《量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2024年）》

前 言以量子計(jì)算、量子通信、量子精密測量為代表的量子信息技術(shù)是量子科技的重要組成部分，也是開辟未來產(chǎn)業(yè)新賽道、構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力，打造創(chuàng)新發(fā)展新動能的重要發(fā)展方向。量子信息領(lǐng)域基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并重，進(jìn)入科技攻關(guān)、工程研發(fā)、應(yīng)用探索和產(chǎn)業(yè)培育相互帶動，一體化發(fā)展階段。近年來，量子信息技術(shù)已成為全球主要國家在前沿科技領(lǐng)域布局的重點(diǎn)方向，政策規(guī)劃布局和資金投入力度不斷加大，三大領(lǐng)域2018目 錄一、量子信息領(lǐng)域總體發(fā)展態(tài)勢 1（一）量子信息技術(shù)開辟未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展新賽道 1（二）量子信息科研探索與技術(shù)創(chuàng)新高度活躍 3（三）量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究取得階段性成果 6（四）企業(yè)數(shù)量增長放緩，投融資保持高水平 9二、量子計(jì)算研究與應(yīng)用進(jìn)展 14（一）硬件系統(tǒng)多技術(shù)路線并行，科研亮點(diǎn)成果涌現(xiàn) 14（二）量子糾錯研究備受關(guān)注，距離實(shí)用化仍有差距 18（三）軟件與云平臺多元開放發(fā)展，成熟度有待提升 21（四）多領(lǐng)域持續(xù)探索應(yīng)用場景，歐美產(chǎn)業(yè)生態(tài)活躍 25（五）構(gòu)建測評體系成為熱點(diǎn)，支撐技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展 29三、量子通信研究與應(yīng)用進(jìn)展 33（一）量子密鑰分發(fā)科研持續(xù)推進(jìn)，量子衛(wèi)星受關(guān)注 33（二）量子信息網(wǎng)絡(luò)是研究熱點(diǎn)，多方推動前沿探索 36（三）量子保密通信應(yīng)用持續(xù)探索，仍存在問題爭議 40（四）抗量子加密標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，升級遷移逐步啟動 43四、量子精密測量研究與應(yīng)用進(jìn)展 47（一）新技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，基礎(chǔ)前沿研究亮點(diǎn)紛呈 47（二）歐美加大布局與投資力度，推動重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用 50（三）光鐘性能指標(biāo)穩(wěn)步提升，秒定義更新研究啟動 54（四）產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建初具雛形，規(guī)模商用仍面臨挑戰(zhàn) 58五、量子信息領(lǐng)域發(fā)展與展望 60附錄：量子信息領(lǐng)域國際/國內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 64圖目錄圖1量子信息各領(lǐng)域（a）科研論文（b）專利申請年度變化趨勢 4圖2量子信息各領(lǐng)域全球科研論文總量前十位國家 4圖3量子信息各領(lǐng)域全球科研論文總量前十位機(jī)構(gòu) 5圖4量子信息各領(lǐng)域我國專利申請總量前十位省市 6圖5量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）領(lǐng)域分布（b）年度增長趨勢 10圖6量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）國家分布（b）領(lǐng)域/區(qū)域?qū)Ρ?11圖7量子信息領(lǐng)域獨(dú)角獸企業(yè)（a）國家分布（b）平均估值 12圖8量子信息領(lǐng)域企業(yè)投融資事件與金額年度變化趨勢 13圖9量子計(jì)算主要技術(shù)路線核心指標(biāo)發(fā)展趨勢 15圖10量子計(jì)算軟件技術(shù)體系框架 22圖11量子計(jì)算硬件性能基準(zhǔn)測評指標(biāo)體系 30圖12量子計(jì)算測評體系1.0. 32圖13新型協(xié)議QKD系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（a）TF-QKD（b）CV-QKD 33圖14量子信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)（a）城域三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)（b）量子存儲器互聯(lián) 39圖15美國NIST抗量子密碼（PQC）標(biāo)準(zhǔn)化歷程 44圖16量子精密測量主要技術(shù)方案與產(chǎn)品發(fā)展成熟度 48圖17秒定義更新路線圖任務(wù)完成度 56表目錄表1量子精密測量技術(shù)國防領(lǐng)域應(yīng)用前景概況 52表2ITU-T量子信息領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn) 64表3ISO/IEC量子信息領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn) 65表4ETSI量子信息領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn) 65表5TC578量子信息領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn) 66表6TC485量子信息領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn) 66表7CCSA量子信息領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 67表8CSTC量子信息領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 67表9DL/TC27量子信息領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 67一、量子信息領(lǐng)域總體發(fā)展態(tài)勢（一）量子信息技術(shù)開辟未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展新賽道量子信息技術(shù)是量子科技的重要組成部分，通過調(diào)控和觀測亞原子尺度的微觀物理系統(tǒng)，利用量子疊加、量子糾纏、量子隧穿等新穎量子物理學(xué)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)信息的感知、計(jì)算和傳輸。量子信息技術(shù)主要包括量子計(jì)算、量子通信和量子精密測量三大領(lǐng)域，在提升計(jì)算復(fù)雜問題運(yùn)算處理能力、加強(qiáng)信息安全保護(hù)能力、提高傳感測量精度等方面，具備超越經(jīng)典信息技術(shù)的潛力，有望帶來改變游戲規(guī)則的顛覆性創(chuàng)新，成為加快推動前沿科技領(lǐng)域探索、信息通信技術(shù)演進(jìn)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎和加速器。量子計(jì)算以量子比特為基本單元，利用量子疊加和干涉等原理實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算，有望產(chǎn)生全新計(jì)算范式，在計(jì)算復(fù)雜問題中帶來指數(shù)級加速優(yōu)勢，是未來計(jì)算能力跨越式發(fā)展的重要方向。當(dāng)前，量子計(jì)算多種技術(shù)路線并行發(fā)展，原型機(jī)工程化研發(fā)進(jìn)展迅速，應(yīng)用場景探索廣泛開展，產(chǎn)業(yè)生態(tài)初具雛形?；诹孔蛹m錯實(shí)現(xiàn)可支持大規(guī)模量子線路運(yùn)行的邏輯量子比特，以及基于原型機(jī)在實(shí)際應(yīng)用問題中實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算加速和量子優(yōu)越性應(yīng)用，是下一階段的兩個(gè)主要發(fā)展目標(biāo)。量子通信利用量子疊加態(tài)或糾纏效應(yīng)，在經(jīng)典通信輔助下實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)或量子信息傳輸，具有理論協(xié)議層面的可證明安全性?；诹孔用荑€分發(fā)（QKD）和量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）等方案的量子保密通信技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段，新型協(xié)議研究與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)持續(xù)開展，樣機(jī)產(chǎn)品研發(fā)和平臺服務(wù)探索不斷推進(jìn)，但實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用仍需推動產(chǎn)品和服務(wù)提質(zhì)降本?；诹孔与[形傳態(tài)、量子存儲中量子精密測量對外界物理量變化導(dǎo)致的微觀物理系統(tǒng)量子態(tài)變化進(jìn)行調(diào)控和觀測，實(shí)現(xiàn)高精度傳感測量，精度、靈敏度和穩(wěn)定性等核心指標(biāo)比傳統(tǒng)技術(shù)有數(shù)量級提升。量子精密測量包含多種技術(shù)方向和應(yīng)用領(lǐng)域，技術(shù)成熟度與應(yīng)用發(fā)展水平各異，其中微波原子鐘、冷原子重力儀、光量子雷達(dá)、量子磁力儀等產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，光學(xué)原子鐘、原子陀螺儀、里德堡原子天線等主要處于科研攻關(guān)和樣機(jī)研制階段。量子精密測量應(yīng)用場景涉及國防軍工、航空航天、生物醫(yī)療、地質(zhì)/資源勘測等眾多領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。量子信息技術(shù)是開辟未來產(chǎn)業(yè)新賽道的重要發(fā)展方向。當(dāng)前，量子信息領(lǐng)域已進(jìn)入科技攻關(guān)、工程研發(fā)、應(yīng)用探索和產(chǎn)業(yè)培育相互帶動和一體化發(fā)展的關(guān)鍵階段，加快核心技術(shù)攻關(guān)、推動科技成果轉(zhuǎn)化、構(gòu)建自主產(chǎn)業(yè)體系，是培育未來產(chǎn)業(yè)競爭力的核心。2024121https:///yaowen/liebiao/202403/content_6939153.htm2https:///zhengce/202407/content_6963770.htm完善推動量子科技等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和治理體系，引導(dǎo)新興產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。量子科技發(fā)展規(guī)劃、細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展布局和未來產(chǎn)3（二）量子信息科研探索與技術(shù)創(chuàng)新高度活躍量子信息科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展持續(xù)加速。量子計(jì)算、量子（PQC）逐步受到重視，PQC1（a）科研論文 （b）專利申請來源：中國信息通信研究院整理（截至2024年10月）3https:///zhengce/zhengceku/202401/content_6929021.htm圖1量子信息各領(lǐng)域（a）科研論文（b）專利申請年度變化趨勢4PQC領(lǐng)域在2018量20182019PQC2018來源：中國信息通信研究院整理（截至2024年10月）圖2量子信息各領(lǐng)域全球科研論文總量前十位國家量子信息各領(lǐng)域的全球科研論文總量前十位的國家統(tǒng)計(jì)如圖24科研論文統(tǒng)計(jì)基于WOS核心數(shù)據(jù)庫檢索，專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)有滯后效應(yīng)，近2年數(shù)據(jù)包含預(yù)測值。所示。中、美、德三國在量子信息科研論文數(shù)量方面占據(jù)前列，在科研成果輸出方面表現(xiàn)突出，日本、英國、印度、法國等國家也具量和PQC來源：中國信息通信研究院整理（截至2024年10月）圖3量子信息各領(lǐng)域全球科研論文總量前十位機(jī)構(gòu)量子信息各領(lǐng)域的全球科研論文總量前十位的機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)如圖3（、馬里蘭大學(xué)系統(tǒng)（含分校、國普朗克學(xué)會、亥姆霍茲學(xué)會等機(jī)構(gòu)也是量子信息領(lǐng)域的科研重鎮(zhèn)。來源：中國信息通信研究院整理（截至2024年10月）圖4量子信息各領(lǐng)域我國專利申請總量前十位省市量子信息各領(lǐng)域我國專利申請總量前十位的省市統(tǒng)計(jì)如圖4所示。北京、安徽、江蘇、廣東、浙江、湖北等地已成為量子信息領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新高地。其中，安徽地區(qū)量子計(jì)算領(lǐng)域院校和企業(yè)聚集度較高，專利數(shù)量領(lǐng)先。量子通信和量子精密測量領(lǐng)域，北京專利PQC（三）量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究取得階段性成果標(biāo)準(zhǔn)對于量子信息科技成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)品應(yīng)用推廣和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)具有重要作用。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通過規(guī)范產(chǎn)品和應(yīng)用的功能及性能一致性，保障安全性和互操作能力，可提升產(chǎn)業(yè)鏈分工合作水平與研發(fā)效率，降低系統(tǒng)成本，通過行業(yè)規(guī)范可增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力和用戶認(rèn)可度，引導(dǎo)和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化也是全球202475QKD近年來，隨著量子信息三大領(lǐng)域的原型機(jī)研發(fā)、產(chǎn)品研制、應(yīng)用場景探索、網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)平臺建設(shè)部署等快速發(fā)展，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制I-T、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織與國際電工委員會（IIC、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會5https:///wp-content/uploads/2024/07/USG-NSSCET_Implementation_Rdmap_v7_23.pdf58（45）（C、電力行業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（/27）等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織，紛紛開展了量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)布局，推動標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)并取得階段性成果。量子信息領(lǐng)域已發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)2~9。國際標(biāo)準(zhǔn)方面，ITU-T已成為量子通信領(lǐng)域的重要標(biāo)準(zhǔn)化平臺，在QKD321727ITU-TETSI在QKD標(biāo)準(zhǔn)QKD1613項(xiàng)。ISO/IEC2項(xiàng)QKD安全性框架與測試國際標(biāo)準(zhǔn)，1項(xiàng)量子計(jì)算術(shù)語國際標(biāo)準(zhǔn)。20241月，ISO/IEC成立量子技術(shù)聯(lián)合技術(shù)委員會（JTC3）6，由英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（BSI）擔(dān)任秘書處，韓國全州大學(xué)HaeseongLee（量JTC3166https:///news/new-joint-committee-quantum-technologies1國家標(biāo)準(zhǔn)方面，TC578負(fù)責(zé)量子計(jì)算和量子測量領(lǐng)域，目前已817項(xiàng)，743項(xiàng)。TC485負(fù)責(zé)量子通信領(lǐng)域，目前已發(fā)布《量子保密通信應(yīng)用基本要21324項(xiàng)，協(xié)會標(biāo)237計(jì)算云平臺和量子測量網(wǎng)絡(luò)等量子信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究。CSTC從密碼行業(yè)角度，制定發(fā)布了2QKD相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。DL/TC271（四）企業(yè)數(shù)量增長放緩，投融資保持高水平企業(yè)是量子信息領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新主體，在推動工程技術(shù)研發(fā)攻關(guān)、科技成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系構(gòu)建等方面發(fā)揮重要作用。量子信息企業(yè)數(shù)量、分布和投融資情況，是觀察量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢的重要視角，報(bào)告對全球量子計(jì)算、量子通信、量子精密測量和PQC領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)及其投融資情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為業(yè)界提供參考。7https:///committee/10138914.htmlPQC5600300家，占比超過一半，量子通信和量子PQC標(biāo)準(zhǔn)60家。（a）領(lǐng)域分布 （b）年度增長趨勢來源：中國信息通信研究院（截至2024年10月）圖5量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）領(lǐng)域分布（b）年度增長趨勢過去十年間，量子信息初創(chuàng)企業(yè)數(shù)量經(jīng)歷了一輪爆發(fā)式增長，2017-202150202166家。2022年起企業(yè)增速放緩的主要原因包括：全球經(jīng)濟(jì)不確定性和人工智能大模型爆發(fā)導(dǎo)致資金緊張，量子信息領(lǐng)域技術(shù)攻關(guān)和規(guī)?；瘧?yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)，高技術(shù)與人才門檻導(dǎo)致新企業(yè)玩家難以進(jìn)入等。（a）國家分布 （b）領(lǐng)域分布來源：中國信息通信研究院（截至2024年10月）圖6量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）國家分布（b）領(lǐng)域/區(qū)域?qū)Ρ?從國家分布看，176家，全球占比超四分之一，107家，數(shù)量位居第二，其他國家如加拿大、英國、德國、法國、日本、荷蘭等也擁有較強(qiáng)企業(yè)競爭力。從領(lǐng)域分布看，量子計(jì)200家，全球占比接近三分之二，科技巨頭和初創(chuàng)企業(yè)在數(shù)量規(guī)模和創(chuàng)新能力方面表現(xiàn)突出，產(chǎn)業(yè)生態(tài)高度集中。量子通信領(lǐng)域我國企業(yè)數(shù)量領(lǐng)先，全球占比超過三分之一，主要業(yè)務(wù)涉及量子保密通信產(chǎn)品研發(fā)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和示范應(yīng)用等。量子精密測量領(lǐng)域全球企業(yè)數(shù)量超過百家，歐美企業(yè)數(shù)量相近，其中有大量國防、機(jī)械、電子等領(lǐng)域行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，我國量子精密測量PQC領(lǐng)域企業(yè)2016（a）國家分布 （b）平均估值來源：中國信息通信研究院（截至2024年10月）圖7量子信息領(lǐng)域獨(dú)角獸企業(yè)（a）國家分布（b）平均估值89202410月，12，如圖7467%，加拿大、澳大利亞、芬蘭和法國各有一家。從估值水平看，全球量子獨(dú)角獸企業(yè)總20090%份額。美135342180%1家8獨(dú)角獸企業(yè)一般指成立不超過10年、估值超過10億美元的未上市企業(yè)。9準(zhǔn)獨(dú)角獸企業(yè)一般指成立不超過10年、估值超過1億美元的未上市企業(yè)。90%20165家準(zhǔn)獨(dú)角獸企業(yè)，全部集中在量子計(jì)算領(lǐng)域，3114.552020年及43家，我國量子上市企業(yè)平均市值為8億美元，高于美國企業(yè)的5億美元。來源：中國信息通信研究院（截至2024年10月）圖8量子信息領(lǐng)域企業(yè)投融資事件與金額年度變化趨勢8202360066300筆，金4780107812億美元，量子通信和PQC融資規(guī)模較小，合計(jì)約8.3億美元。二、量子計(jì)算研究與應(yīng)用進(jìn)展（一）硬件系統(tǒng)多技術(shù)路線并行，科研亮點(diǎn)成果涌現(xiàn)量子計(jì)算硬件保持超導(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)展態(tài)勢。其中，超導(dǎo)和硅半導(dǎo)體路線利用9來源：中國信息通信研究院圖9量子計(jì)算主要技術(shù)路線核心指標(biāo)發(fā)展趨勢。202312月，IBM位物理比特超導(dǎo)量子處理器Condor133Heron10。2024年，芬蘭IQM99.91%CZ和T21.155ms11，成為超導(dǎo)樣機(jī)新紀(jì)錄。此外，超導(dǎo)量子比特QuantumFlowermon超導(dǎo)量子比特12，有望提升相干時(shí)間，降低制造復(fù)雜IQM與慕尼黑大學(xué)聯(lián)合優(yōu)化Transmon10https:///quantum/summit-202311https:///newsroom/press-releases/iqm-achieves-new-technology-milestones12/10.1103/PhysRevLett.132.017003分析驗(yàn)證了電荷宇稱切換效應(yīng)13。合肥實(shí)驗(yàn)室研制504位物理比特超147215。離子阱路線利用電荷與磁場間的交互作用力約束帶電粒子，構(gòu)建二能級系統(tǒng)，具有操控精度高、相干時(shí)間長、全連接性等優(yōu)勢，囚禁離子數(shù)量、邏輯門保真度等關(guān)鍵指標(biāo)不斷提升，保持較強(qiáng)競爭力。2024Quantinuum離子阱原型機(jī)實(shí)現(xiàn)99.9979和99.914%的單/雙比特邏輯門保真度，量子體積1,048,57616，進(jìn)一步OxfordIonics/99.9992%99.97%1751230018子發(fā)布可穩(wěn)定囚禁和冷卻108個(gè)離子的高通光離子阱量子計(jì)算工程樣機(jī)19。中性原子路線利用光鑷或光晶格捕獲并囚禁原子，激光激發(fā)原子里德堡態(tài)實(shí)現(xiàn)邏輯門操作，在可擴(kuò)展性、相干時(shí)間、操控精度等方面具有優(yōu)勢，比特規(guī)模擴(kuò)展迅速，。2023122801個(gè)13/10.1038/s41534-024-00860-714https:///cm/202404/t20240428_5012902.shtml15/zh/new_detail.html?newId=39416https:///news/quantinuum-extends-its-significant-lead-in-quantum-computing-achieving-historic-milestones-for-hardware-fidelity-and-quantum-volume17https:///announcements/oxford-ionics-breaks-global-quantum-performance-records18/10.1038/s41586-024-07459-019/c/8d3q2TQHX2t7，40348220。2024年，德國達(dá)姆施塔特工130521Pasqal208022Infleqtion99.902%99.35%的單/雙量子比特門保真度23。中科24。光量子路線可利用多種光子自由度構(gòu)建光量子比特，可支持室溫工作、相干時(shí)間長、操控簡單，包含邏輯門型光量子計(jì)算和專用光量子計(jì)算兩類，前者朝通用量子計(jì)算發(fā)展，后者面向組合優(yōu)化等問題求解應(yīng)用。2024QuiXQuantum在光量子芯片上演示GHZ態(tài)生成，展示了基于集成光子（PIC）技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？蓴U(kuò)展光量子計(jì)算的前景25AlquorBia量子計(jì)26550550W27。硅半導(dǎo)體路線控制硅基襯底量子點(diǎn)中束縛電子或原子核的自旋20/10.1038/s41586-023-06927-321/10.1364/OPTICA.51355122https:///news/pasqal-exceeds-1000-atoms-in-quantum-processor/23/10.48550/arXiv.2408.0828824/10.1038/s41586-024-07689-225https:///news/quix-quantum-technology-unlocks-key-to-scaling-photonic-quantum-computing26https:///news/bia-launch27https:///newsDetail?id=23399.9%2829。澳大利亞Diraq在SiMOS99%31。總體而言，量子計(jì)算硬件技術(shù)路線競爭尚無融合收斂趨勢。各類原型機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)水平距離大規(guī)模通用量子計(jì)算要求仍有很大差距。未來需要在提升量子比特規(guī)模的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)量子糾錯和高精度邏輯門操控，仍需學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界持續(xù)開展協(xié)同攻關(guān)。（二）量子糾錯研究備受關(guān)注，距離實(shí)用化仍有差距28/10.1038/s41586-024-07275-629https://q-portal.riken.jp/topic_detail?topic_id=T20240084&lang=ja30/10.1038/s41567-024-02614-w31/10.1021/acs.nanolett.4c01781色碼等量子糾錯方案在近年來逐步成為業(yè)界開展研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的關(guān)注熱點(diǎn)。量子計(jì)算硬件能力提升為量子糾錯研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供了有力支持。13家機(jī)構(gòu)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)提出32101個(gè)量子比特組成、碼7的表面碼，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)（0.143±0.003）%的量子比特錯誤率，Quantinuum3356比特H2的120.024錯誤率，性能提升22Quantinuum34304擈—58×擈t錯誤率降低近03基于uaium新型量子糾錯編碼方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證取得諸多重要進(jìn)展。2024年，IBM提出基于量子低密度奇偶校驗(yàn)碼的糾錯方案36，實(shí)現(xiàn)0.7%0.1%28812公司提出基于玻色子貓態(tài)量子比特和量子低密度奇偶校32/10.48550/arXiv.2408.1368733/10.48550/arXiv.2409.0462834/10.48550/arXiv.2404.0228035/10.48550/arXiv.2408.0886536/10.1038/s41586-024-07107-737/10.1038/s41586-023-06846-3驗(yàn)碼的新型糾錯編碼方案38，基于1500個(gè)物理量子比特編碼實(shí)現(xiàn)錯誤率擈—810030%45%，首次利用邏輯量子比特實(shí)驗(yàn)證40。當(dāng)前，量子糾錯仍處于技術(shù)方案開放探索和原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。雖然部分量子糾錯編碼方案和實(shí)驗(yàn)演示，已在量子比特相干時(shí)間和邏輯門錯誤率等關(guān)鍵指標(biāo)方面有很大提升，也宣稱實(shí)現(xiàn)邏輯量子比特。但需要指出的是，邏輯量子比特目前業(yè)界尚無準(zhǔn)確定義和表征方式，通?？芍改軌蜷L時(shí)間保持相干性，以極低的邏輯門操作擈—1238/10.48550/arXiv.2401.0954139/10.1126/sciadv.adp638840/10.1038/s41567-024-02446-8錯編碼技術(shù)方案和實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多種不同量子糾錯編碼的協(xié)同轉(zhuǎn)換，構(gòu)建以硬件資源利用率、糾錯操作效率等指標(biāo)為表征的量子糾（三）軟件與云平臺多元開放發(fā)展，成熟度有待提升量子計(jì)算軟件是連接量子計(jì)算機(jī)與用戶的橋梁，通過對應(yīng)用場景中的計(jì)算復(fù)雜問題進(jìn)行建模和抽象，適配并運(yùn)行量子算法，執(zhí)行編譯優(yōu)化形成量子計(jì)算機(jī)的控制與讀取信號，與硬件系統(tǒng)協(xié)同完成計(jì)算任務(wù)。此外，面向超導(dǎo)等技術(shù)路線的量子芯片電子設(shè)計(jì)自動化/多源10來源：中國信息通信研究院圖10量子計(jì)算軟件技術(shù)體系框架量子計(jì)算應(yīng)用軟件提供構(gòu)建和操作量子程序的工具集，諸如開發(fā)組件、調(diào)試優(yōu)化工具和應(yīng)用算法包等，支持開發(fā)者設(shè)計(jì)和執(zhí)行量2024Quantinuum然語言處理軟件lambeq0.4.041AzureQuantumElements42IBMQiskit軟件，進(jìn)一步提高量子硬件電路優(yōu)化速度和存儲44Intel（QuantumSDK）1.1版本45。量子計(jì)算測控軟件用于控制和處理硬件，執(zhí)行運(yùn)算操作并讀取結(jié)果，支持測量結(jié)果反饋、芯片校準(zhǔn)和量子糾錯等功能。是德科技已在其量子控制系統(tǒng)中集成了Q-CTRL公司BoulderOpal軟件的硬件優(yōu)化和自動化功能，提供量子處理器表征和優(yōu)化功能46。QuantrolOx公司推出量子比特自動化控制軟件QuantumEdge，支持41https:///qai/lambeq42/en-us/quantum-elements/product-overview43/44/2024-05-15-IBM-Expands-Qiskit,-Worlds-Most-Performant-Quantum-Software45https:///content/www/cn/zh/content-details/816508/intel-quantum-sdk.html46https:///news/home/20240313371338/en/Keysight-and-Q-CTRL-Team-Up-to-Accelerate-Infrastructure-Quantum-Software47。量子計(jì)算EDA軟件EDAQuantumPro，實(shí)48。同時(shí)實(shí)現(xiàn)量子與經(jīng)典等多源異構(gòu)算力協(xié)同。微軟將AzureQuantum49CUDA-Q-50。總體而言，量子計(jì)算軟件仍處于百花齊放、百家爭鳴的初級階段。歐美企業(yè)技術(shù)迭代快、成果發(fā)布多，在開源社區(qū)影響力和用戶生態(tài)等方面占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢。由于量子計(jì)算硬件技術(shù)成熟度不足，量子編譯、測控和管理等軟件系統(tǒng)仍需與硬件發(fā)展同步探索升級。量量子計(jì)算云平臺已成為融合軟硬件能力，支撐應(yīng)用探索與生態(tài)培育的核心匯聚點(diǎn)。通過遠(yuǎn)程接入方式為用戶提供便捷的量子計(jì)算47/quantum-edge/48https:///cn/zh/about/newsroom/news-releases/2024/0227-pr24-036-keysight-introduces-quantumpro-delivering--first-i.html49/zh-cn/azure/quantum/intro-to-resource-estimation50/cuda-q硬件資源訪問功能與算力服務(wù)，云平臺有望成為未來量子計(jì)算商業(yè)化落地重要模式。近年來，國內(nèi)外科技企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)紛紛推出了量子計(jì)算云平臺服務(wù)。量子計(jì)算領(lǐng)域科技企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)等，通過自研、-經(jīng)典計(jì)算融合架構(gòu)與服務(wù)。202312月，IBMQuantum云平臺集成Q-CTRLQ-CTRLEmbedded51，將量子算法1010524azonBraketBraketDirect計(jì)劃，為開發(fā)者提供指定時(shí)間段保留AQT53504Quafu5556。量子計(jì)算云平臺實(shí)現(xiàn)商業(yè)化服務(wù)能力需進(jìn)一步提升軟硬件水平。雖然國內(nèi)外業(yè)界已有諸多量子計(jì)算云平臺建設(shè)與服務(wù)實(shí)踐探索，但51/blog/q-ctrl-integrates-its-error-suppression-technology-into-ibm-quantum-services52/10.1103/PhysRevApplied.20.02403453https:///enterprise-telecoms/deutsche-telekom-strikes-yet-another-quantum-computing-deal54https:///cm/202404/t20240428_5012902.shtml5556/api/page/wyqcloud/web/console/#/overview_home需要指出的是，當(dāng)前量子計(jì)算云平臺的各類型硬件資源在物理量子比特規(guī)模、邏輯門保真度、可執(zhí)行量子線路層數(shù)等核心指標(biāo)方面，距離解決實(shí)用化計(jì)算復(fù)雜問題的規(guī)模與精度要求還有較大差距，主要面向科普教育、算法研究、應(yīng)用案例原理驗(yàn)證等場景提供免費(fèi)服務(wù)，商業(yè)化模式尚未完全成熟。未來，打造量子計(jì)算云平臺商業(yè)價(jià)值的核心在于提升量子計(jì)算機(jī)硬件能力，在實(shí)用化問題中實(shí)現(xiàn)問題求解加速或量子優(yōu)越性，才能形成量子計(jì)算云平臺和服務(wù)的商業(yè)邏輯閉環(huán)，真正實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算系統(tǒng)的算力輸出與服務(wù)能力。（四）多領(lǐng)域持續(xù)探索應(yīng)用場景，歐美產(chǎn)業(yè)生態(tài)活躍20245730057/10.1038/s41586-024-07689-2耦合強(qiáng)度和模式的長程量子伊辛模型量子模擬，實(shí)現(xiàn)可單比特分辨的量子態(tài)測量58。IBM和克利夫蘭診所合作利用量子-經(jīng)典混合方法預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并有效提升預(yù)測精度59。Novonesis和Kvantify使用-6061。量子組合優(yōu)化通過量子技術(shù)為大規(guī)模復(fù)雜組合優(yōu)化問題提供高2024Classiq62IonQ與德國基礎(chǔ)科學(xué)研究中心將量子計(jì)算應(yīng)用于航班登機(jī)口優(yōu)化，提升服務(wù)64。量子人工智能是兩大前沿領(lǐng)域的交叉研究熱點(diǎn)，利用量子計(jì)算提升機(jī)器學(xué)習(xí)等算法運(yùn)行效率，有望在金融、交通、氣象等領(lǐng)域應(yīng)用。2024年，英國石油公司和ORCA使用混合量子-經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)方法探索量子計(jì)算提升化學(xué)領(lǐng)域機(jī)器學(xué)習(xí)算法潛力65。美國Zapata58/10.1038/s41586-024-07459-059/10.1021/acs.jctc.4c0006760https:///inspiration/worlds-first-calculation-of-enzymatic-reactions-on-a-quantum-computer61/2024/01/09/microsoft-puts-azure-quantum-elements-to-work/62/cn/blogs/quantum-computing/citi-and-classiq-advance-quantum-solutions-for-portfolio-optimization/63/news/news-details/2024/IonQ-and-DESY-Research-Highlights-Quantums-Potential-Benefits-for-Airport-Flight-Gate-Optimization/default.aspx64https:///about/highlight/2024-06-vehicle-routing-efficient-qubits65/news/university-government-and-industry-researchers-join-forces-explore-how-quantum-computing-could和InsilicoMedicine合作利用量子人工智能開發(fā)具有更高結(jié)合親和力的新型KRAS抑制劑分子66。帝國理工學(xué)院和谷歌將新型數(shù)學(xué)方法與費(fèi)米子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，尋找量子化學(xué)領(lǐng)域分子狀態(tài)建模解決方案67。量子線性代數(shù)涵蓋多種量子算法，有望為密碼學(xué)、交通物流等2024RegevShorShor算法在小規(guī)6869。量子計(jì)算應(yīng)用探索仍未實(shí)現(xiàn)“殺手級”應(yīng)用突破，當(dāng)前應(yīng)用案例受限于硬件能力不足，在問題規(guī)模和求解精度等方面難以體現(xiàn)指數(shù)級加速求解的量子優(yōu)越性，主要屬于原理性驗(yàn)證和可行性實(shí)驗(yàn)。20247Gartner70近年來，量子計(jì)算企業(yè)數(shù)量不斷增長，上中下游相關(guān)企業(yè)數(shù)量已達(dá)300余家，產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)已初步形成并持續(xù)發(fā)展，歐美量子計(jì)算企業(yè)數(shù)量眾多，產(chǎn)業(yè)生態(tài)高度活躍。66https://zapata.ai/news/for-the-first-time-quantum-enhanced-generative-ai-generates-viable-cancer-drug-candidates/67/10.1126/science.adn013768/2024/toward-code-breaking-quantum-computer-082369/10.1038/s41567-024-02535-870https:///en/documents/5573927產(chǎn)業(yè)鏈上游涵蓋量子計(jì)算機(jī)研制所需的核心材料、器件、組件，以及環(huán)境支撐與測控系統(tǒng)等，是量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)的支撐底座。當(dāng)前，多種量子計(jì)算技術(shù)路線并行發(fā)展，導(dǎo)致上游供應(yīng)鏈存在發(fā)展不確定性和碎片化趨勢。歐美企業(yè)在高端材料、高性能光電器件和加工制造裝備等領(lǐng)域具備傳統(tǒng)優(yōu)勢，對打造量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈提供有力支持。我國近年來在低溫電子學(xué)組件、集成化測控系統(tǒng)，以及稀釋制冷機(jī)、電子束曝光機(jī)等重點(diǎn)裝備攻關(guān)方面取得重要突破，但供應(yīng)鏈整體自主保障能力仍有待進(jìn)一步提升。產(chǎn)業(yè)鏈中游企業(yè)包括量子計(jì)算原型機(jī)制造商和軟件供應(yīng)商，是產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)包括云平臺供應(yīng)商和行業(yè)應(yīng)用企業(yè)等。IBM、微軟、亞馬遜等量子計(jì)算云平臺在硬件水平和用戶數(shù)量等方面處于領(lǐng)先，支持量子算法研究和應(yīng)用場景探索成果豐富。歐美金融、化工、交通等領(lǐng)域行業(yè)應(yīng)用企業(yè)高度關(guān)注量子計(jì)算應(yīng)用探索，研發(fā)布局和投入力度均保持較高水平。我國量子計(jì)算云平臺在軟硬件能力和業(yè)務(wù)模式探索等方面仍需進(jìn)一步提升和突破，行業(yè)領(lǐng)域企業(yè)對量子計(jì)算應(yīng)用探索的關(guān)注和投入力度也有待加強(qiáng)。（五）構(gòu)建測評體系成為熱點(diǎn)，支撐技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展來源：中國信息通信研究院圖11量子計(jì)算硬件性能基準(zhǔn)測評指標(biāo)體系量子計(jì)算硬件性能基準(zhǔn)測評指標(biāo)體系從電路底層到應(yīng)用上層主要包括量子比特級、量子電路級、系統(tǒng)級、算法級和應(yīng)用級等五類指標(biāo)，不同層級基準(zhǔn)測評指標(biāo)側(cè)重點(diǎn)和適用性等方面存在差異。量子比特級、量子電路級等底層基準(zhǔn)，與量子芯片硬件關(guān)聯(lián)度高，通用性較好，可充分體現(xiàn)各種技術(shù)路線性能差異，便于硬件開發(fā)者精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案。系統(tǒng)級、算法級和應(yīng)用級等上層基準(zhǔn)則體現(xiàn)出更為集中和直觀的特點(diǎn)，屏蔽底層硬件細(xì)節(jié)，可通過少數(shù)關(guān)鍵參數(shù)綜合評價(jià)量子計(jì)算硬件系統(tǒng)整體性能，及其在解決特定應(yīng)量子計(jì)算性能基準(zhǔn)指標(biāo)和測試驗(yàn)證方法仍在持續(xù)開展研究探索。2023年12月，IBM提出每層門誤差（EPLG）評價(jià)指標(biāo)，能夠在更加準(zhǔn)確地評估串?dāng)_的同時(shí)，計(jì)算錯誤緩解所需的電路數(shù)量，此外，71EPLGCLOPShIBM價(jià)量子計(jì)算系統(tǒng)硬件性能。2024QEDC更新面向應(yīng)用VQE、量子機(jī)器學(xué)習(xí)等算法的測評基準(zhǔn)方法，同時(shí)引入了計(jì)算結(jié)果質(zhì)量和美國高度重視量子計(jì)算基準(zhǔn)測評能力與平臺建設(shè)。國防高級研74，共建9中國1271/abs/2311.05933/abs/2402.08985/2024/07/darpa-launches-quantum-benchmarking-initiative/https:///news-events/2024-07-16圖12量子計(jì)算測評體系1.0

來源：中國信息通信研究院在硬件層面，測評對象涵蓋各技術(shù)路線的通用和專用量子計(jì)算原型機(jī)，以及基于經(jīng)典計(jì)算實(shí)現(xiàn)的量子線路模擬器。在算法層面，通過控制量子算法執(zhí)行過程中的各種變量，可開展量子算法求解性能、加速優(yōu)勢、量子計(jì)算硬件兼容性、可擴(kuò)展性、通用性、實(shí)用性等方面測試評估。在軟件層面，鑒于量子計(jì)算軟件尚處于迭代起步的發(fā)展階段，體系主要借鑒經(jīng)典通用軟件的測評維度和測試方法，三、量子通信研究與應(yīng)用進(jìn)展（一）量子密鑰分發(fā)科研持續(xù)推進(jìn)，量子衛(wèi)星受關(guān)注基于QKDQRNG（a）TF-QKD 來源：（a）Phys.Rev.Lett.132,260802（b）Photon.Res.12,1485-149313QKD系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（a）TF-QKD（b）CV-QKD在QKD（TF）（CV）2024675TF-QKD502公里光纖傳輸，如圖1375/10.1103/PhysRevLett.132.26080277613（b）51.09Gbit/s密鑰成碼率，有望成為接入網(wǎng)高速Q(mào)KDQKD2024377524QKD，多芯光纖有助于提升高維QKD778BB8479光纖中QKD4.5kbit/s79基于真空腔和遠(yuǎn)距離空間透鏡陣列組合的真空光束波導(dǎo)（VBG）量子信道方案，信道損耗比光纖降低3個(gè)量級，同時(shí)具備高光譜帶寬優(yōu)勢，有望在無量子中繼條件下支持?jǐn)?shù)千公里級地面?zhèn)鬏?。在QRNG20231280DI-QRNG76/10.1364/PRJ.51990977/10.1038/s41467-024-45876-x78/10.1038/s41377-024-01488-079/10.1103/PhysRevLett.133.02080180/10.1073/pnas.2205463120可向公眾提供隨機(jī)數(shù)生成服務(wù)。20242月，山西大學(xué)報(bào)道81基于QRNG，隨機(jī)數(shù)580.7Mbit/s482-23Mbit/s，成為MDI-QRNG速率新紀(jì)錄。5月，東8實(shí)現(xiàn)高集成度G382Gbit/s。星地量子通信作為當(dāng)前突破量子態(tài)遠(yuǎn)距離傳輸瓶頸的主要技術(shù)QKD2016的星地量子通信實(shí)驗(yàn)，成為空間量子科學(xué)研究的開拓和引領(lǐng)者84。202220248月，85濟(jì)南一號微納QKD22.7500625MHz，具備雙向激光通信和100千克，單軌密鑰成碼量達(dá)595kbits886德國慕尼黑大學(xué)研制的QKD81/10.1038/s41534-024-00814-z82/article/10.1088/2058-9565/ad34f483/10.1038/s41928-024-01140-084/kxyj/qwfb/bps/202112/t20211224_394517.htm85/html/2408.10994v186/2024/08/20/germanys-qube-cubesat-explores-quantum-key-distribution-in-space-on-spacex-mission/QKD技術(shù)驗(yàn)證。加拿大滑鐵盧大學(xué)報(bào)道87完成量子加密和科學(xué)衛(wèi)星（QEYSSat）量子光源載荷研制，計(jì)劃明年正式發(fā)射。（二）量子信息網(wǎng)絡(luò)是研究熱點(diǎn)，多方推動前沿探索基于量子隱形傳態(tài)、量子存儲中繼和量子態(tài)轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建量子信息網(wǎng)絡(luò)，也稱量子互聯(lián)網(wǎng)或量子網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)量子信息系統(tǒng)的互聯(lián)組網(wǎng)，進(jìn)一步提升量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理能力和量子傳感器測量精度和靈敏度，帶來全新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和信息傳輸模式。量子信息網(wǎng)絡(luò)是量子信息三大領(lǐng)域未來融合發(fā)展的演進(jìn)方向，當(dāng)前主要處于技術(shù)方案探索和試驗(yàn)驗(yàn)證階段，國內(nèi)外科學(xué)研究高度活躍，在協(xié)在協(xié)議方案方面，提高量子隱形傳態(tài)的抗環(huán)境噪聲能力和傳輸20231088在超導(dǎo)量子處理器中，基于測量誘導(dǎo)相變方法實(shí)現(xiàn)量子比特間糾纏和隱2024189利用同種離子的兩對超精細(xì)結(jié)構(gòu)能級分別編碼通訊比特和存儲比特，利用雙色窄線寬激光實(shí)現(xiàn)兩種量子比特之間微秒量級的相干轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了無串?dāng)_的量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，為模塊化量子計(jì)算互聯(lián)提供系統(tǒng)簡59087https://uwaterloo.ca/institute-for-quantum-computing/news/quantum-sources-satellite-missions88/10.1038/s41586-023-06505-789/10.1038/s41467-023-44220-z90/10.1126/sciadv.adj3435化中的相位退相干，實(shí)現(xiàn)了克服環(huán)境噪聲的高保真度量子隱形傳態(tài)90%69190%9Quantinuum公司報(bào)道92基于橫向門和晶格手術(shù)兩種方式實(shí)現(xiàn)邏輯量子比特隱形97.5%在核心器件方面，研制高性能集成化量子態(tài)光源和探測器，提2023學(xué)報(bào)道93在摻餌離子晶體固態(tài)量子存儲器中實(shí)現(xiàn)電信波段糾纏光子202449430%，突破電信波段955月，英國布里斯托大學(xué)報(bào)道96實(shí)現(xiàn)硅基量子光探測器芯片，尺寸為79792/10.1126/science.adp601694/10.1038/s41467-024-47551-795/10.1038/s41467-024-47551-796/10.1126/sciadv.adk689097/10.1126/science.ado647190%898高品質(zhì)微腔四波混頻方案的硅基集成量子光源，糾纏光子對的線寬25.9MHz0.973在轉(zhuǎn)換接口方面，實(shí)現(xiàn)里德堡原子、電子自旋等體系中微波量202310月，99-57dB16MHz3.8K，具備室溫100mK20243101-410298/10.1103/PhysRevLett.133.08380399/10.1038/s41566-023-01295-w100/10.1063/5.0170324101/10.1038/s41567-024-02409-z102/10.1126/sciadv.adi7346 （a）城域三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò) （b）量子存儲器互聯(lián)來源：（a）Naturev629,p579–585(2024)（b）Naturev629,p573–578(2024)圖14量子信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)（a）城域三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)（b）量子存儲器互聯(lián)在組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)方面，在現(xiàn)網(wǎng)中開展基于量子存儲的糾纏傳輸和組2024510314（a）12.5公里，成為國際首個(gè)城域多節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。哈佛大學(xué)報(bào)道104在波士頓地區(qū)光纖線路實(shí)現(xiàn)兩個(gè)金剛石色心量子存儲器節(jié)點(diǎn)間光量子糾纏，如圖35910514.410月，103/10.1038/s41586-024-07308-0104/10.1038/s41586-024-07252-z105/10.1038/s41534-024-00886-x中科大報(bào)道106基于多模式固態(tài)量子存儲實(shí)現(xiàn)7公里現(xiàn)網(wǎng)光纖的量子邏輯門非局域隱形傳態(tài)，開展了分布式量子計(jì)算演示實(shí)驗(yàn)?？傮w而言，量子信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)仍處于前沿研究和開放探索階段，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化需要突破高性能量子糾纏光源、實(shí)用化量子存儲等瓶頸，還需根據(jù)量子計(jì)算技術(shù)演進(jìn)和收斂情況，明確頻率轉(zhuǎn)換接口等實(shí)現(xiàn)方案。2024年9月，美國國家量子計(jì)劃咨詢委員會107，指出量子網(wǎng)絡(luò)并非取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將助推量子信息領(lǐng)域發(fā)展，具有重要應(yīng)用前景。目前，雖有原型樣機(jī)和小規(guī)模演示實(shí)驗(yàn)，但技術(shù)成熟度有限仍需持續(xù)攻關(guān)。美國應(yīng)加大使能技術(shù)研發(fā)投資，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)功能層協(xié)議模型，重點(diǎn)構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)網(wǎng)和測試平臺，強(qiáng)化國際（三）量子保密通信應(yīng)用持續(xù)探索，仍存在問題爭議基于QRNGQKD安全性，可提升對稱加密應(yīng)用中的密鑰安全性和更新速率。QRNG基于真空漲落、相位漲落、自發(fā)放大輻射（ASE）噪聲等多種類型量子熵源數(shù)字采集和后處理壓縮生成量子隨機(jī)數(shù)，可提升隨機(jī)序列DIe、106/10.1038/s41467-024-52912-3107https:///wp-content/uploads/2024/09/NQIAC-Report-Quantum-Networking.pdf傳輸層安全（S、光傳送網(wǎng)安全（ec）等加密協(xié)議中的協(xié)商密鑰融合，QRNG生成的量子隨機(jī)數(shù)與數(shù)字簽名、加密等算法中的初始隨機(jī)向量等融合，可以實(shí)現(xiàn)更高安全性的身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)加量子保密通信應(yīng)用場景探索在金融、能源、數(shù)據(jù)中心、移動通信等行業(yè)和領(lǐng)域持續(xù)開展。英國匯豐銀行、美國摩根大通等開展利用QKD108QKD110QKD技術(shù)融合應(yīng)用探索，提供數(shù)據(jù)傳輸加密的“量子密鑰即服務(wù)”應(yīng)用111。中電信量子推出華為Mate60ProSIM卡密112SKT芯片的GalaxyQuantum5量子安全手機(jī)，使用量子隨機(jī)數(shù)進(jìn)113。廣泛使用量子保密通信技術(shù)開展融合加密應(yīng)用仍面臨諸多問題108https:///news-and-views/news/media-releases/2023/hsbc-pioneers-quantum-protection-for-ai-powered-fx-tradinghttps:///technology/news/firm-establishes-quantum-secured-crypto-agile-network109https://www.iof.fraunhofer.de/en/pressrelease/2024/Project-MANTIS-Preventing-cyberattacks-on-gas-control-systems.html110/zbgg/1200341953.jhtml111/access-to-quantum-secure-communications-made-easier-for-businesses-in-uk-first-data-centre-to-data-centre-connection112/s?biz=Mzk0NzczNjA1MQ==&mid=2247532309&idx=1&sn=fb86ec97f1d54a4b5c33d340f0ded10b&source=41113/20655920241QKDQKD”要專用設(shè)備和光纖資源支持，部署和運(yùn)維成本高。白皮書還指出QKD對量子保密通信規(guī)?；瘧?yīng)用的發(fā)展路徑，業(yè)界存在不同看法，需進(jìn)一步探討明確。有觀點(diǎn)認(rèn)為，當(dāng)前已有一定用戶規(guī)模的存儲卡離線密鑰充注方案，以及量子加密服務(wù)平臺、密碼服務(wù)中間件等在線密鑰分發(fā)方案，其中的密鑰經(jīng)過離線存儲和二次轉(zhuǎn)發(fā)，與傳統(tǒng)密GB/T43692-2024QKD協(xié)議QKDQKD114https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/EN/BSI/Crypto/Quantum_Positionspapier.pdf生成量子密鑰和QRNGQKD和QRNG技術(shù)產(chǎn)品成熟度和網(wǎng)絡(luò)覆蓋，才能最終實(shí)現(xiàn)量子保密通信與信息通信系統(tǒng)融合。未來，加快量子保密通信技術(shù)工程化研發(fā)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品提質(zhì)降本，開發(fā)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域?qū)＞W(wǎng)和高安全性加密專線等典型應(yīng)用（四）抗量子加密標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，升級遷移逐步啟動ECDH“牽”PQC升級PQCPQC近三十年，推動PQC115/10.48550/arXiv.2308.06572,/10.48550/arXiv.2310.00899NISTPQC算法標(biāo)準(zhǔn)研究，201612PQC算法標(biāo)準(zhǔn)的全球征集與評選工作，先后歷時(shí)八年，經(jīng)歷算法征集、驗(yàn)8月正式發(fā)布了首批三項(xiàng)PQC，另有一項(xiàng)PQC算法標(biāo)準(zhǔn)待發(fā)布。美國NIST組織PQC15來源：中國信息通信研究院圖15美國NIST抗量子密碼（PQC）標(biāo)準(zhǔn)化歷程在NIST首批選定的四種PQCKyber和Dilithium場景中的PQCFalcon還選擇了基于哈希的Sphincs+數(shù)字簽名算法，但其簽名尺寸大、運(yùn)算速度較慢，預(yù)計(jì)將是數(shù)字簽名應(yīng)116/News/2024/postquantum-cryptography-fips-approved用的一種補(bǔ)充方案。此外，NISTPQC密鑰封裝PQC當(dāng)前業(yè)界對量子計(jì)PQC子計(jì)算破解仍有待研究。NISTPQC算法標(biāo)準(zhǔn)化過程中選擇多種2023年4月，清華大學(xué)提出可能破解格密碼的量子算法117PSL大學(xué)提出可削弱格密碼的量子啟發(fā)算法118，雖然攻擊有效性有待密碼學(xué)界PQCNIST主導(dǎo)和國家安全局（NSA）深度參與制定PQC后”，也對PQC美國政府層面大力推動PQC202210法》120，NSA2.0版（CNSA2.0）121，全面啟動國家信息系統(tǒng)PQC20247117https://ia.cr/2024/555118https://ia.cr/2024/601119https:///briefing-room/statements-releases/2022/05/04/national-security-memorandum-on-promoting-united-states-leadership-in-quantum-computing-while-mitigating-risks-to-vulnerable-cryptographic-systems/120https:///bill/117th-congress/house-bill/7535121https:///Press-Room/News-Highlights/Article/Article/3148990/nsa-releases-future-quantum-resistant-qr-algorithm-requirements-for-national-se/PQCPQCPQCPQC遷移的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，以PQC203571PQC升級遷移。谷歌宣布123Chrome瀏覽器等服務(wù)和服務(wù)器間通信啟用了基于Kyber的PQCPQC算法和ECC算法混合構(gòu)建的PQ3加iMessage平臺通訊協(xié)議加密機(jī)制進(jìn)行升級。AMD公司推出125PQCFPGASoC產(chǎn)品“SpartanUltraScale+”。德國126PQC和Keysight127支持PQC總體而言，PQC升級遷移將成為信息安全領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)升級和競爭格局重構(gòu)的重要契機(jī)，我國需加快制定自主可控的PQC算法標(biāo)準(zhǔn)，積極布局開展產(chǎn)品研發(fā)和測試驗(yàn)證，適時(shí)啟動升級遷移等工作。122https:///wp-content/uploads/2024/07/REF_PQC-Report_FINAL_Send.pdf123/2024/05/advancing-our-amazing-bet-on-asymmetric.html124/blog/imessage-pq3125https:///en/products/adaptive-socs-and-fpgas/fpga/spartan-ultrascale-plus.html126https:///news/security/tuta-mail-adds-new-quantum-resistant-encryption-to-protect-email/#google_vignette127https:///en-us/news-releases/viavi-introduces-performance-testing-post-quantum-cryptography-deploymentshttps:///news/home/20240430030207/en/四、量子精密測量研究與應(yīng)用進(jìn)展（一）新技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，基礎(chǔ)前沿研究亮點(diǎn)紛呈量子精密測量具有技術(shù)方案多元、應(yīng)用場景廣泛、戰(zhàn)略價(jià)值突出等特點(diǎn)，其核心優(yōu)勢在于開發(fā)和利用量子疊加、量子糾纏和量子/量子精密測量領(lǐng)域不同技術(shù)方案與傳感測量產(chǎn)品的技術(shù)成熟度，如圖16/在國防軍工領(lǐng)域帶來自主定位導(dǎo)航、戰(zhàn)場態(tài)勢感知等方面帶來改變游戲規(guī)則式的顛覆性應(yīng)用。除上述業(yè)界關(guān)注度較高的技術(shù)產(chǎn)品外，來源：中國信息通信研究院根據(jù)公開信息整理圖16量子精密測量主要技術(shù)方案與產(chǎn)品發(fā)展成熟度基于量子糾纏測量方案可突破經(jīng)典方法性能極限。2023月，俄勒岡大學(xué)報(bào)道128量子糾纏干涉成像技術(shù)新方案，通過聯(lián)合測量確定模擬熱光源的空間分布，證明量子糾纏在成像領(lǐng)域的應(yīng)用潛12129學(xué)誘導(dǎo)相干斷層掃描（ICT，重構(gòu)由藍(lán)寶石、硅和玻璃板制成的128/10.1103/PhysRevLett.131.210801129/10.1088/2058-9565/ad124d20243130基于量子糾纏的量子輔助自適應(yīng)光學(xué)成像技術(shù)，成像清晰度提高20.52%。新材料、新原理、新效應(yīng)進(jìn)一步拓展量子精密測量技術(shù)方案邊202447究中心聯(lián)合團(tuán)隊(duì)利用含羰基有機(jī)共軛分子實(shí)現(xiàn)了原子尺度的電場/磁場傳感器132，與掃描隧道顯微鏡相結(jié)合有望實(shí)現(xiàn)對原子、分子和8（HBN）的二維量子傳感芯片133，可同時(shí)探測溫度異常和任意方向磁場，有望實(shí)現(xiàn)更廉價(jià)更通用的量子傳感器。深圳量子院與中科大等合作利用玻色模式光子數(shù)濾波器量子控制方法，在高品質(zhì)因子超導(dǎo)微波諧100個(gè)光子的Fork14.8dB，逼近海森堡極限134。9月，英國格拉斯哥大學(xué)等聯(lián)合團(tuán)隊(duì)利用摻雜五烯烴演示室溫下相關(guān)自旋控制135，有望實(shí)現(xiàn)室溫130/10.1126/science.adk7825131/10.1038/s41928-024-01156-6132/10.1038/s41565-024-01724-z133/10.1038/s41467-024-51129-8134/10.1038/s41567-024-02619-5135/10.1103/PhysRevLett.133.120801量子精密測量技術(shù)發(fā)展推動基礎(chǔ)科學(xué)研究探索。量子精密測量可用于探測宇宙中的基本常數(shù)變化、檢驗(yàn)量子力學(xué)的基本原理、研究量子力學(xué)與廣義相對論的統(tǒng)一理論、探索宇宙的起源和演化等。2024413617007隊(duì)利用超導(dǎo)量子位來制備非經(jīng)典Fork2.78倍137。8美國史蒂文斯理工學(xué)院和瑞典斯德哥爾摩大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)提出利用量（quantumjump）現(xiàn)象，可推斷引力子的吸收。我國“超高靈敏極弱磁場與慣202412月202919種科學(xué)裝置與儀器、三類高性能磁屏蔽艙，建成后將有效推動我國磁異139。（二）歐美加大布局與投資力度，推動重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用量子精密測量技術(shù)在航空航天、國防軍工等領(lǐng)域應(yīng)用的戰(zhàn)略價(jià)值突出，在歐美發(fā)達(dá)國家備受重視。政府部門通過科技項(xiàng)目支持、政府合同贈予、技術(shù)產(chǎn)品采購等方式，成為推動量子精密測量技術(shù)136/10.1038/s41467-024-47566-0137/10.1103/PhysRevLett.132.140801138/10.1038/s41586-024-07839-6139/art/2024/6/27/art_1228962611_58948116.html發(fā)展、產(chǎn)品熟化和應(yīng)用落地的重要支持者和首批用戶。Mesaquantum190萬美金為美國空軍開發(fā)小型化原子鐘。量子器件設(shè)計(jì)軟件企業(yè)QuanCAD（NASA）AmethystResearch獲得165萬美元資助開發(fā)用于量子成像和傳感的超高性能紅外探測器。光學(xué)MesaPhotonics165萬美元資助開發(fā)用于生物成Cryoelectronics獲20（Q-SAIL）療等領(lǐng)域應(yīng)用。資助軍用級原型量子激光器的開發(fā)，通過將光粒子對糾纏產(chǎn)生由兩種不同波長組成的相干激光束，每秒英國科學(xué)、創(chuàng)新和技術(shù)部（DSIT）設(shè)立量子催化劑（Quantum140/sbir/Awards141/news/nsf-national-quantum-virtual-laboratory-advances1500CercaMonirail開發(fā)力儀企業(yè)DeltaG項(xiàng)目量子傳感器和用于PNT300量子精密測量領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品具有軍民兩用特點(diǎn)。時(shí)間頻率、電磁場、重力場等關(guān)鍵信息測量，以及目標(biāo)探測識別和自主慣性導(dǎo)航等核心能力，對于戰(zhàn)場態(tài)勢感知和運(yùn)載平臺測控等方面具有1表1量子精密測量技術(shù)國防領(lǐng)域應(yīng)用前景概況技術(shù)方向典型產(chǎn)品傳感單元應(yīng)用場景量子時(shí)鐘熱原子、冷原子提供高精度時(shí)間/頻率信號，可用于衛(wèi)星定位導(dǎo)航、授時(shí)/守時(shí)等場景。142https:///news/2024/02/06/quantum-catalyst-funding-announced-for-cerca-monirail-and-delta-g143https://www.canada.ca/en/department-national-defence/programs/defence-ideas/element/innovation-networks/challenge/defence-applications-of-quantum-technologies.html（PNT）量子加速度計(jì)冷原子在衛(wèi)星定位導(dǎo)航失效時(shí)，獲得準(zhǔn)確加速度信息支持自主慣性導(dǎo)航。量子陀螺儀熱原子、冷原子在衛(wèi)星定位導(dǎo)航失效時(shí)，獲得準(zhǔn)確角速度信息支持自主慣性導(dǎo)航。量子重力儀冷原子測量地球重力場分布輔助慣性導(dǎo)航。量子磁力計(jì)熱原子利用地球磁場分布輔助慣性導(dǎo)航。目標(biāo)探測量子雷達(dá)單光子以更高精度獲得目標(biāo)位置/速度等信息。糾纏態(tài)、壓縮態(tài)量子磁力計(jì)熱原子通過地球磁場的微弱變化進(jìn)行地下/水下金屬目標(biāo)探測等。量子重力儀冷原子開展地質(zhì)/地下結(jié)構(gòu)探測等。電場信號探測量子天線里德堡原子成像識別量子成像單光子實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距、非視域、非直接探測等方式的目標(biāo)檢測與成像。糾纏態(tài)、壓縮態(tài)來源：中國信息通信研究院根據(jù)公開信息整理歐美防務(wù)機(jī)構(gòu)和企業(yè)積極組織開展量子精密測量技術(shù)應(yīng)用試驗(yàn)驗(yàn)證。202312公司合作，首次利用原子量子接收器實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離無線電通信，有望助力構(gòu)建新興防干擾、防黑客通信能力144。20245DSIT宣布在飛機(jī)平臺成功演示了基于量子技術(shù)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)145，標(biāo)志著量子2025月，SandboxAQAQNav146，將量子精密測量和人工智能（AI）結(jié)合打造商業(yè)級實(shí)時(shí)地磁輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，可在衛(wèi)星定位導(dǎo)航144https:///technology/2023/12/darpa-puts-millions-behind-effort-power-drones-ground-based-lasers/392886/145https://.uk/government/news/un-jammable-quantum-tech-takes-flight-to-boost-uks-resilience-against-hostile-actors146https:///press/sandboxaq-announces-aqnavworlds-first-commercial-real-time-navigation-system-powered-by-ai-and-quantum-to-address-gps-jammingAQNav20040（三）光鐘性能指標(biāo)穩(wěn)步提升，秒定義更新研究啟動“1967年，13即以銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)輻射的9,192,631,7701秒。從此，時(shí)頻計(jì)量開啟了“量60年的發(fā)展，以銫原子鐘等為代表的微波原子時(shí)頻基準(zhǔn)已成為支撐信息社會運(yùn)行的重要底座。近十年來，以光晶格鐘等為代表的光學(xué)原子時(shí)頻基準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展迅速，將進(jìn)一步提升時(shí)間光學(xué)頻率基準(zhǔn)相較于現(xiàn)有微波頻率基準(zhǔn)具有顯著優(yōu)勢。光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)的工作頻率范圍遠(yuǎn)高于微波頻率標(biāo)準(zhǔn)，使得其頻率穩(wěn)定度的大幅提升以及頻率不確定度的顯著降低。近年來，光鐘研究發(fā)展迅速得益于多項(xiàng)核心技術(shù)的突破，離子協(xié)同冷卻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對離子的高效操控與穩(wěn)定，離子態(tài)的量子邏輯探測技術(shù)提升了量子態(tài)檢測的精度與效率，光晶格囚禁原子技術(shù)為原子提供了更為精確與穩(wěn)定的控制環(huán)境，光晶格魔術(shù)波長技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化了原子的囚禁狀態(tài)，超穩(wěn)光學(xué)腔與超穩(wěn)激光技術(shù)融合應(yīng)用確保了光學(xué)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性，低溫制冷原子腔室技術(shù)有效降低了原子系統(tǒng)的熱噪聲干擾，熱屏蔽近年來，光學(xué)頻率基準(zhǔn)研究不斷取得突破，指標(biāo)提升迅速。當(dāng)10-18~10-1920241147鍶原子光晶格鐘進(jìn)行頻率比對測量，穩(wěn)定度在萬秒積分時(shí)間達(dá)到4×10-18，還對光鐘系統(tǒng)頻移因素開展逐項(xiàng)評定，最終得到系統(tǒng)不確4.4×10-187報(bào)道148研8.1×10-19，刷新了時(shí)間頻率計(jì)量精10NIST9個(gè)量子比特的GHZL（CCTF）在20222030-2034CCTF提出了三種可能修改方案包括：一是選擇一個(gè)單一的頻率躍遷作為新的秒定義。但是鑒于目前多種技術(shù)路線的光鐘各具優(yōu)劣勢，可能難以確定一個(gè)最佳的秒定義候選。二是采用一組躍遷頻率的幾何平均值147/article/10.1088/1681-7575/ad1a4c148/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.023401149/10.1038/s41586-024-07913-z150/10.1038/s41586-024-08005-8來定義一個(gè)頻率值。這種方式能夠兼顧各類光鐘的性能優(yōu)勢，但是無法通過同一套實(shí)驗(yàn)裝置直接復(fù)現(xiàn)秒定義。三是定義一個(gè)基本物理常數(shù)作為秒的定義基礎(chǔ)，但是目前物理常數(shù)定義頻率的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，測量不確定度指標(biāo)都遠(yuǎn)低于可復(fù)現(xiàn)秒定義的銫原子噴泉鐘指標(biāo)。三種秒定義更新方案的比較和最終選擇還有待進(jìn)一步技術(shù)研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。來源：中國信息通信研究院更新公開信息整理圖17秒定義更新路線圖任務(wù)完成度CCTF173種不同躍遷的光頻標(biāo)，評定不確定度2e-185e-18精度的頻率持續(xù)比除原子鐘以外，核鐘也展示出獨(dú)特優(yōu)勢逐步成為科學(xué)研究熱點(diǎn)。1018.4eV就可以從最低能態(tài)（基態(tài)）躍遷至某2023年，歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室制造出釷-2298.4eV。20244（PTB）聯(lián)合實(shí)現(xiàn)了釷-229核躍遷的首次激光激發(fā)151。中科院精密測量院利用動態(tài)載入結(jié)合緩沖氣體碰撞冷卻方法實(shí)現(xiàn)釷離子的囚禁，同時(shí)對1529NIST-229-876個(gè)數(shù)量級。核鐘研究151/10.1103/PhysRevLett.132.182501152/10.1063/5.0202805153/10.1038/s41586-024-07839-6的快速發(fā)展，也可能對未來秒定義更新研究產(chǎn)生一定影響。（四）產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建初具雛形，規(guī)模商用仍面臨挑戰(zhàn)隨著量子精密測量各方向技術(shù)研究探索和樣機(jī)產(chǎn)品研發(fā)的不斷深化，初創(chuàng)企業(yè)和相關(guān)配套及應(yīng)用企業(yè)已超過百家，以上游基礎(chǔ)材料、核心器件與系統(tǒng)、中游系統(tǒng)樣機(jī)產(chǎn)品以及下游跨行業(yè)應(yīng)用為組成部分的量子精密測量產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)初具雛形。產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展為量子精密測量的商業(yè)化進(jìn)程奠定基礎(chǔ)，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，還需提升樣機(jī)產(chǎn)品技術(shù)成熟度，實(shí)現(xiàn)成本控制，拓展應(yīng)用場景，增強(qiáng)用戶和市場接受度。產(chǎn)業(yè)鏈上游涵蓋核心硬件、輔助器件與保障系統(tǒng)等供應(yīng)商。核產(chǎn)業(yè)鏈中游的系統(tǒng)設(shè)備制造商是將前沿科技成果轉(zhuǎn)化為具有商業(yè)價(jià)值產(chǎn)品的核心推動力量。當(dāng)前市場上可商用的量子精密測量設(shè)備種類繁多，涵蓋了多個(gè)技術(shù)方向，原子鐘、原子重力儀等相對成熟并進(jìn)入逐步商業(yè)應(yīng)用；量子磁力計(jì)、光量子雷達(dá)等正處于工程化研發(fā)與實(shí)際應(yīng)用探索的關(guān)鍵階段，初步形成第一代產(chǎn)品；量子關(guān)聯(lián)成像、里德堡原子天線等尚處于系統(tǒng)技術(shù)突破與原型機(jī)研發(fā)階段。量子精密測量樣機(jī)產(chǎn)品在科研儀表、醫(yī)療儀器、國防裝備等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，有望率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破。（/研究，并在臨床手術(shù)中實(shí)現(xiàn)輔助病灶定位。光量子雷達(dá)基于單光子探測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率的成像和測距功能，與傳統(tǒng)激光雷達(dá)相比具有定位精度高、掃描速度快、人眼安全等優(yōu)勢，填補(bǔ)傳統(tǒng)激光雷達(dá)能力空白，已經(jīng)在環(huán)境監(jiān)測、道路交通、氣象測繪等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。量子慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和原子天線在國防領(lǐng)域具有戰(zhàn)略價(jià)值，近年來其產(chǎn)品成熟度持續(xù)提升，逐步在機(jī)載、艦載等環(huán)境下開展功能驗(yàn)證。產(chǎn)業(yè)鏈下游涉及基礎(chǔ)科研、國防軍工、生物醫(yī)療、能源開發(fā)、工業(yè)制造、資源勘探及環(huán)境監(jiān)測等應(yīng)用領(lǐng)域。量子精密測量技術(shù)正成為傳統(tǒng)傳感測量的有效補(bǔ)充與增強(qiáng)方案，隨著性能優(yōu)化、工程化水平提升及成本降低，有望成為未來傳感測量技術(shù)演進(jìn)方向。仍需要看到，部分量子精密測量技術(shù)處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)或原型機(jī)階段，如何有效轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用并滿足實(shí)際場景需求仍面臨挑戰(zhàn)，需產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界協(xié)同突破。此外，量子精密測量技術(shù)的商業(yè)價(jià)值尚未完全顯現(xiàn)，社會資本的投入有限，對規(guī)模商用形成制約，需加大公共研發(fā)資金及創(chuàng)業(yè)投資支持力度，推動商業(yè)化進(jìn)程，提升產(chǎn)業(yè)化水平。五、量子信息領(lǐng)域發(fā)展與展望以量子計(jì)算、量子通信和量子測量為代表的量子信息技術(shù)，既是量子科技的重要組成部分，也是開辟未來產(chǎn)業(yè)新賽道的重要發(fā)展方向。當(dāng)前，量子信息領(lǐng)域進(jìn)入科技攻關(guān)、工程研發(fā)、應(yīng)用探索和原型機(jī)和產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)展迅速，示范應(yīng)用與測試驗(yàn)證廣泛開展，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究取得階段性成果，市場投融資保持活躍，獨(dú)角獸企業(yè)成為關(guān)注熱點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展方興未艾。加快量子科學(xué)和技術(shù)發(fā)展，2024年62025子科技年（IYQ）154，指出量子科技的發(fā)展對解決聯(lián)合國2030可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)具有重大意義，將通過組織系列活動，提高人們對量子科學(xué)和技術(shù)的重要性和影響的認(rèn)識與理解。建議我國量子信息科研和產(chǎn)業(yè)界借此機(jī)會組織開展量子信息技術(shù)科普和應(yīng)用推廣活動，積極參與相關(guān)國際科技、產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)活動的策劃組織。量子計(jì)算領(lǐng)域，超導(dǎo)、離子阱、光量子、中性原子和硅半導(dǎo)體等主要技術(shù)路線并行發(fā)展，樣機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)持續(xù)提升，需要在擴(kuò)展量子比特規(guī)模的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)量子糾錯和高精度邏輯門操控。量子糾錯154/en”量子通信領(lǐng)域QKDQRNG協(xié)議研究與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)持續(xù)開展，性能指標(biāo)進(jìn)一步提升，提升系統(tǒng)集成化水平，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品提質(zhì)QKDPQC識，美國正式發(fā)布PQC量子精密測量領(lǐng)域，技術(shù)方案多元、應(yīng)用場景廣泛、戰(zhàn)略價(jià)值突出。微波原子鐘等量子時(shí)頻基準(zhǔn)產(chǎn)品已在秒定義、衛(wèi)星定位導(dǎo)航等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，新一代光學(xué)原子鐘、核鐘研究蓬勃發(fā)展，有望進(jìn)一步提升時(shí)間頻率計(jì)量精度，成為下一代秒定義方案的發(fā)展方向。原子干涉磁力儀和重力儀等已有樣機(jī)產(chǎn)品，在心/腦磁醫(yī)療檢測、地質(zhì)資源勘測等領(lǐng)域開展示范應(yīng)用。量子陀螺儀和加速度計(jì)組成量子慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，里德堡原子天線電場測量系統(tǒng)和量子雷達(dá)等技術(shù)，未來有望在國防軍工領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。歐美高度重視量子精密測量技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，通過科技項(xiàng)目支持、政府合同贈予、技術(shù)產(chǎn)品采購等方式，推動技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品熟化和應(yīng)用落地。量子精密測量產(chǎn)我國量子信息領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢積極向好。未來，在加快關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、研發(fā)標(biāo)志性產(chǎn)品、建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施平臺、促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同、擴(kuò)展國際交流合作等方面，進(jìn)一步凝聚共識，聚力加快發(fā)展，有望取得更多科研、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化成果，開辟未來產(chǎn)業(yè)新賽道，打造創(chuàng)新發(fā)展新動能，為實(shí)現(xiàn)中國式現(xiàn)代化提供有力支撐。附錄：量子信息領(lǐng)域國際/國內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中國信息通信研究院根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)公開信息整理量子信息領(lǐng)域已發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中不包含在研項(xiàng)目、補(bǔ)編訂正、技術(shù)報(bào)告、研究課題等，統(tǒng)計(jì)截至2024年10月。（一）國際標(biāo)準(zhǔn)（ITU-T）表2ITU-T量子信息領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)No.標(biāo)準(zhǔn)編號標(biāo)準(zhǔn)名稱1.ITU-TQ.4160(12/2023)Quantumkeydistributionnetworks–Protocolframework2.ITU-TQ.4161(12/2023)ProtocolsforAkinterfacesforquantumkeydistributionnetworks3.ITU-TQ.4162(12/2023)ProtocolsforKq-1interfacesforquantumkeydistributionnetworks4.ITU-TQ.4163(12/2023)ProtocolsforKxinterfacesforquantumkeydistributionnetworks5.ITU-TQ.4164(12/2023)ProtocolsforCkinterfacesforquantumkeydistributionnetworks6.ITU-TY.3800(10/2019)Overviewonnetworkssupportingquantumkeydistribution7.ITU-TY.3801(04/2020)Functionalrequirement