文章**來自:CAICT (ID: CAICT CHINA)。
以量子計算、量子通訊、量子測量為代表的量子資訊科技是量子科學技術的重要組成部分,也是培育未來產業、構建新的質性生產力、推動高質量發展的重要方向之一。 經過40多年的發展,量子資訊領域已進入科技研究、工程研發、應用探索和產業培育的發展階段。 近年來,量子資訊三大領域的科研和應用探索成果凸顯,產業生態培育成為各方關注的熱點,技術標準布局和研究取得階段性成果。 我國高度重視量子資訊的發展,在政策布局、基礎科學研究、工程研發、應用探索、生態培育等方面取得了許多重要進展。
2023年12月28日,在中國資訊通訊研究院(以下簡稱“中國資訊通訊研究院”)舉辦的“2024年中國資訊通訊研究院ICT深度觀察報告”成果發布會上,《量子資訊科技發展與應用研究報告(2023)》正式發布,中國資訊通訊研究院技術與標準研究所姚飛博士通訊技術對報告進行了深入解讀。
自2018年以來,中國資訊通訊研究院持續編制出版《量子資訊科技發展與應用研究報告》,成為管理部門和行業各方掌握國內外發展趨勢和趨勢的重要參考。 本報告重點介紹全球量子資訊領域的整體發展趨勢、最新研究與應用進展、近一年行業熱點趨勢,希望繼續為行業發展共識貢獻力量。
報告的主要內容。
1.量子資訊科技是挑戰人類調節微觀世界能力極限的世紀系統工程,既是量子科學技術的重要組成部分,也是未來產業布局和發展的重點方向之一,將引領新一輪科技革命和產業變革。 量子資訊科技進入科技研究、工程研發、應用探索與產業培育一體化發展的關鍵時期,世界主要國家加強戰略規劃和投資布局,國際競爭日趨激烈。
2.量子資訊各個領域的科研和技術創新保持快速發展,量子計算是最大的熱點。 中國和美國在量子資訊研究**和專利申請數量方面位居前兩位,美國在量子計算、量子測量和後量子加密(PQC)領域處於領先地位。 近十年來,全球量子資訊領域的企業數量和投融資規模經歷了一輪爆發式增長,近兩年增長趨勢有所放緩。 在量子計算和量子測量領域,歐美企業集中度最高,佔全球的60%以上,而我國量子計算和量子測量企業數量僅為美國的一半,PQC領域企業數量差距明顯。
3.在量子計算技術體系中,硬體、軟體、演算法是三大支柱,雲平台是融合三者為使用者提供服務的應用和產業生態的交匯點。 近年來,量子計算的主要技術路線競爭激烈,位元數(光子數和原子數)和量子體積指標持續增加。 隨著樣機開發、軟體研發、應用探索和雲平台服務的快速發展,國內外湧現出一大批各類量子計算初創企業,應用行業企業不斷加盟,量子計算領域的產業鏈初具規模。 量子計算雲平台將量子計算與經典雲服務融合在一起,通過網路提供量子算力,是未來量子計算使用者服務的主要形式,功能架構可分為基礎設施層、平台層、服務層以及配套的運維管理和安全服務功能。
4.在量子通訊領域,TF-QKD已成為業界公認的下一代長距離、高安全性QKD技術解決方案,2023年系統實驗光纖傳輸極限距離將突破1000公里。 CV-QKD在中短距離具有金鑰位元速率優勢,在系統整合度和鏈成熟度方面更具競爭力,是未來城域QKD應用的主流。 2023 年 8 月,NIST 發布了三份 PQC 標準草案以徵求意見。 隨著PQC標準初具規模,歐美也加快了PQC的產業化,以抓住機遇。
5.量子測量領域的基礎研究成果亮點滿滿,量子優勢越來越明顯。 量子定位、導航和授時(PNT)技術具有突出的戰略價值,已成為各國的熱點。 量子測量產業鏈初具規模,規模化仍面臨挑戰。
6.新興技術和未來產業的培育和發展,需要戰略規劃和政策引導、公共研發資金投入支援、學術界科研突破、行業技術創新推動、產業應用和業務轉化等多重因素的共同支撐。 面對全球量子資訊科技的飛速發展和日益激烈的國際競爭,中國不進退就退,退之慢。 未來要完善政策體系布局,強化戰略科技力量,加快關鍵技術攻關,確保自主供給能力,加強產學研應用協同,促進未來產業培育等,進一步聚焦加快發展,爭取更多技術。 應用和產業化成果。
報告目錄。 1.量子資訊科技總體發展趨勢。
1)量子資訊科技是未來工業發展的重要方向之一。
2)全球主要國家量子資訊政策布局進一步加強。
3)量子資訊三大領域的科研和技術創新持續活躍。
4)量子資訊企業數量增速和投融資規模放緩。
2、量子計算領域的研究與應用進展。
1)硬體與多技術路線並行發展,創新成果不斷湧現。
2)量子糾錯突破平衡點,環境測控系統仍存在瓶頸。
3)軟體和雲平台正在快速迭代發展,成熟度有待提高。
4)應用探索廣泛開展,組合優化可能率先實用。
5)量子計算產業鏈初具規模,標準化為布局熱點。
3.量子通訊領域的研究與應用進展。
1)QKD科研成果亮點滿滿,實驗體系指標有所提高。
2)QKD的應用不斷探索,標準制定取得了階段性成果。
3)量子資訊網路關鍵核心技術研究取得一定進展。
4)歐美正在積極推進量子資訊網路組網技術的實驗驗證。
5)第一批PQC演算法標準發布,應用推廣還有很長的路要走。
4. 量子測量領域的研究與應用進展。
1)基礎研究成果亮點滿滿,量子優勢越來越明顯。
2)量子PNT戰略價值突出,已成為各國關注的熱點。
3)量子探測成像靈敏度高,應用前景廣闊。
4)探索量子測量在能源領域的應用,助力實現雙碳標準。
5)量子測量產業鏈的形成和規模化商業化仍存在挑戰。
5 量子資訊科技及應用前景.
1)三大領域研究發展迅速,應用探索進一步拓展
2)培育量子資訊的未來產業,需要加強政、產、學、研、應用的協同。
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