探·新③量子科技

量子信息，为什么成为新方向?

3月22日，2024年上海市产业技术创新大会发布《上海量子科技产业发展白皮书（2024）》：上海电信规划在上海区域内建设量子保密通信城域网，成为全国首个实用化量子通信网络的标杆范例。

对量子信息科技的重视与投入

俨然成为全球共识

2024年全国两会期间，政府工作报告提出，要制定未来产业发展计划，开辟量子技术、生命科学等新赛道，创建一批未来产业先导区。

业内专家认为，一众未来产业中，量子信息产业或成为发展新质生产力的重要抓手，其不但有望突破AI算力瓶颈，更有望赋能通信、金融、化工、交通等千行百业。

据第三方预计，预计2025年全球量子信息市场规模将达到100亿美元以上，到2030年这一数据将飙升至1300亿美元——年均复合增长率达到66%以上。

业内认为，量子信息技术的发展将推动信息社会和数字经济的升级演进，并可能成为开启下一轮技术创新之门的钥匙。

当前，我国量子通信技术已处在世界领先的水平，量子计算机已实现全球算力领先，量子科技发展整体态势较好。

在国内，包括北京、上海、合肥、成都、武汉等城市，均在量子信息产业领域各有发展优势，并在相关领域取得一定进展。

量子科技，

已然成为未来赛道上的“新方向”。

01

我们先来认识一下量子信息产业。

按照业界的普遍定义：量子信息产业是指涉及量子计算、量子通信和量子测量等技术领域的产业，这些技术利用量子力学的原理来处理信息，具有改变现有计算、通信和测量方式的潜力。

量子信息是指以量子力学基本原理为基础、通过量子系统的各种相干特性(如量子并行、量子纠缠和量子不可克隆等)，进行计算、编码和信息传输的全新信息方式。量子信息产业涵盖了基于量子力学原理的一系列技术和应用，包括但不限于量子计算、量子通信和量子测量。

量子计算利用量子比特（qubits）进行超高速并行计算；量子通信则使用量子密钥分发（QKD）等技术实现理论上无法破解的安全通信；量子测量则利用量子态的超高灵敏度进行精密测量。

对量子信息科技的重视与投入

俨然成为全球共识。

从全球范围看，美国、英国、日本等主要科技强国持续发力布局量子信息，密集推出相关科技战略规划，主要包含基础研究的战略部署、全链条协同创新、产业化应用落地以及人才发展等方面的目标和措施。

近年来，我国也不断出台政策，中央和地方加大投入力度，加快量子信息产业发展。

2016年、2018年和2021年的两会政府工作报告均有提及量子信息科技，肯定其发展成果。“十三五”起，国务院2016年发布《“十三五”国家科技创新规划》将“量子通信与量子计算机”列入“科技创新2030-重大项目”;“十四五”开局之年，无论是作为顶层设计的《“十四五”规划》，还是进一步细化的《“十四五”数字经济发展规划》，均提到量子信息，推进这一具备战略性、前瞻性的高新技术。

2023年2月，中央经济工作会议上再一次强调要加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。2024年3月的两会政府工作报告，同样提出“开辟量子技术、生命科学等新赛道”。

政策文件、会议内容的重磅着力，体现出我国量子信息产业的强大后劲和潜力所在。

据中国信通院的报告显示，结合量子计算所需的物理学基础与算法基础，量子计算有望在10年左右实现商用。

根据IDC数据，2022年全球量子计算技术(包括硬件、软件和即服务解决方案)市场规模为11亿美元，2027年将增长至76亿美元左右。预计量子计算的商用元年在2030年，市场需求超过1000亿美元，2022-2030年年均复合增长率达79.72%。

02

量子信息产业在国内多个省份和城市，均呈现蓬勃发展态势。

同样据中国信通院的报告：

从我国量子信息的企业分布来看，企业主要分布在京津冀、长三角等地。其中，北京是全国最多的量子企业或总部所在地最集中的地方，多达28家企业/单位。安徽省量子企业数量25家，是除北京市外，量子企业最多的地区。此外，江苏、浙江和上海分别拥有11家、11家和9家量子企业，整个长三角地区的量子企业数量占全国的42.42%。

竞逐这一新赛道，各方纷纷落子。城市新语梳理发现，近3年来，国内至少有17个省（自治区、直辖市）已出台相关政策文件，对量子科技产业进行布局。

先看北京。

在2023中关村论坛展览（科博会）前沿科技和未来产业展区，展出了北京玻色量子科技有限公司研发的100量子比特相干光量子计算机（模型），名为“天工量子大脑”。这是国内首台投入实际场景实用化计算验证的量子计算机真机。

“简单地说，对于某些特定组合问题，如果采用普通计算机需要10年，采用量子计算只需要50微秒就可以解决。”企业市场部运营人员杨璧园这样介绍该计算机的“先进性”。

新华社记者 任超 摄

作为我国量子信息产业发展的重要城市之一，北京的企业在量子通信领域，数量位居全国前列，涵盖了量子计算、量子通信与安全、量子传感等多个方面。代表性的企业和机构包括国盾量子、中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室等。

其中，国盾量子致力于以量子通信技术服务国家信息安全，北京量子信息科学研究院聚焦于长距离量子直接通信，神州信息探索产品研发及行业应用……随着量子产业集群效应的日益彰显，北京已经成为引领量子产业发展的前沿高地。

再看合肥。

安徽是国内最早布局量子科技与产业的少数几个省份之一，“量子”已经成为安徽一张重要的名片。已经聚集量子产业上下游企业70余家，企业数量居全国前列。“安徽造”量子算力已逐步服务金融、化工、生物医药、电力等领域，应用场景不断拓展，产业生态活力足。

其中，合肥分量最重。最新发布的《全球未来产业指数报告》显示，合肥在量子信息领域排名全球第2位、全国首位。

中科院量子信息与量子科技研究院 图源 安徽日报

2024年1月，搭载72位自主超导量子芯片的第三代自主超导量子计算机“本源悟空”在合肥上线运行。截至3月25日，“本源悟空”已经获得了来自全球超428万人次的远程访问，累计完成近16.7万个全球量子计算任务。

在此之前，发源于中国科大量子信息研究团队的国盾量子成立并入驻合肥高新区；专注于量子精密测量的国仪量子，创立7年之后已经成为行业内知名的“独角兽”企业；中电信量子信息科技集团也在2023年5月落户合肥……当前合肥高新区共有量子企业58家。其中，从事量子关键技术研发与应用的核心企业25家，位居全国首位；量子技术产业上下游关联企业33家。

政策方面，合肥以综合性国家科学中心建设为契机，制定了《合肥市量子信息产业发展规划（2020-2030年）》，在创新支持、成果转化、试点工程、场景建设方面多管齐下，加速量子科技成果从“落地生根”到“开花结果”。

除此之外，上海在量子信息产业方面同样表现出色，拥有多家从事量子信息技术研究和应用的企业，在量子通信、量子计算等领域具有较强的研发实力和市场影响力。以中国电科芯片技术研究院为代表。

杭州在量子信息产业方面同样发展迅速，拥有一系列从事量子计算和量子通信的企业，代表性的企业包括杭州量安科技有限公司等。

03

作为西南重镇的成都，量子信息产业发展情况如何？

2023年9月，量子互联网前沿研究中心正式入驻天府绛溪实验室。该研究中心致力于建设全国一流的量子互联网器件研发平台，构筑量子互联网产业生态，促进该领域产业发展并实现服务国家重大战略需求、打造国家战略科技力量的建设任务。

就在2024年初，天府绛溪实验室量子互联网前沿研究中心和电子科技大学信息与量子实验室联合攻关，实现了光纤通信波段光子的时-频模式复用存储，突破了固态量子存储器容量的世界纪录。

本次成果是电子科技大学“银杏一号”城域量子互联网研究平台取得的又一关键进展，也是天府绛溪实验室运行一年以来在关键核心技术领域取得大的突破。

对发展量子信息产业，成都早已着手布局：

先看发展基础：

科研力量方面，电子科技大学、四川大学、西南交通大学等多所高校，中国电科三十所、西南技术物理研究所、中国科学院光电技术研究所等科研院所深耕多年；

企业方面，中国电子科技网络信息安全有限公司、天奥电子、成都中微达信科技有限公司等本土企业发展迅速，国科量子、本源量子、中创为量子等“王牌军”近年来也在成都设立分公司。

平台方面，已依托天府绛溪实验室，建起量子互联网前沿研究中心；电子科技大学量子物理与光量子信息教育部重点实验室也于2023年3月正式获批建设。

从产业化前景看，成都拥有大量生物医药、航空航天、金融科技类企业，具备开展量子技术市场化应用的良好条件。

有专家指出，四川在电子信息产业配套上已发展得较为成熟，可以提前介入到量子计算机的配套开发上去。而作为成都第一大产业的电子信息产业，在2023年突破1.3万亿元，这必将为量子信息产业发展提供强大的产业基础支撑。

政策支撑方面：

提及关键词“量子”多达60次——《成都市“十四五”数字经济发展规划》中也提出，围绕量子软件算法、量子精密测量、量子云计算等细分领域和关键技术，进行链条式创新和技术突破，打造成都量子细分领域的后发优势。

四川蜀情智数信息技术研究院院长谭任君认为，四川的研究团队和企业基本覆盖了量子科技的三大赛道，在各自领域内也有不错成绩，“虽然发展量子科技较晚，但具有“后发优势”，即根据自身的资源禀赋在量子科技赛道中找准定位。”

成都市科学技术局有关负责人在接受媒体采访时表示，量子互联网将带来网络安全、计算以及科学上的飞跃，应用前景十分巨大。成都将精准发力、扎实推进量子互联网产业建圈强链，做强产业支撑，提升城市创新动能。

编辑 钟文 部分图据成都日报锦观新闻、新华社、安徽日报等。