之一，技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化和并行發(fā)展態(tài)勢，主流方案包含超導(dǎo)、離子阱、硅基半導(dǎo)體、光量子和拓?fù)涞?。近年來，量子計算處理器物理平臺的技術(shù)研究和樣機研制發(fā)展進一步加速，超導(dǎo)、光量子、離子阱、硅基半導(dǎo)體等技術(shù)路線均已實現(xiàn)量子物理比特，正在向?qū)崿F(xiàn)可糾錯的量子邏輯比特邁進。未來，業(yè)界或?qū)⒉辉賳渭冏非笪锢肀忍財?shù)量規(guī)模的擴展，而在邏輯門保真度、相干時間等質(zhì)量方面同步提升，關(guān)注量子體積等綜合性能評價指標(biāo)。此外，量子計算機成本高、運行環(huán)境苛刻等難題尚未解決，距離通用計算機的實用化水平還有較大差距，而量子芯片成為核心關(guān)鍵。未來，隨著通用量子計算機技術(shù)的逐步成熟，量子應(yīng)用軟件服務(wù)也將成為主流，量子計算應(yīng)量子通信密鑰分發(fā)技術(shù)（QKD）已初步實用化，多種QKD系統(tǒng)已實現(xiàn)商用，主流商用化技術(shù)續(xù)變量協(xié)議），但商用QKD系統(tǒng)仍存在性能瓶頸，單跨段現(xiàn)網(wǎng)光纖傳輸距離通常在數(shù)十公里范圍，密纖傳輸距離及密鑰成碼率指標(biāo)是提升QKD系統(tǒng)應(yīng)用的重要研究方向。DV-QKD適用于骨干通信網(wǎng)絡(luò)勢，同時系統(tǒng)集成度和供應(yīng)鏈成熟度等方面更具競爭力，適用于城域網(wǎng)和接入網(wǎng)通信場景。探索DV、融合以及量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。目前，量子通信與傳統(tǒng)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、算力網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施的融合應(yīng)用已經(jīng)成為業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，利用量子通信的安全性，保障物聯(lián)網(wǎng)終端之間的通信，實現(xiàn)可信基礎(chǔ)設(shè)施場景；在智算領(lǐng)域，結(jié)合量子通效的隱私計算環(huán)境。隨著量子通信技術(shù)的成熟和應(yīng)用范圍的擴大，建立異構(gòu)組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系將成為推動行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的建立有利于提升QKD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運營和管理能力和量子保密通信應(yīng)用服務(wù)水平；組織開展QKD系統(tǒng)和產(chǎn)品的現(xiàn)實安全性測試驗證與評估，將是未來量子保密通信領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)測量行業(yè)的競爭格局正被量子精密儀器改變，國際計量單位7人員調(diào)試和操控等難題，目前階段還較難進行大規(guī)模商業(yè)推廣。未來一段傳統(tǒng)測量技術(shù)的一種增強和補充，而量子加速度計 2.1世界主要國家布局情況美國量子科技發(fā)展在產(chǎn)業(yè)規(guī)模和量子應(yīng)用方面全球領(lǐng)先，尤其是量子計算領(lǐng)域，美國已形成政府、科研機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)和投資力量多方協(xié)同的良好局面，在技術(shù)研究、樣機研制和應(yīng)用探域產(chǎn)業(yè)規(guī)模約占全球32%（中國僅占8%預(yù)計到2030年美國仍能保持32占比10%美國將持續(xù)領(lǐng)跑全球。在量子通信領(lǐng)域至2025年美國占比中國的29%，但仍處全球第一行列。在量子測量領(lǐng)域，美國在原子鐘、量子陀螺儀、量子磁力計和量子重力儀等方面都保持著世界領(lǐng)先水平。目前，美國重點將量子技術(shù)應(yīng)用量子在研發(fā)投入規(guī)劃、基礎(chǔ)研究與設(shè)施搭建、生態(tài)系統(tǒng)建立、量子國際合作、人才隊伍建設(shè)等方面的系統(tǒng)布局。早在2002年，美國就將量子信息通過立法納入國家戰(zhàn)略，從領(lǐng)先企業(yè)來看，美國科技巨頭如IBM、谷歌、亞馬遜、微軟、英特爾、霍尼韋爾等處于量子計算領(lǐng)先地位。2019年9月，谷歌宣布實現(xiàn)“量子霸權(quán)”，2分30秒內(nèi)完成了超級計算機1000年的計算量，成為量子計算領(lǐng)域的一項重要里程碑事件。微軟則專注于拓?fù)淞孔佑嬎?；英特爾重點進行超導(dǎo)量子計算和硅量子點研發(fā)，發(fā)布了具有49量子比特的超導(dǎo)量子測試芯片；IBM在利用量子計算機幫助人類解決金融、物流、醫(yī)藥等行業(yè)問題方面持續(xù)推進。此外，美國還有一眾初創(chuàng)公司在量子信息領(lǐng)域的表現(xiàn)也非常搶眼，其產(chǎn)品涵蓋了從基礎(chǔ)的真空系統(tǒng)、光學(xué)電學(xué)器件到成熟產(chǎn)品和解“九章”光量子計算原型機、“祖沖之二號”超導(dǎo)量子計算原型機等已進入世界第一方陣，是目前唯一一個在光量子和超導(dǎo)兩種物理系統(tǒng)都實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”的國家。其中，由中科大團隊構(gòu)建的255個光子的量子計算原型機的技術(shù)水平和量子計算優(yōu)越性的世界紀(jì)錄。“祖沖之二號”可操控的超導(dǎo)量子比特達到66個，比目前全球最快的超“在量子通信領(lǐng)域，世界第一顆空間量子科學(xué)實驗衛(wèi)星于2016年在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，在全球范圍內(nèi)首次建立了天地一體化量子通信實驗“在量子通信領(lǐng)域，世界第一顆空間量子科學(xué)實驗衛(wèi)星于2016年在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，在全球范圍內(nèi)首次建立了天地一體化量子通信實驗測試平臺，使得中國在國際上率先具備了星地量子通信能力。此外，中國已建立光纖總長超2000公里的京滬干線，覆蓋四最遠(yuǎn)距離的基于可信中繼方案的量子安全密鑰分發(fā)干線；以及總里程超過104km的國家量子骨干網(wǎng)，覆蓋京津冀、長依托“墨子號”“京滬干線”等成果，中國率先構(gòu)建了天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的雛形，奠定了其在量子通信技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用方面的全球領(lǐng)劃，重點研究基于量子效應(yīng)和物理常數(shù)的量子計量技術(shù)及計量基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)裝置小型化技術(shù)，突破量子傳感和芯片級計量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，形成核心器件研制能力。整體來看，中國在光量子測繪雷達領(lǐng)域總體處于國際領(lǐng)先地位。此外，2023年5月，中科大研究團隊利用量子不確定因果序?qū)崿F(xiàn)了超越海森堡極限精度的量子精密測量，對不確定因果序和量子精密”歐盟于2016年發(fā)布《量子宣旨在促進歐洲量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強歐盟于2016年發(fā)布《量子宣旨在促進歐洲量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看，由于日本起步較在量子信息領(lǐng)域，日本雖然不具備先發(fā)優(yōu)勢和技術(shù)領(lǐng)先條件，但在政府高度重視下，通過逐年加大研發(fā)與投入力度、廣結(jié)合作盟友等戰(zhàn)略措施，已奮起直追至全球量子信息在量子信息領(lǐng)域，日本雖然不具備先發(fā)優(yōu)勢和技術(shù)領(lǐng)先條件，但在政府高度重視下，通過逐年加大研發(fā)與投入力度、廣結(jié)合作盟友等戰(zhàn)略措施，已奮起直追至全球量子信息），居于領(lǐng)先地位，歐洲首臺量子計算機便是誕生于此。寶馬、博世、英飛凌、默克、西門子、大眾等德國知名企業(yè)共同成立新的量子技術(shù)與應(yīng)用聯(lián)盟(QUTA北京在量子科技領(lǐng)域從基礎(chǔ)研究、器件研發(fā)到產(chǎn)業(yè)布局均處于北京在量子科技領(lǐng)域從基礎(chǔ)研究、器件研發(fā)到產(chǎn)業(yè)布局均處于從基礎(chǔ)理論研究來看，從基礎(chǔ)理論研究來看，日本大力支持研究機構(gòu)與高校牽頭攻堅重點量子技術(shù)方向，目前在全國范圍內(nèi)已建有10個量子技術(shù)創(chuàng)新基地，分別負(fù)責(zé)超導(dǎo)量子計算機開發(fā)及利用技術(shù)、量子材料、量子元件、量子軟件、量子生命科學(xué)、量子安全等方面的具體研發(fā)。此外，日本在量子傳感領(lǐng)域也具有一定研究基礎(chǔ)，全球量子傳感排名靠前的專利申請人主要以美日企業(yè)為主，主要布局在量 2.2國內(nèi)主要城市布局情況從產(chǎn)業(yè)集聚來看，近年來，北京合肥搶占量子科技發(fā)展先機，大力培育發(fā)展量子產(chǎn)業(yè)，初步樹合肥搶占量子科技發(fā)展先機，大力培育發(fā)展量子產(chǎn)業(yè)，初步樹從基礎(chǔ)創(chuàng)新來看，合肥擁有中國相關(guān)專利占全國12.1%，排名僅次于從重點企業(yè)來看，合肥現(xiàn)已集聚超60家量子產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，占全國總量濟南也是國內(nèi)較早布局量子科技產(chǎn)業(yè)的城市之一，至今已有10余年發(fā)展，實現(xiàn)了從無到有再到飛速發(fā)展的跨越。濟南擁有國內(nèi)最早成立的量子領(lǐng)域?qū)ｉT研究機構(gòu)——濟南量子技術(shù)研究院，牽頭制定了我國首個量子信息技術(shù)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)《量子計算術(shù)語和定義》，濟南市黨政機關(guān)量子通信專網(wǎng)成為中國首個商用量從產(chǎn)業(yè)鏈來看，目前，濟南量子科技已從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用場景不斷拓展，現(xiàn)已聚集山東量子科學(xué)技術(shù)研究院有限公司、山東國盾、山東國耀、山東國科、國迅量子芯、山東極量等系統(tǒng)集成到運維服務(wù)的量子信息產(chǎn)業(yè)鏈條；依托量子院實現(xiàn)周期極化鈮酸鋰波導(dǎo)芯片的全產(chǎn)業(yè)鏈完全自主化、國產(chǎn)化和量產(chǎn)化，可廣泛用于民用近年來，深圳依托電子信息產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合粵港澳大灣區(qū)量子近年來，深圳依托電子信息產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合粵港澳大灣區(qū)量子從頂層設(shè)計來看，于發(fā)展壯大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群和培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的意見》，將“量子信《河套深港科技創(chuàng)新合作其中專門提出支持深港聯(lián)合國內(nèi)外高校、科研院所從科研基礎(chǔ)來看，深圳依托南方科技大學(xué)、華南師范大學(xué)、華南理工大學(xué)等院校，已建設(shè)包括深圳量子科學(xué)與工程研究院、大灣區(qū)量子技術(shù)創(chuàng)新研究量子科學(xué)中心、深圳市計量質(zhì)量檢測研究院、深圳中國計量科學(xué)研究院技術(shù)創(chuàng)新研究院、廣東省量子調(diào)控工程與材料重點實驗室和量子物質(zhì)研究院等在從產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看，深圳科技巨頭（如華為、騰訊）和初創(chuàng)公司（如量旋科技）主要在量子計算領(lǐng)域積極布局。其中，華為在量子通信及量子計算領(lǐng)便開始研發(fā)量子芯片；騰量子實驗室，現(xiàn)已建成一電子學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、材料、制藥等跨學(xué)科的多元化團隊；量旋科技機構(gòu)成功交付自主研發(fā)生產(chǎn)的超導(dǎo)量子芯片，成為國內(nèi)首家成功向海外交付內(nèi)的一批研究機構(gòu)和創(chuàng)新量子科技產(chǎn)業(yè)位列武漢“965”產(chǎn)湖北省、武漢市先后發(fā)布《湖北省加快發(fā)展量子科技產(chǎn)業(yè)三年行動方案》《武漢市加快發(fā)展量子科技產(chǎn)業(yè)三年行動方量子化，依托武漢光谷打造“量子谷”，從技術(shù)攻關(guān)來看，武漢依托武漢從成果應(yīng)用來看，目前武漢量子量子計算開展研究。2022年，武漢量 3.1地位與進展 3.1地位與進展上海一直是我國量子信上海一直是我國量子信息領(lǐng)域研究已占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢，其中上海交大、復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)科入選2023軟科世界一），解決了第二代高溫超導(dǎo)帶材產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)難題，研制出了我國量子科學(xué)與精密測量研究院等多個重點實驗室和科研中心，在高分辨所、光學(xué)精密機械研究所等科研單位集聚了多位量子領(lǐng)域領(lǐng)軍人才和科技三大領(lǐng)域以及量子材料、器件方面均有布局。此外，上海還引進學(xué)上海研究院，并以此為基礎(chǔ)，聯(lián)合在滬相關(guān)量子科研力量成立了上心，是“祖沖之”號超導(dǎo)量子計算原型機的重點參與單位，目前正在12019年揭牌，由中國科學(xué)院與上海市政府依托中國科技大學(xué)共建，聚焦推進重大基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)突破和系統(tǒng)集成創(chuàng)新，培育和發(fā)展量子信息新興產(chǎn)業(yè)，支撐量子信息2成立中國電信股份有限公司上海研究院，在量子信息技術(shù)方面布局已久，量子保密通信應(yīng)用 前期開展了量子保密通信在上海市電子政務(wù)云的試點驗證，牽頭建設(shè)了全國量子領(lǐng)域首個開放實驗室——量子通信開放實驗室。并與國盾量子等企業(yè)在量子通信虛擬設(shè)備的創(chuàng)建與應(yīng)用3聯(lián)合中科大在“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星研制有效載荷分系統(tǒng)，并助力利用全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”實現(xiàn)基于糾纏的無中4尤立星團隊與歐欣團隊合作，在超導(dǎo)單光子探測器技術(shù)領(lǐng)域取得新突破，不囿于傳統(tǒng)百納米尺度的超導(dǎo)線寬限制，在微米級線寬的超導(dǎo)微米線單光子探測器領(lǐng)域，實現(xiàn)了在1550nm波段超過90%的系統(tǒng)探測效率，為大光敏面超導(dǎo)5開展原子頻標(biāo)物理及應(yīng)用研究，超冷原子氣體和量子氣體的物性、量子調(diào)控物理和精密測量物理研究，以及基于強度關(guān)聯(lián)的新型量子成像6是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)在上海創(chuàng)辦的一所新型研究院，駐院團隊主要有：量子科研團隊，管理教學(xué)團隊、幾何與物理研究團隊等，在院科研人員、學(xué)生等近500人。其中，以潘建偉院士為科研帶頭人的量子科研團隊聚焦國內(nèi)外高端科技資源，采取新型管理運行機制，從事量子通信、量子計算和量子精密測量等領(lǐng)域的重大基礎(chǔ)科學(xué)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，力爭成為具有廣泛國際影響力的引領(lǐng)型、突破型、平臺7曾貴華教授領(lǐng)銜的上海交通大學(xué)QSIP研究所隸屬于“區(qū)域光纖通信網(wǎng)與新型光通信系統(tǒng)國家重點實驗室”，也是上海量子科學(xué)研究中心的重要成員，主要開展量子保密通信技術(shù)、量子傳感技術(shù)、量子成像技術(shù)、量子智能技術(shù)等方面研究，強調(diào)機理和原理探索。由金賢敏教授領(lǐng)銜的上海交通大學(xué)光子集成與量子信息實驗室專注于光量子芯片的研發(fā)、海水量子通信8圍繞國家科學(xué)中長期發(fā)展規(guī)劃中關(guān)于量子調(diào)控和固態(tài)量子計算的戰(zhàn)略目標(biāo)，為未來的信息科學(xué)技術(shù)尋找新的突破點，推動新量子物態(tài)、新信息載體、新調(diào)控方法和傳播機制的創(chuàng)新，重點探索（1）后摩爾時代的最高效信息載體及其非馮諾依曼架構(gòu)的實現(xiàn)2）量子計算材料與器件，側(cè)重于自旋量子比特，為量子計算機的發(fā)展提供底層硬件平臺3）量子計算算法軟件設(shè)計與應(yīng)用技術(shù)，拓展量子計算機的應(yīng)用場9瞄準(zhǔn)國際量子物理與精密測量科技發(fā)展前沿和戰(zhàn)略需求，開展重大科技任務(wù)攻關(guān)，主要研究得益于高校院所及人才優(yōu)勢，上海集聚了一批量子科技優(yōu)質(zhì)企業(yè)，其中量子通信、量子計算企業(yè)較多，張江、閔行集聚效應(yīng)明顯，如圖靈電子、循態(tài)量子、思量量子位于閔行，張江擁有國耀量子、國科量子等，尤其圖靈量子是全球頂?shù)靡嬗诟咝Ｔ核叭瞬艃?yōu)勢，上海集聚了一批量子科技優(yōu)質(zhì)企業(yè)，其中量子通信、量子計算企業(yè)較多，張江、閔行集聚效應(yīng)明顯，如圖靈電子、循態(tài)量子、思量量子位于閔行，張江擁有國耀量子、國科量子等，尤其圖靈量子是全球頂尖的三家量子計算公司之一，是我國第一家光量子芯片和光量子計算機公司。此外，光午量子、國盾量子、微觀紀(jì)元等均為合肥企業(yè)在上海設(shè)立的分公司。從創(chuàng)立背景看，中科大和上海交大是上海量子信息新興企業(yè)的重要源頭，上海量子領(lǐng)域初創(chuàng)企業(yè)中具有上海交通大學(xué)背景的有3家、具有中科大/中科院背景的共有5家，目前已初步形1由上海交大光子集成與量子信息實驗室曾貴華教授團隊領(lǐng)銜，提供量子信息安全解決方案，以及用于量子保密通信的核心部件，包括是全球首家連續(xù)變量（CVQKD）量子密鑰商2科大國盾量子技術(shù)股份有限公司的全資子公司。公司致力于推進我國量子通信技術(shù)的實用化和面向特定領(lǐng)域和行業(yè)用戶的信息安全通信需求，3由中國科學(xué)院控股有限公司聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)共同發(fā)起成立，是國家發(fā)改委支持的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施“國家廣域量子保密通信骨干力在全球率先建成規(guī)模最大、技術(shù)最先進的星地一體量子網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)量子通信在政務(wù)、金融、能源等領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用。公司核心業(yè)務(wù)包括4微觀紀(jì)元（上海觀元知止數(shù)字科技有限公司母公司）在基于量子化學(xué)的高精度計算方面應(yīng)用做了充分的積累，已經(jīng)形成與生物醫(yī)藥、新材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)界的實際合作，同時與國內(nèi)上游的頂尖研發(fā)團隊共同合作，促進量子計算產(chǎn)5由上海交通大學(xué)光子集成與量子信息實驗室負(fù)國內(nèi)首家光量子計算公司，以通用量子計算機的長期研發(fā)目標(biāo)，基于鈮酸鋰薄膜（LNOI）光子芯片和飛秒激光直寫技術(shù)研發(fā)了可集成大規(guī)模光子線路的光量子芯片；具備國際領(lǐng)先的光量子芯片研發(fā)能力，掌握了自主知識產(chǎn)權(quán)的三維和超高速光子芯片核心技術(shù)和工藝，可以完成光量子計算芯片從設(shè)計、流片，到封裝測目前，該公司在光量子芯片、科研級專用光量子計算機、光量子測控系統(tǒng)、光量子EDA軟件和光量子云平臺等方面已具備領(lǐng)先優(yōu)勢。已獲6來源于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團隊和竇7安徽問天量子科技股份有限公司的控股子公司，依托問天量子的量子科技產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)多年來的量子信息研究，致力于利 用量子技術(shù)解決現(xiàn)實世界的信息安全問題。成功研發(fā)量子光學(xué)仿真實驗室軟件系統(tǒng)、量子秘鑰分發(fā)仿真實驗系統(tǒng)、基于PXI架構(gòu)的量子密碼實驗平臺QCRP、基于量子熵源芯片的加密卡，8由國科量子通信網(wǎng)絡(luò)有限公司、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所和上海德福光電技術(shù)有限公司等共同出資設(shè)立，主要從事從事量子科技、光電設(shè)備科技、航天設(shè)備科技、智能設(shè)備科技、通信技術(shù)科技、信息科技、網(wǎng)絡(luò)科技、激光技目前，上海量子相關(guān)企業(yè)不斷擴大量子保密通信應(yīng)用示范場景。在治理數(shù)字化領(lǐng)域，積極支持企業(yè)參與“數(shù)字政府”建設(shè)，對接兩網(wǎng)工作市區(qū)大數(shù)據(jù)、城運中心等部門，支持量子保密通信能力，開展政務(wù)云間互聯(lián)鏈路、5G定制專網(wǎng)等場景下的量子安全應(yīng)用示范。在經(jīng)濟數(shù)字化領(lǐng)域，積極推進交通銀行、上海銀行、上海農(nóng)商銀行以及中銀金融科技等金融機構(gòu)采用量子計算、量子密鑰分發(fā)技術(shù)開展了相關(guān)應(yīng)用探索。在生活數(shù)字化領(lǐng)域，結(jié)合目前衛(wèi)健和教育行業(yè)的密評工作，在部分三甲醫(yī)院和高校教育上海一直是我國量子信息技術(shù)的重要策源地和量子基礎(chǔ)設(shè)施布局的重要城市。中國電信股份有限公司上海分公司已規(guī)劃在上海區(qū)域內(nèi)建設(shè)量子保密通信城域網(wǎng)，有望通信在政務(wù)應(yīng)用、金融應(yīng)用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等領(lǐng)域提供新質(zhì)基座。該量子通信城域網(wǎng)的建成，將為量子通信行業(yè)發(fā)展提供行業(yè)牽引，使得上海區(qū)域內(nèi)的量子通信企業(yè)有了驗證自身能力的平臺，將有利促進量子密信、量子視頻會議、量子專線、異構(gòu)組網(wǎng)等技術(shù)及產(chǎn)品有了驗證及推廣的基礎(chǔ)。下一步，中國電信上海分公司將繼續(xù)以業(yè)務(wù)驅(qū)重點突破實用化、產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)和示范應(yīng)用，充分彰顯上海地區(qū)量子通信科技水平 3.2存在問題盡管上海在量子科技領(lǐng)域擁有豐富的創(chuàng)新資源，也盡管上海在量子科技領(lǐng)域擁有豐富的創(chuàng)新資源，也在量子科技領(lǐng)域缺乏具有一定國際地位和影響力的行業(yè)領(lǐng)量子科技企業(yè)之間缺乏互動融合的機制和對話平臺，產(chǎn)業(yè)術(shù)研究實現(xiàn)重大突破，量子通信技術(shù)應(yīng)用形成一批原創(chuàng)自主可控的創(chuàng)新產(chǎn)品，落地一批標(biāo)桿級示范應(yīng)用場景，構(gòu)建量子通信城域骨干網(wǎng)、城際干線網(wǎng)和接入網(wǎng)，著力培育一批高新技術(shù)企業(yè)和專術(shù)研究實現(xiàn)重大突破，量子通信技術(shù)應(yīng)用形成一批原創(chuàng)自主可控的創(chuàng)新產(chǎn)品，落地一批標(biāo)桿級示范應(yīng)用場景，構(gòu)建量子通信城域骨干網(wǎng)、城際干線網(wǎng)和接入網(wǎng)，著力培育一批高新技術(shù)企業(yè)和專精特新企業(yè)，打造一批量子計算中心、創(chuàng)新中心，初步建成具有4.2.1加快核心技術(shù)產(chǎn)品突破 4.1目標(biāo)愿景 4.2發(fā)展建議以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨工作重要指示要求，堅持以量子科技創(chuàng)新突破和應(yīng)用場景驅(qū)動牽引為核心，強化戰(zhàn)略科技力量布局，發(fā)揮企業(yè)穿心主體作用，圍打造量子計算前沿創(chuàng)新策源地、量子通信產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新引領(lǐng)地以及量統(tǒng)籌基礎(chǔ)研究、前沿技術(shù)、工程技術(shù)研發(fā)，加強多學(xué)科交叉融合和多技術(shù)領(lǐng)域集成創(chuàng)新，實現(xiàn)在量子科技領(lǐng)域所需關(guān)鍵材料、核心器件、高點儀器設(shè)備領(lǐng)域的創(chuàng)新突破，構(gòu)建量子科技產(chǎn)業(yè)鏈，壯大量子科技戰(zhàn)略性新以及中性原子、離子阱等量子計算技術(shù)研發(fā)。加強量子比特規(guī)模擴展、量子糾錯（QEC）處理等底層基礎(chǔ)研究。布局國內(nèi)外領(lǐng)先的高性能國產(chǎn)化超導(dǎo)計算機整機生產(chǎn)線，實現(xiàn)量子計算機整機研發(fā)突破，填補國內(nèi)空白。加快量子計算芯片以及量子計算編譯軟件、應(yīng)用開發(fā)軟件、測控軟件、EDA軟件、操作系統(tǒng)等軟件開發(fā)，著力布局測控系統(tǒng)（光學(xué)、微波）、稀釋制 4.2.2促進企業(yè)主體引優(yōu)培強二是推進量子通信商用技術(shù)研發(fā)。面向商業(yè)化發(fā)展需求，推進連續(xù)變量量子通信、單光子量子通信技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新。進一步提升量子密鑰分發(fā)（QKD）技術(shù)實用化水平，提高QKD系統(tǒng)密鑰成碼率，研制高性能QKD系統(tǒng)模塊產(chǎn)品。面向量子互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，研發(fā)量子通信與經(jīng)典光通信融合技術(shù)，著力加強后量子信號調(diào)制專用芯片等量子器件，以及量子糾纏源、單光子三是推動量子測量多元技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新。面向國防軍工、物醫(yī)療、能源開發(fā)、工業(yè)制造、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測等多元領(lǐng)域需求，著力攻克基礎(chǔ)材料、元器件以及支撐系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，支持開發(fā)用于重力場、加速度、角速度、磁場、電場、溫度、物質(zhì)痕量等多元探測的量子傳感器。技術(shù)產(chǎn)品，強化原子鐘和量子慣性導(dǎo)航等技術(shù)研發(fā)，開發(fā)芯片級熱原子鐘、高性能冷原子鐘/分子鐘、以及新型量子陀螺儀性導(dǎo)航、量子磁場導(dǎo)航、智能量子傳感系統(tǒng)等新型量子傳感產(chǎn)品。攻克量強化量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的企業(yè)主體地位，支持一批開展前沿技術(shù)帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套企業(yè)和集成服一是發(fā)揮鏈主企業(yè)牽引作用。加強精準(zhǔn)招商，圍繞量子通信、量子計算、通信器件、量子傳感器，以及稀釋制冷機、低溫同軸線纜、量子測控系統(tǒng)等核心設(shè)備、零部件，孵化培育一批量子科技高新技術(shù)企業(yè)、專精特新企業(yè)、單項冠軍企業(yè)和獨角獸企業(yè)，以股權(quán)投資、資源共享等三是形成服務(wù)企業(yè)集聚高地。推動量子軟件與硬件適配發(fā)展，引育量子開源架構(gòu)、量子算法、量子程序編譯器、量子開源模擬器、量子操作系統(tǒng)等量子基礎(chǔ)軟件和工具開發(fā)企業(yè)，夯實量子科技生態(tài)基礎(chǔ)。支持探索量子平臺即服務(wù)（PaaS）、軟件即服務(wù)（SaaS）新模式，大力支持量子云計算服務(wù)商發(fā)展，加快培育適用于金融、新材料、生物技術(shù)等特定行業(yè)領(lǐng)域的專用應(yīng)用軟件及算4.2.3強化戰(zhàn)略功能平臺布局4.2.4加強標(biāo)桿載體園區(qū)建設(shè)4.2.3強化戰(zhàn)略功能平臺布局4.2.4加強標(biāo)桿載體園區(qū)建設(shè)圍繞量子科技應(yīng)用方向和本市重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，依托龍頭企業(yè)、高校和科研院所，加快建設(shè)一批鏈接技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品開發(fā)、工程化生產(chǎn)、創(chuàng)和本市企業(yè)主體，構(gòu)建先導(dǎo)區(qū)、加速園、孵化器等梯度空間布局體系，形一是建設(shè)量超融合的量子智算平臺。支持在滬量子科技企業(yè)建設(shè)量超融合的先進計算公共服務(wù)平臺，包括量子-經(jīng)典混合計算應(yīng)用服務(wù)平臺。搭建不低于300P算力、不低于50個量子比特的離子阱量子計算機，鼓勵上海超算中心、人工智能計算中心融合光量子為代表的新型算力架構(gòu)，面向生物醫(yī)藥、新材料等重點產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域提供量子計算資源，滿足企業(yè)建設(shè)量子密鑰資源池和量子安全密碼底座，突破量子密鑰分配生成分發(fā)、密鑰中繼、密鑰路由，量子密鑰存儲、管理及調(diào)度，量子云平臺認(rèn)證與接口等關(guān)鍵技術(shù)，研制相干態(tài)量子密鑰云平臺系統(tǒng)，為本市政務(wù)服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和城市治研發(fā)與轉(zhuǎn)化平臺，開展共性關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品攻關(guān)及應(yīng)用，提供檢驗檢測、中試試驗等服務(wù)支撐，提高量子科技理論研究成果向?qū)嵱没?、工程化轉(zhuǎn)化的速度和效率。支持相關(guān)企業(yè)建設(shè)光電共芯先進封裝中試平臺、新一代高精度計算軟件平臺，支持本市量子科技企業(yè)布局量子計算、量子通信、量子傳感計算測評平臺，推動量子計算編譯軟件、應(yīng)用開發(fā)軟件、測一是布局量子科技產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)。依托中國家及本市量子科技重大項目。拓展園區(qū)基二是打造量子科技產(chǎn)業(yè)加速園。依托各區(qū)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和資源稟賦，擇優(yōu)布局領(lǐng)域細(xì)分、特色鮮明的量子科技加速園。支持臨港新片區(qū)依托中國電信研究院，打通量子保密通信與國際互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)專用通道子科技的融合，打造量子產(chǎn)業(yè)開放創(chuàng)新試驗田。支持松江依托G60衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地、商用密碼產(chǎn)業(yè)基地，打造全市量子通信特色園區(qū)。支持嘉定依托中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所等創(chuàng)新資源，布局量子計算核心零部件加速園。支持閔行圍繞圖靈量子等量子計算龍頭企業(yè)，在大零號灣打造量子加速園，布局公共服務(wù)平臺、光電共芯中試基地等，4.2.5推動應(yīng)用示范場景開源4.2.5推動應(yīng)用示范場景開源三是建設(shè)量子科技產(chǎn)業(yè)孵化器。依托本依托上海超大城市場景豐富優(yōu)勢，加強量子計算能力與需求的匹配對接，深化量子通信與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)融合，圍繞金融、重點制造行業(yè)以及智慧城市管理等領(lǐng)域“揭榜掛帥”示范場景，打造量子科技的“未來產(chǎn)業(yè)試驗支持本市量子科技企業(yè)開發(fā)