量子信息网络产业联盟量子信息技术产业发展报告2023年68页

量子信息技术产业发展报告（2023年） 1 一、总体发展态势 上世纪量子力学创立和发展，开启了人类对微观物理世界的认识。通过对光电效应、受激辐射光放大、固体能带与能级跃迁等现象和规律的阐释与利用，诞生了以半导体、激光器和传感器为代表的信息测量、传输与处理技术，成为从工业社会迈向信息社会的核心驱动力。本世纪量子调控技术研究和发展，将进一步深化人类对微观物理世界的理解。通过开发新材料、构筑新结构、发现新物态和研发新测控手段，对量子叠加、量子纠缠、量子隧穿等新颖物理现象加以利用，并与通信、信息、材料和能源等领域交叉融合而形成的量子科技，有望成为未来重大技术范式变革和颠覆式创新应用的新源泉。 量子信息技术是量子科技重要组成部分，以量子力学原理为基础，通过对微观量子系统中物理状态的制备、调控和观测，实现信息感知、计算和传输。未来，量子信息技术有望在前沿科学、信息通信和数字经济等诸多领域引发颠覆性技术创新和改变游戏规则的变革性应用。 (一)三大领域发展态势 量子信息技术主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备超越经典信息技术的潜力。 量子计算以量子比特为基本单元，利用量子叠加和干涉等原理实现并行计算，能在某些计算困难问题上提供指数级加速，是未来计算量子信息技术产业发展报告（2023年） 2 能力跨越式发展的重要方向。现阶段超导、离子阱、光量子、硅半导体、中性原子等技术路线竞相争鸣，已迈入中等规模含噪声量子处理器阶段，大规模可容错通用量子计算机仍是需要长期探索和集中攻关的目标。量子计算应用场景探索持续开展，但“杀手级”应用尚未出现，产业生态发展稳步推进。 量子通信基于量子叠加态或纠缠效应，在经典通信辅助下实现密钥分发或信息传输，理论协议层面具有信息论可证明安全性。基于量子密钥分发和量子安全直接通信等技术方案的量子保密通信系统初步实用化，在新型协议研究和实验系统研制等方面取得阶段性成果，样机产品研制和示范应用探索持续开展，应用探索与产业发展均面临诸多挑战。量子信息网络是未来重点发展方向之一，国内外在基础科研探索和系统原型实验等方面取得一定进展，但距离实用化仍有较大差距。 量子测量对外界物理量变化导致的微观系统量子态变化进行调控和观测，实现精密传感测量，在精度、灵敏度和稳定性等核心指标相较传统