与非网 11 月 17 日讯 10 月中旬，中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行了集体学习，使其成为人工智能和区块链之后又一广受关注的新技术。

习近平总书记在主持学习时发表了讲话，强调了量子科技的重大科学意义和战略价值，认为量子科技是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。

政策纷纷加码扶持前沿产业

在此次学习讲话中，习近平总书记从不同维度对国内量子科技产业的发展做出了部署，突出强调要加强顶层设计和前瞻布局、健全政策支持体系、加快基础研究突破和关键核心技术攻关、培养造就高水平人才队伍、促进产学研协同创新以及各级党委政府的落实，量子科技产业的重要性凸显。

事实上，我国在量子科技领域早有布局。回顾过去多年国家对量子科技产业的支持，早在 2006 年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020 年）》中，就已经提出“重点研究量子通信的载体和调控原理及方法，量子计算，电荷－自旋－相位－轨道等关联规律以及新的量子调控方法”。

近日，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》也提出，将瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目，以此来强化国家战略科技力量。

量子科技已经上升到国家战略。在过去一年里，量子科技频繁在各地政策中被提及，量子科技发展日益受到重视。

国内外竞相布局量子科技研究

当前量子科技主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域。

量子计算是基于量子力学的新型计算方式，理论上具有经典计算无法比拟的巨大信息携带和超强并行处理能力。

从量子计算的路线图来看，短期目标是实现量子霸权，即代表量子计算装置在特定测试案例上表现出超越所有经典计算机的计算能力；中期实现量子模拟计算机，即使用经典计算机来模拟某些量子算法；远期实现量子通用计算机。

目前各国政府都非常重视量子科技，国外巨头纷纷投入量子计算研发。美国近十年来，已通过“量子信息科学和技术发展规划”等项目，以每年约 2 亿美元的投入力度，持续支持量子信息各领域研究。欧盟 2016 年推出“量子宣言”旗舰计划，在未来十年投资 10 亿欧元，支持量子计算、通信、模拟和传感四大领域的研究和应用推广，并在 2018 年 11 月正式启动首批 20 个研究项目。日本文部科学省 2013 年成立量子信息和通信研究促进会以及量子科学技术研究开发机构，计划未来十年内投资 400 亿日元，支持量子通信和量子信息领域的研发。

量子计算并行能力强、能耗低，作为基础科技的突破未来有望赋能多个行业。与经典计算相比，量子计算具有行计算能力更强、能耗更低等特点。BCG 预计，到 2030 年，量子计算的应用市场规模有望达到 500 多亿美元。

企业层面上来看，西方科技企业拥有先发优势，通过不同技术路径不断实现对更多量子比特的操纵。谷歌、IBM、英特尔和微软等科技巨头近年来大举进军量子计算领域，并且与耶鲁大学、麻省理工学院、加州大学系统等科研机构联合攻关共性技术。

中国研究人员也在量子计算方面奋起直追。中国科学技术大学、清华大学等高校近年来都在量子计算领域取得一些阶段性成果。百度、阿里巴巴、腾讯、华为等科技企业也相继出台了量子计算研究计划。今年 9 月，百度、本源量子等企业先后发布了自己的最新量子计算云平台，使普通用户也能通过云技术使用量子计算。

量子科技有何应用？

量子信息技术是量子力学的最新发展，主要有两大应用方向——量子计算和量子通信。

相对于传统计算机使用的基本信息单位比特，量子计算机使用的是量子比特。它具备“叠加”的属性，相当于同时处于多种状态的能力。

基于这种特质，量子比特可以提供比相同数量的二进制比特更强大的处理能力。在实际应用中，量子计算机有望在各行各业提供更高效的产品，不论是电动汽车电池的新材料，还是更便宜，疗效更好的药物。

在需要模拟的大型不确定系统中，量子计算也都有其用武之地，例如预测金融市场表现，改进天气预报准确度，或者在量子物理研究中对单个电子的行为建模。一些科学家还认为，量子计算机模拟复杂分子反应的能力甚至可以帮助寻找治疗阿尔茨海默症的方法。

另一大应用方向是在通信中使用量子密码进行保密传输，主要依赖量子纠缠原理——无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会随之改变。

传统的通信方式有被窃听的风险，而量子密码意味着直接把信息以纠缠态方式发送，窃听者闯入传输网络时必然被察觉并被通信双方规避。从理论上说，这是不可能被窃听的通信技术，有望在安全保障、金融及医疗领域等实现应用。

在量子通信领域，中国已处于国际领先地位。10 月 20 日，在国务院新闻办发布会上，科技部相关负责人表示，“十三五”期间，中国涌现出一批高新技术重大成果。在量子信息技术方面，“墨子号”和“京沪干线”的实验，构建了首个天地一体化的量子通信网络雏形。

目前我国拥有全球最长的光纤传输网络并且实现了核心设备的全国产，核心设备供应商出现了国盾量子、问天量子、中创为等多家科技公司。

“内忧”“外患”并存中局部突破加速跑

然而，量子计算目前也面临着“内忧外患”。此前南方科技大学讲席教授、量子科学与工程研究院院长俞大鹏在公开演讲中表示，内忧包括赶时髦、一哄而上、跟班式研究、低水平重复、恶性竞争以及设备用户多、设备技术开发少等问题，外患包括亚洲版“北约”技术封锁、设备禁运、人员交往阻吓、核心关键技术研发、卡脖子工程攻坚克难以及技术本身的挑战等。

对于国内量子计算目前所面临的问题，俞大鹏建议，一方面，应大力培养高端人才，为国家科技创新做出更大贡献。另一方面，可以加强与海外优秀人才的交流互动。

本源量子在接受记者采访时也表示，与国际同行相比，我国量子计算产业化步伐相对缓慢。我国的量子计算研究起步晚于欧美先进国家，且主要以科研为导向，研究主体集中在各个高校与科研院所。虽然在一些细分领域取得了科研上的突破，但在量子计算整体的工程化实现与制造工艺层面与国际先进水平具有明显差距。

众所周知，产业化一直是量子科技面对的难点。

从技术角度来看，量子计算还处于原型机研发阶段，技术上仍面临多项挑战。由于量子计算当前仍处于研究探索的实验室阶段，距离商业化落地仍有距离。

中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿日前在接受媒体采访时表示，总体而言，量子相关技术还处在基础研究阶段。通用量子计算机目前还没有问世，量子密码、量子传感、量子通讯技术也都还不够成熟。

尽管产业化相对不够成熟，但伴随着量子计算企业的推动，我国量子计算产业化发展开始起步。本源量子、启科量子、国盾量子等都是其中代表。

2018 年，本源量子推出国内首个集成化的量子计算机控制系统，成为全球第三个制造出该系统的商业公司，解决了国产量子计算机工程化的关键难题。今年 9 月，本源量子推出国内首个工程化的超导量子计算机——悟源，并通过云平台向全球用户开放。这标志着我国量子计算工程化的落地。

启科量子融合了量子技术的信息安全系统解决方案可广泛应用于政企专网保护、国防、金融、电力、医疗信息、大数据、区块链、云、电信网络运营等领域，现已进入市场化阶段。

而量子科技厂商面临的另一挑战则是核心技术。中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习上，清华大学副校长、中国科学院院士薛其坤就表示，要看到我国量子科技发展面临多重挑战，包括支撑设备、关键核心元器件等方面短板。

在此背景下，量子科技领域厂商在自主知识产权“硬”实力的布局就显得尤为重要。

团队技术起源于中科院量子信息重点实验室的本源量子，在该领域颇有发言权。在接受集微网记者采访时，本源量子表示，目前公司已成功推出本源超导量子云平台、量子计算机控制系统、QPanda 量子编程框架、系列量子应用、超导与半导体量子芯片等多款具有完全自主知识产权，各项技术指标国内领先的量子计算产品。

今年，本源量子推出了支持 32 比特的量子计算机控制系统，突破控制更高位数量子比特的技术瓶颈。预计在 2021 年底，本源量子将推出 60 比特的悟源超导量子计算机。

未来，本源量子还致力于成为量子计算领域的核心专利授权商。

启科量子核心人员则于 2003 年领导开发全球第一套商业化量子通信系统，于 2012 年实现全球首次在离子阱芯片上的离子囚禁。

虽然量子计算机距离大规模普及还有很长的路要走，但目前量子科技领域企业积极布局，也不断研发新技术与新产品，相信产业前景将是一片蓝海。

除中国之外，不少发达国家也意识到，量子科技有机会引领新一轮科技革命和产业变革方向。一些政府投入重金扶持有关量子科技的研究，还有不少行业领军企业决定在不久的将来实现量子科技的商业化。但对于一项处于早期发展阶段的新技术，研发困境，人才缺失和伦理标准也是量子科技仍需解决的难题。