從有望攻克摩爾定律失效難題的量子計算,到實現(xiàn)理論上絕對安全信息傳輸?shù)牧孔油ㄐ?,再到極大提升微觀世界認(rèn)知能力的量子測量……量子科技作為當(dāng)今世界潛力巨大的前沿技術(shù),正在迅速重塑全球科技與產(chǎn)業(yè)格局。本專題希望為企業(yè)管理者把握時代脈搏、洞察產(chǎn)業(yè)趨勢、借鑒領(lǐng)先企業(yè)實踐路徑提供參考。 ——編者
在數(shù)字化浪潮席卷全球、信息處理需求呈指數(shù)級增長的時代,量子信息技術(shù)正以前所未有的力量重塑傳統(tǒng)信息產(chǎn)業(yè)格局,徹底變革人類對信息處理、傳輸與安全保障的認(rèn)知模式。應(yīng)運而生、順勢而為的量子科技產(chǎn)業(yè),憑借其技術(shù)前沿、應(yīng)用廣泛、場景靈活的特性,迅速崛起為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),成為驅(qū)動新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵力量。
量子計算有望攻克摩爾定律失效難題,通過量子比特并行計算,突破傳統(tǒng)計算機芯片性能的物理枷鎖;量子通信為信息安全領(lǐng)域帶來革命性變化,利用量子態(tài)的不可克隆性和糾纏特性,實現(xiàn)理論上絕對安全的信息傳輸;量子測量極大提升了人類對高精度微觀世界的認(rèn)知能力,通過其遠高于傳統(tǒng)測量技術(shù)的精度,為新材料研發(fā)和納米技術(shù)應(yīng)用提供有力支持。這是對現(xiàn)有信息處理體系的一次重構(gòu),疊加人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù),量子科技產(chǎn)業(yè)將成為經(jīng)濟增長的全新引擎。
量子科技的戰(zhàn)略定位與核心內(nèi)涵 量子科技作為前沿科技領(lǐng)域,正以其獨特的本質(zhì)特征和巨大的戰(zhàn)略價值重塑現(xiàn)代科技與產(chǎn)業(yè)格局。一方面,它通過量子計算、量子通信和量子測量等技術(shù)方向,引領(lǐng)諸多行業(yè)和領(lǐng)域變革,推動產(chǎn)業(yè)升級,成為衡量國家科技實力的重要標(biāo)志;另一方面,量子科技產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)顯著多元化特征,涵蓋從產(chǎn)品類型、應(yīng)用場景到產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平等多個維度,展現(xiàn)出強大經(jīng)濟潛力和廣闊應(yīng)用前景。 1. 量子科技特征與戰(zhàn)略價值 量子信息技術(shù)屬于量子物理與信息科學(xué)交叉技術(shù)領(lǐng)域,主要包括量子計算、量子通信、量子測量三大技術(shù)方向。量子科技作為基于重大科技創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化形成的未來產(chǎn)業(yè),其發(fā)展將引領(lǐng)信息技術(shù)、能源技術(shù)、材料技術(shù)等多領(lǐng)域重大變革,解決傳統(tǒng)技術(shù)難以處理的如芯片性能瓶頸、信息傳輸安全等問題,推動產(chǎn)業(yè)升級,其也是衡量國家科技實力和綜合國力的重要標(biāo)志之一,有助于在國際科技競爭中占據(jù)制高點,增強話語權(quán)和影響力。 算力是重要的科技生產(chǎn)力,摩爾定律指出,傳統(tǒng)計算機芯片的性能每兩年翻一番,但隨著晶體管尺寸接近物理極限,傳統(tǒng)芯片性能難以提升,量子計算可通過量子比特的并行計算,解決摩爾定律失效問題,為高性能計算開辟新道路;量子通信在信息安全領(lǐng)域優(yōu)勢顯著,可通過量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)等關(guān)鍵技術(shù),保障重要信息安全傳輸,量子計算的發(fā)展進一步推動新型密碼技術(shù)研發(fā),應(yīng)對潛在威脅;量子測量技術(shù)可對時間、頻率、磁場等物理量提供高精度測量手段,如高精度原子鐘可顯著提升導(dǎo)航系統(tǒng)性能。同時,量子科技推動了量子力學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的深入研究,促進了多學(xué)科交叉融合,催生了新研究方法和科學(xué)理念。 2. 量子科技產(chǎn)業(yè)多維分類 量子科技在不同技術(shù)方向上呈現(xiàn)多樣化特征。 從產(chǎn)品類型看,量子科技產(chǎn)業(yè)鏈主要包含量子計算機、量子通信設(shè)備、量子測量儀器等核心產(chǎn)品。量子計算機是利用量子比特進行高速運算的新型計算設(shè)備,如超導(dǎo)量子計算機需依托高純度超導(dǎo)材料及量子比特測控系統(tǒng)等核心元器件實現(xiàn)其功能。量子通信設(shè)備包括量子衛(wèi)星、量子交換機、量子密鑰分發(fā)器等,以保障信息安全傳輸。此外,量子傳感器、量子探測器等量子測量儀器能夠?qū)崿F(xiàn)高精度物理量測量。 從應(yīng)用場景看,可分為民用、商用和軍用三大領(lǐng)域。民用領(lǐng)域,量子科技在金融行業(yè)可用于風(fēng)險評估與投資組合優(yōu)化,在醫(yī)療行業(yè)助力疾病診斷與藥物研發(fā),在物流行業(yè)優(yōu)化供應(yīng)鏈和提升運輸調(diào)度效率;商用領(lǐng)域,量子通信可為能源等行業(yè)信息安全保駕護航,量子精密測量可實現(xiàn)工業(yè)制造中關(guān)鍵部件的高精度檢測,提升工藝水平;軍用領(lǐng)域,量子雷達、量子導(dǎo)航等技術(shù)極大提升了軍事目標(biāo)探測與定位能力。 從技術(shù)水平看,量子科技產(chǎn)業(yè)鏈可分為基礎(chǔ)研究、工程化和產(chǎn)業(yè)化三個層次?;A(chǔ)研究聚焦量子力學(xué)原理探索與量子算法開發(fā);工程化側(cè)重量子設(shè)備的研制與量子系統(tǒng)的搭建;產(chǎn)業(yè)化則致力于量子技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用與商業(yè)化推廣。經(jīng)歷過早期探索階段的基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)突破后,當(dāng)前,量子科技產(chǎn)業(yè)鏈處于快速發(fā)展與逐步成熟過程中,技術(shù)不斷迭代,應(yīng)用逐步拓展,未來將朝著大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用與多領(lǐng)域融合發(fā)展邁進。 從產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)看,量子科技產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個環(huán)節(jié):上游包括量子材料研發(fā)與核心元器件制造,中游涵蓋量子設(shè)備制造與系統(tǒng)集成,下游則是量子技術(shù)應(yīng)用開發(fā)與服務(wù)。 產(chǎn)業(yè)鏈上游 核心技術(shù)與材料研發(fā) 量子科技產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括量子計算技術(shù)、量子通信技術(shù)和量子測量技術(shù),超導(dǎo)、離子阱、拓?fù)溆嬎愕燃夹g(shù)路線是量子計算機發(fā)展的基石,光量子計算技術(shù)與量子測量息息相關(guān),量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)和量子糾纏交換突破傳統(tǒng)通信技術(shù)固有難題(見圖1)。
1. 量子計算核心技術(shù)與企業(yè)布局 量子計算的核心技術(shù)主要集中在量子比特操控和量子算法設(shè)計。超導(dǎo)量子計算、離子阱量子計算、光量子計算和拓?fù)淞孔佑嬎闶钱?dāng)前的主要技術(shù)路線。超導(dǎo)量子計算基于超導(dǎo)電路,通過微波脈沖操控量子態(tài),需運行于稀釋制冷機環(huán)境以維持量子相干。 一方面,超導(dǎo)量子計算芯片的制備工藝與微納加工技術(shù)兼容,超導(dǎo)電路易于集成和擴展;另一方面,其操控使用成熟的微波電子學(xué)技術(shù),速度快、可操控性好。離子阱量子計算利用射頻電場和靜電場約束離子,通過激光或微波控制能級躍遷,其優(yōu)勢是比特全同性高、相干時間長,但加工難度大、擴展受限。國外離子阱方向研究較為活躍,內(nèi)容涉及整體系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)品化、QCCD架構(gòu)、芯片阱設(shè)計及制備、光波導(dǎo)與芯片阱集成等。光量子計算以光子偏振和路徑自由度編碼量子比特,通過線性光學(xué)元件和干涉實現(xiàn)量子邏輯門,依賴糾纏光子源與單光子探測器完成測量,其優(yōu)勢在于光子在晶體和自由空間中的損耗低,早期光量子計算可擴展性較差,如今大規(guī)模擴展的可行路徑是將光學(xué)元件集成到光芯片上,該方案穩(wěn)定性和可擴展性良好,但仍需提升效率。拓?fù)淞孔佑嬎慊谌我庾拥木幹撇僮鲗崿F(xiàn)容錯計算,理論抗噪能力強,但目前處于較為前沿和理論研究階段,距實際應(yīng)用還有一定距離。 在集成電路、基礎(chǔ)軟件、量子計算等關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域面臨“卡脖子”問題,以及產(chǎn)業(yè)鏈本土化、局部區(qū)域化趨勢增強背景下,中國企業(yè)的創(chuàng)新動力不斷激發(fā),形成正向市場效應(yīng)。本源量子、國盾量子等我國企業(yè)已在超導(dǎo)和光量子技術(shù)路線上取得顯著進展,并積極參與量子計算硬件、軟件和云平臺建設(shè)。 2. 量子通信關(guān)鍵技術(shù)與材料 量子通信的關(guān)鍵技術(shù)包括量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)和量子糾纏交換。量子通信中,量子密鑰分發(fā)能安全分發(fā)密鑰,保障信息傳輸安全;量子隱形傳態(tài)可傳輸量子態(tài)而無需移動粒子;量子糾纏交換則能擴大通信距離與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。簡言之分別突破傳統(tǒng)通信中的竊聽風(fēng)險、物理載體限制及傳輸距離瓶頸。量子通信技術(shù)要求高純度材料和極端環(huán)境控制,對超導(dǎo)材料和制冷系統(tǒng)要求嚴(yán)苛。光迅科技在量子通信激光光源領(lǐng)域市占率超60%,福晶科技作為全球激光晶體龍頭,市占率超80%,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于量子激光調(diào)控系統(tǒng)。 3.量子測量關(guān)鍵技術(shù)與精密儀器 量子測量關(guān)鍵技術(shù)涵蓋量子傳感、量子態(tài)操控。量子傳感利用量子系統(tǒng)敏感性實現(xiàn)超靈敏檢測,如原子磁力計測磁場。量子態(tài)操控通過精確制備、調(diào)控和讀出量子態(tài)輔助測量。精密測量儀器融合兩者,實現(xiàn)高精度測量,如量子引力儀和量子鉆石顯微鏡。這些技術(shù)相互關(guān)聯(lián),推動量子測量向高精度和廣泛應(yīng)用發(fā)展。 4. 代表企業(yè) 國盾量子是國內(nèi)最早從事量子信息產(chǎn)業(yè)化的企業(yè),在芯片領(lǐng)域,其產(chǎn)品廣泛部署于量子通信“京滬干線”等骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和行業(yè)接入網(wǎng);在科研領(lǐng)域,其離散變量量子密鑰分發(fā)設(shè)備在高端設(shè)備方面具有優(yōu)勢。此外,國盾量子作為唯一企業(yè)單位,參與“祖沖之號”系列量子計算機研制,助力我國在超導(dǎo)量子計算路線實現(xiàn)國際領(lǐng)先。另一代表性企業(yè)紫光國微作為新紫光集團旗下國內(nèi)領(lǐng)先的綜合性半導(dǎo)體上市企業(yè),在特種集成電路、智能安全芯片、石英晶體頻率器件領(lǐng)域處于龍頭地位,其SIM卡芯片全球市場份額穩(wěn)居第一。 產(chǎn)業(yè)鏈中游 設(shè)備制造與系統(tǒng)集成 量子科技產(chǎn)業(yè)中游涵蓋量子計算機整機制造與平臺化發(fā)展、量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與設(shè)備集成、量子測量儀器與工業(yè)應(yīng)用等多個關(guān)鍵領(lǐng)域。國內(nèi)量子科技企業(yè)將量子技術(shù)推廣運用到鐵路、通信、測量等重要行業(yè)。通信等領(lǐng)域傳統(tǒng)龍頭企業(yè)通過投資等方式主動布局量子科技產(chǎn)業(yè)鏈。 1. 量子計算機整機制造與平臺化發(fā)展 量子計算機整機制造與平臺化發(fā)展是量子科技產(chǎn)業(yè)鏈中游的關(guān)鍵環(huán)節(jié),涉及量子計算機的研發(fā)、生產(chǎn)和云平臺服務(wù)。整機制造將量子計算技術(shù)轉(zhuǎn)化為實際可用的設(shè)備和服務(wù),使企業(yè)和研究機構(gòu)可以使用量子計算資源,從而推動技術(shù)實際應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化;云平臺服務(wù)能夠使更多用戶接觸量子計算,激發(fā)市場需求,進而增強企業(yè)在量子科技領(lǐng)域的市場競爭力。本源量子、國盾量子、啟科量子和圖靈量子等企業(yè)在超導(dǎo)、離子阱和光量子技術(shù)路線上展現(xiàn)出各自優(yōu)勢,積極參與量子計算的硬件、軟件和云平臺建設(shè)。 2. 量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與設(shè)備集成 量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與設(shè)備集成是量子科技產(chǎn)業(yè)鏈中游的重要組成部分。我國“京滬干線”量子通信網(wǎng)絡(luò)是全球首個量子通信骨干網(wǎng),實現(xiàn)了北京與上海之間的量子密鑰分發(fā),保障了金融、政務(wù)等領(lǐng)域的信息安全。同時,合肥量子城域網(wǎng)作為全球規(guī)模最大的量子通信城域網(wǎng),采用了經(jīng)典―量子波分復(fù)用技術(shù),降低了建設(shè)成本,提升了網(wǎng)絡(luò)效率,為量子通信技術(shù)的規(guī)?;瘧?yīng)用提供了示范。 3. 量子測量儀器與工業(yè)應(yīng)用 量子測量儀器與工業(yè)應(yīng)用是量子科技產(chǎn)業(yè)鏈中游的重要領(lǐng)域,涉及量子測量儀器的研發(fā)、生產(chǎn)及在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。量子測量儀器具有高精度、高靈敏度特點,廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、工業(yè)制造、生物醫(yī)學(xué)和能源勘探等領(lǐng)域。國儀量子、國耀量子等在量子測量儀器的研發(fā)和生產(chǎn)方面具有顯著優(yōu)勢,推動了技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 4. 代表企業(yè) 量子計算機領(lǐng)域代表性企業(yè)國盾量子深度參與“祖沖之號”等重大量子計算項目,推動量子計算從實驗室邁向?qū)嶋H應(yīng)用,其量子計算容錯率處于國際領(lǐng)先地位,還為多個量子計算團隊提供關(guān)鍵產(chǎn)品。在組網(wǎng)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)管理軟件平臺領(lǐng)域,國盾量子承建“京滬干線”,擁有全面的量子通信技術(shù)專利儲備。神州信息是量子通信行業(yè)技術(shù)服務(wù)龍頭,2024年其量子通信業(yè)務(wù)營收超5億元。亨通光電參與國家首批量子密碼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定工作,負(fù)責(zé)建設(shè)寧蘇通滬量子商用干線,推動量子通信技術(shù)在政務(wù)、金融等領(lǐng)域應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)運營領(lǐng)域,中國移動通過旗下中電信量子集團與國盾量子攜手,結(jié)合經(jīng)典密碼體系構(gòu)建新型信息安全基礎(chǔ)設(shè)施,推出量子安全產(chǎn)品,助推量子安全技術(shù)應(yīng)用于千行百業(yè);此外,中國移動還通過參與投資本源量子等方式布局量子計算,助力技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 產(chǎn)業(yè)鏈下游 場景融合與價值釋放 量子技術(shù)在下游應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢,相較于傳統(tǒng)方案,其在多領(lǐng)域釋放出獨特價值。 1. 金融與政務(wù) 量子科技在金融與政務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在量子計算和量子通信兩個方面。在金融領(lǐng)域,量子計算的強大算力能夠快速處理海量數(shù)據(jù),用于風(fēng)險評估、投資組合優(yōu)化、金融衍生品定價等復(fù)雜計算任務(wù)。同時,量子通信技術(shù)為金融數(shù)據(jù)的安全傳輸提供了保障,防止信息泄露和篡改,確保金融交易安全進行。在政務(wù)領(lǐng)域,量子通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用于政府機構(gòu)之間的信息傳遞,保障國家機密和政務(wù)數(shù)據(jù)安全。此外,量子技術(shù)還可用于電子政務(wù)中的身份認(rèn)證、數(shù)字簽名等環(huán)節(jié),提高政務(wù)管理安全性和效率。 2. 醫(yī)藥與材料 量子科技在醫(yī)藥與材料領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。在醫(yī)藥研發(fā)方面,量子計算能夠精確模擬分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)過程,加速藥物研發(fā)進程。本源量子推出的量子計算藥物研發(fā)平臺,通過量子計算模擬藥物分子與靶點蛋白結(jié)合方式,在虛擬環(huán)境中快速篩選出具有潛在活性的化合物,減少實驗室試驗次數(shù)和成本。同時,量子精密測量技術(shù)可用于生物醫(yī)學(xué)檢測,國儀量子研發(fā)的量子鉆石原子力顯微鏡可用于檢測人體微弱生物磁場信號,為疾病診斷提供更精確的依據(jù)。在材料科學(xué)領(lǐng)域,量子計算能夠模擬材料的電子結(jié)構(gòu)和物理性能,幫助科學(xué)家設(shè)計和發(fā)現(xiàn)新型材料。量子精密測量技術(shù)還可用于材料的無損檢測,檢測材料內(nèi)部缺陷和應(yīng)力分布,提高材料質(zhì)量和可靠性。 3. 交通與能源 在交通領(lǐng)域,量子通信技術(shù)可用于構(gòu)建高安全性的智能交通系統(tǒng)。量子雷達技術(shù)可提高交通監(jiān)控的精度和可靠性,實現(xiàn)對車輛位置、速度和行駛狀態(tài)的實時監(jiān)測;量子隱形傳態(tài)協(xié)議,可應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)中的車輛與車輛、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信,防止黑客攻擊和數(shù)據(jù)泄露,確保自動駕駛汽車的安全運行。量子計算在能源領(lǐng)域可用于優(yōu)化能源管理系統(tǒng),科大國創(chuàng)的量子計算能源優(yōu)化裝置通過量子算法優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度和分配,提高能源利用效率,降低能源損耗。量子傳感器可用于能源勘探和監(jiān)測,國盾量子研發(fā)的量子重力儀可用于探測地下油氣資源和礦產(chǎn)資源,提高能源勘探準(zhǔn)確性和效率。 4. 國防與安全 量子科技在國防與安全領(lǐng)域的應(yīng)用至關(guān)重要,是保障國家安全和軍事優(yōu)勢的關(guān)鍵技術(shù)。在軍事通信方面,量子通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無條件安全通信,確保軍事指揮系統(tǒng)、情報傳遞和戰(zhàn)略部署的信息安全。其量子加密技術(shù)使軍事通信無法被竊聽和破解,即使通信內(nèi)容被截獲,也無法獲取其中信息。在軍事偵察與監(jiān)視領(lǐng)域,量子雷達和量子成像技術(shù)具有高靈敏度和高分辨率特點,能夠有效探測和識別隱蔽目標(biāo),提高軍事偵察和預(yù)警能力。在軍事網(wǎng)絡(luò)安全方面,量子技術(shù)可用于構(gòu)建高安全性網(wǎng)絡(luò)防御體系,防止黑客攻擊和網(wǎng)絡(luò)入侵,保護軍事網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全。此外,量子導(dǎo)航技術(shù)在衛(wèi)星導(dǎo)航信號受限或不可用情況下,能夠為軍事裝備提供高精度定位和導(dǎo)航服務(wù),提高軍事行動的自主性和可靠性。 五大特性拓展量子科技產(chǎn)業(yè)邊界 量子科技作為新質(zhì)生產(chǎn)力典型代表,正以創(chuàng)新為引擎,驅(qū)動一場深刻的產(chǎn)業(yè)變革。憑借創(chuàng)新驅(qū)動、生態(tài)協(xié)同、標(biāo)準(zhǔn)先行、場景裂變及全球競合五大特性,量子科技不斷拓展邊界,重塑科技與產(chǎn)業(yè)版圖。 1. 創(chuàng)新驅(qū)動 量子科技的發(fā)展需由創(chuàng)新驅(qū)動。在量子計算領(lǐng)域,IBM成功推出433量子比特芯片Osprey,實現(xiàn)量子比特數(shù)量和保真度的雙重突破。我國企業(yè)本源量子不甘示弱,其研發(fā)的“悟空芯”搭載72個計算量子比特,結(jié)合自主操作系統(tǒng),成功實現(xiàn)量子計算任務(wù)的批處理與量超協(xié)同計算。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團隊在量子通信領(lǐng)域的隱形傳態(tài)實驗,則將量子通信技術(shù)推向新高度。這些成果背后體現(xiàn)出各國對量子科技基礎(chǔ)研究的持續(xù)投入及對前沿科技的不懈探索。 2. 生態(tài)協(xié)同 量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。上游量子材料供應(yīng)商如華工科技和光庫科技,為中游設(shè)備制造商提供了高質(zhì)量的量子點激光器芯片和精密光學(xué)元件。中游國盾量子和啟科量子等企業(yè)利用這些核心部件制造量子通信設(shè)備和量子計算機整機,并進行系統(tǒng)集成。下游應(yīng)用開發(fā)企業(yè)如本源量子和中電信量子等,基于中游提供的設(shè)備和平臺,將量子科技應(yīng)用于金融、醫(yī)藥等多個領(lǐng)域??蒲袡C構(gòu)、高校、政府和用戶也在這一生態(tài)中扮演重要角色。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、清華大學(xué)等高校為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了理論支持和技術(shù)儲備,政府則通過政策引導(dǎo)和資金支持,為企業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好環(huán)境。用戶反饋則推動著企業(yè)不斷優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù),實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)良性循環(huán)。 3. 標(biāo)準(zhǔn)先行 標(biāo)準(zhǔn)是量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化可以減少不同供應(yīng)商產(chǎn)品組件間的摩擦,提高兼容性和互操作性,加速技術(shù)廣泛傳播和應(yīng)用,為后續(xù)創(chuàng)新提供基礎(chǔ)。在量子通信領(lǐng)域,國際電信聯(lián)盟和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織等國際組織正在積極推動量子通信標(biāo)準(zhǔn)的制定,國盾量子等我國企業(yè)積極參與其中,貢獻了中國智慧。同時,我國在量子密鑰分發(fā)技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位,并制定了一系列國家標(biāo)準(zhǔn),為相關(guān)設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供了規(guī)范和指導(dǎo)。在量子計算領(lǐng)域,國際電工委員會等組織正在開展量子計算標(biāo)準(zhǔn)研制工作,涵蓋量子比特性能指標(biāo)、量子算法評估等多方面內(nèi)容。我國企業(yè)如本源量子積極參與標(biāo)準(zhǔn)制定,推動量子計算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)先行不僅有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和互操作性,促進市場健康發(fā)展,還能夠增強我國在量子科技領(lǐng)域的國際話語權(quán)和影響力。 4. 場景裂變 如上文所述,量子科技在諸多行業(yè)展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力,如今,量子科技的應(yīng)用場景還在以裂變速度不斷拓展。甚至在學(xué)術(shù)領(lǐng)域,量子計算正以其高效處理海量數(shù)據(jù)的能力重新塑造社會科學(xué)研究范式,更加注重采用數(shù)據(jù)、計算、模型等定量科學(xué)分析方法。 5. 全球競合 量子科技已成為全球科技競爭的焦點,對各個國家的發(fā)展具有重要影響。許多國家從產(chǎn)業(yè)鏈高端和核心技術(shù)入手,試圖在國際競爭中把握戰(zhàn)略機遇。美國、法國、中國等在量子計算、量子通信和量子精密測量等領(lǐng)域均有布局。美國科技巨頭如IBM、谷歌等在量子計算領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,不斷推出高性能量子計算機和相關(guān)技術(shù)。法國空客、賽峰等公司在量子通信和量子傳感器研發(fā)方面取得顯著進展。中國在量子通信領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢,如“京滬干線”量子保密通信網(wǎng)絡(luò)和“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星等重大項目,展示出我國在量子通信技術(shù)實用化方面的強大能力。 同時,量子科技產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)出合作趨勢。即使面臨貿(mào)易摩擦等不確定性沖擊,各國科研機構(gòu)和企業(yè)之間仍在開展廣泛的國際合作,推動量子科技發(fā)展,如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)與奧地利科學(xué)院合作實現(xiàn)了量子隱形傳態(tài)的遠距離傳輸。構(gòu)建跨國合作機制、加強國家間的科技創(chuàng)新合作對于推動我國科技創(chuàng)新具有重要意義。 全球范圍內(nèi)的競爭與合作共同推動了我國量子科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,促進了技術(shù)交流與創(chuàng)新。從粵港澳大灣區(qū)到長三角,從京津冀到成渝地區(qū),各地正加速布局,搶占量子科技這一萬億級大賽道。 量子科技未來圖景與中國路徑 量子科技作為當(dāng)今世界最具潛力的前沿技術(shù)之一,正迅速重塑全球科技與產(chǎn)業(yè)格局。我國肩負(fù)著引領(lǐng)全球科技革命與產(chǎn)業(yè)升級的重任,開放與風(fēng)險、效率與公平、競爭與合作等問題接踵而至。憑借強大的制度優(yōu)勢和政策支持、雄厚的科研實力、完備的產(chǎn)業(yè)體系,我國正沿著一條獨具特色的量子科技發(fā)展路徑奮勇前行。從“京滬干線”建成到“墨子號”量子衛(wèi)星成功發(fā)射,再到一系列量子計算、量子通信、量子測量領(lǐng)域的重大突破,中國正以堅實步伐邁向量子科技的前沿。未來,我國將繼續(xù)深化基礎(chǔ)研究,突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,加速量子科技的產(chǎn)業(yè)化進程,同時加強國際合作與交流,攜手全球科研力量共繪量子科技美好藍圖。