今年的政府工作報(bào)告中，“量子科技”作為信息通信領(lǐng)域的熱詞被兩次提及。從基礎(chǔ)研究、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、示范應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)培育，量子科技領(lǐng)域的科技創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，形成量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)，對(duì)于提高生產(chǎn)力水平、發(fā)展量子新質(zhì)生產(chǎn)力具有重要戰(zhàn)略意義。

量子科技涵蓋量子通信、量子計(jì)算、量子精密測(cè)量三大方向。在合肥召開(kāi)的2024量子科技和產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉表示：“我國(guó)在量子通信領(lǐng)域占據(jù)國(guó)際引領(lǐng)地位，在量子計(jì)算領(lǐng)域處于國(guó)際第一方陣，在量子精密測(cè)量領(lǐng)域部分方向處于國(guó)際領(lǐng)先或先進(jìn)水平?！?/p>

量子通信：未來(lái)自主可控信息安全生態(tài)的重要保障

基于量子密鑰分發(fā)的量子通信是迄今唯一原理上無(wú)條件安全且可實(shí)用化的通信方式。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算常務(wù)副總指揮及“墨子號(hào)”衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用總師彭承志向記者解釋：“量子密鑰分發(fā)是指利用量子態(tài)來(lái)加載信息，通過(guò)一定的協(xié)議產(chǎn)生密鑰。量子力學(xué)的基本原理保證了密鑰的不可竊聽(tīng)或破譯，從而實(shí)現(xiàn)安全的量子保密通信。量子通信是最先走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化的量子技術(shù)?！睋?jù)了解，中國(guó)電信已推出全球首個(gè)運(yùn)營(yíng)商級(jí)量子安全即時(shí)通訊與辦公平臺(tái)——量子密信，獲得最高安全級(jí)別的“卓越級(jí)”認(rèn)證，在黨政軍企多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。

彭承志表示：“近年來(lái)全球量子計(jì)算的發(fā)展呈現(xiàn)明顯加速態(tài)勢(shì)，對(duì)基于公鑰密碼體制的信息安全提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，需加快建設(shè)抗量子計(jì)算的新型信息安全基礎(chǔ)設(shè)施。量子通信作為抗量子計(jì)算新型信息安全基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，將充分發(fā)揮基石作用，保障國(guó)家安全?！蹦壳?，中電信量子信息科技集團(tuán)有限公司已在全球首創(chuàng)QKD與PQC融合的分布式密碼系統(tǒng)，構(gòu)建縱橫相連、跨域互通的量子密碼基礎(chǔ)設(shè)施（QCI），為我國(guó)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施等提供后量子時(shí)代安全保障。

量子通信的發(fā)展目標(biāo)是構(gòu)建全球范圍的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)體系。2016年8月，我國(guó)發(fā)射世界上首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了星地量子通信；2016年底，國(guó)際上首條遠(yuǎn)距離光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”全線貫通，結(jié)合“墨子號(hào)”與“京滬干線”，我國(guó)率先構(gòu)建了天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的雛形，成為國(guó)際量子信息研究領(lǐng)域的重大標(biāo)志性事件；2025年3月，我國(guó)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)量子微納衛(wèi)星與小型化、可移動(dòng)地面站之間的實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)，這是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)上萬(wàn)公里星地量子通信。記者了解到，目前中國(guó)電信已在合肥、上海、北京、廣州等15個(gè)重點(diǎn)城市建設(shè)量子城域網(wǎng)，初步提供全國(guó)縱橫相連、跨域互通的服務(wù)能力，構(gòu)建全球領(lǐng)先的量子安全能力底座?！坝辛诉@張網(wǎng)，可以承載更多應(yīng)用場(chǎng)景，把量子安全技術(shù)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。”彭承志介紹。

量子計(jì)算：后摩爾時(shí)代計(jì)算能力提升的解決方案

量子計(jì)算是基于量子力學(xué)的全新計(jì)算模式，具有原理上遠(yuǎn)超經(jīng)典計(jì)算的強(qiáng)大并行計(jì)算能力。與經(jīng)典計(jì)算機(jī)使用0或者1的比特來(lái)存儲(chǔ)信息不同，量子計(jì)算以量子比特作為信息編碼和存儲(chǔ)的基本單元，計(jì)算能力隨量子比特?cái)?shù)目增加呈指數(shù)增長(zhǎng)。

彭承志告訴記者，目前國(guó)際學(xué)界主流觀點(diǎn)認(rèn)為，量子計(jì)算發(fā)展需經(jīng)歷“三步走”：第一步是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性，即針對(duì)特定問(wèn)題的計(jì)算能力超越經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)；第二步是研制可操縱數(shù)百個(gè)量子比特的量子模擬機(jī)，解決一些超級(jí)計(jì)算機(jī)無(wú)法勝任、具有重大實(shí)用價(jià)值的問(wèn)題；第三步是大幅提高量子比特的操縱精度、集成數(shù)量和容錯(cuò)能力，研制可編程的通用量子計(jì)算機(jī)。

量子計(jì)算優(yōu)越性像個(gè)門檻，驗(yàn)證了量子計(jì)算機(jī)超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的可行性，是量子計(jì)算具備應(yīng)用價(jià)值的前提條件，也是一個(gè)國(guó)家量子計(jì)算研究實(shí)力的體現(xiàn)。中國(guó)是目前世界上唯一在超導(dǎo)量子和光量子兩種物理體系上都實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”的國(guó)家。2025年3月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建105比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之三號(hào)”，處理“量子隨機(jī)線路采樣”問(wèn)題的速度比目前國(guó)際最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快千萬(wàn)億倍，再次打破超導(dǎo)體系量子計(jì)算優(yōu)越性世界紀(jì)錄。

彭承志表示，量子計(jì)算未來(lái)可為密碼分析、人工智能、氣象預(yù)報(bào)、資源勘探、藥物設(shè)計(jì)等所需的大規(guī)模計(jì)算難題提供解決方案，其中量子計(jì)算云平臺(tái)是量子計(jì)算走向應(yīng)用的重要一步。記者了解到，美國(guó)IBM、Google、Amazon等科技巨頭從2016年開(kāi)始布局量子計(jì)算云平臺(tái)，其主導(dǎo)的量子計(jì)算云平臺(tái)均拒絕中國(guó)科研人員訪問(wèn)使用。中國(guó)電信“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)積極打破這種技術(shù)封鎖，上線后接入由一臺(tái)24比特、兩臺(tái)176比特和一臺(tái)504比特量子計(jì)算機(jī)組成的國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的量子計(jì)算集群，作為具備“量子優(yōu)越性”能力的超量融合云平臺(tái)，填補(bǔ)我國(guó)融合量子云服務(wù)空白。目前“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)面向全球開(kāi)放，訪問(wèn)量已突破2100萬(wàn)，涵蓋海內(nèi)外50多個(gè)國(guó)家的用戶，提交的實(shí)驗(yàn)任務(wù)數(shù)超過(guò)140萬(wàn)次。

量子精密測(cè)量：測(cè)量精度突破經(jīng)典技術(shù)極限

量子精密測(cè)量是利用量子力學(xué)規(guī)律，特別是基本量子體系的一致性，對(duì)一些關(guān)鍵物理量進(jìn)行的高精度與高靈敏度的測(cè)量。利用量子精密測(cè)量方法，人們?cè)跁r(shí)間、頻率、加速度、電磁場(chǎng)等物理量上可以獲得前所未有的測(cè)量精度。正是由于量子調(diào)控與量子信息技術(shù)的發(fā)展，2018年第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式通過(guò)決議，從2019年開(kāi)始實(shí)施新的國(guó)際單位定義，從實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向量子計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)志著精密測(cè)量已經(jīng)進(jìn)入量子時(shí)代。

近年來(lái)，我國(guó)在量子精密測(cè)量方面不斷追趕國(guó)際先進(jìn)水平，技術(shù)突飛猛進(jìn)，成果斐然。譬如，在原子鐘、量子陀螺儀等方面的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平；在量子雷達(dá)、痕量原子示蹤、弱磁場(chǎng)測(cè)量等方面已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，取得了一批國(guó)際領(lǐng)先的成果。

隨著相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，一批量子精密測(cè)量產(chǎn)品已投入應(yīng)用。以國(guó)內(nèi)最早從事量子科技產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)國(guó)盾量子為例，其推出的冷原子重力儀已完成了國(guó)際首次量子絕對(duì)重力組網(wǎng)連續(xù)觀測(cè)，成為該領(lǐng)域的“現(xiàn)象級(jí)”產(chǎn)品，2024年實(shí)現(xiàn)了9臺(tái)整機(jī)銷售，交付多省防震減災(zāi)單位及科研用戶；單光子成像雷達(dá)、深度制冷自由運(yùn)行單光子探測(cè)器、自由運(yùn)行單光子探測(cè)器等產(chǎn)品也已面向市場(chǎng)進(jìn)行銷售。隨著研究水平的不斷提升和核心競(jìng)爭(zhēng)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，我國(guó)量子精密測(cè)量領(lǐng)域?qū)⒃诳茖W(xué)研究、經(jīng)濟(jì)生活和國(guó)家安全等重大戰(zhàn)略需求中發(fā)揮重要作用。