量子信息技術(shù)行業(yè)深度報(bào)告：全球科技賽場(chǎng)新前沿，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)逐漸白熱化.pdf

量子信息技術(shù)行業(yè)深度報(bào)告：全球科技賽場(chǎng)新前沿，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)逐漸白熱化。量子信息技術(shù)是未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心，全球各國(guó)紛紛布局。量子信息是一門(mén)結(jié)合了量子力學(xué)原理和信息技術(shù)的前沿交叉領(lǐng)域，其核心在于利用量子 疊加、量子糾纏等特性，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)信息技術(shù)無(wú)法企及的功能。量子信息技術(shù)分為量子計(jì)算、量子通信、量子測(cè)量、抗量子密碼四大領(lǐng)域。作為能使計(jì) 算、通信等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)革命性突破的產(chǎn)業(yè)，量子信息技術(shù)是培育未來(lái)產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的重要方向之一。目前全球各國(guó)紛紛布局， 美國(guó)計(jì)劃在2026-2030財(cái)年提供超過(guò)25億美元的資金支持，歐盟計(jì)劃于2021-2027年將至少投入130億歐元用于發(fā)展量子技術(shù)、光子學(xué)等多個(gè)數(shù)字技術(shù)。 中國(guó)在全球量子信息技術(shù)市場(chǎng)中占據(jù)重要地位，在量子通信和量子計(jì)算領(lǐng)域取得了多項(xiàng)進(jìn)展。

量子計(jì)算-重塑現(xiàn)代算力效率，全球競(jìng)爭(zhēng)核心領(lǐng)域。量子計(jì)算依托量子力學(xué)原理，借助量子比特所展現(xiàn)出的量子疊加和量子糾纏等現(xiàn)象重構(gòu)計(jì)算模式， 大幅提升計(jì)算效率。目前量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)仍處于前期技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用探索階段，但全球眾多國(guó)家及企業(yè)紛紛入局，各個(gè)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始針對(duì)量子計(jì)算的 “軍備競(jìng)賽”，谷歌、微軟、AWS，以及國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)、本源量子紛紛發(fā)布高性能量子計(jì)算芯片，未來(lái)量子計(jì)算有望實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。當(dāng)前，量子計(jì)算硬件 中超導(dǎo)、離子阱、中性原子、光量子、硅半導(dǎo)體等多種技術(shù)路線并行發(fā)展，其中超導(dǎo)、離子阱為主流路線。短期內(nèi)量子計(jì)算有望與傳統(tǒng)計(jì)算融合的同 時(shí)上云，降低使用門(mén)檻，同時(shí)，AI技術(shù)也有望賦能量子計(jì)算，實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)、算法優(yōu)化、應(yīng)用創(chuàng)新等優(yōu)勢(shì)。

量子通信-量子時(shí)代的安全保障，QKD、PQC并駕齊驅(qū)。量子通信利用量子不可克隆性、量子糾纏原理以及測(cè)不準(zhǔn)原理，通過(guò)保密通信協(xié)議和工程技術(shù)， 如量子密鑰分發(fā)、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和量子隱形傳態(tài)等，實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)陌踩裕饕≦KD(量子密鑰分發(fā)技術(shù))以及PQC(抗量子密碼)兩大技術(shù)。 QKD可以確保密鑰分發(fā)過(guò)程的安全性，具有長(zhǎng)距離傳輸、高速率密鑰生成、集成化、兼容現(xiàn)有通信技術(shù)等特點(diǎn)。PQC基于純數(shù)學(xué)，利用格密碼、編碼密 碼、多變量密碼等多種新型數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和算法重構(gòu)現(xiàn)有的密碼系統(tǒng)。未來(lái)，QKD將與PQC互相融合，完成量子保密通信的構(gòu)建。我國(guó)量子通信行業(yè)目前處 于建設(shè)初期，城域網(wǎng)-骨干網(wǎng)-星地量子通信網(wǎng)絡(luò)初具規(guī)模，未來(lái)建設(shè)即將加速。

量子測(cè)量-高精度測(cè)量手段，下游應(yīng)用前景廣闊。量子測(cè)量通過(guò)間接方式測(cè)量物理量，可能會(huì)改變被測(cè)系統(tǒng)的量子狀態(tài)，使得測(cè)量后系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同 的狀態(tài)，顯著提升了測(cè)量的精度、靈敏度和穩(wěn)定性，相較傳統(tǒng)技術(shù)具有數(shù)量級(jí)的優(yōu)勢(shì)。目前量子測(cè)量在國(guó)防、醫(yī)療、能源、通信、科研等領(lǐng)域均有應(yīng) 用，主要需求增量來(lái)源于高端行業(yè)對(duì)精密測(cè)量的需求增長(zhǎng)。量子測(cè)量研發(fā)難度大，技術(shù)壁壘高，目前國(guó)內(nèi)已在傳感器、測(cè)量?jī)x上完成眾多突破，未來(lái) 量子測(cè)量?jī)x器有望逐漸向輕量化發(fā)展。