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    量子信息技术产业发展报告(2023年).docx

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    量子信息技术产业发展报告(2023年).docx

    一.总体发展态势1(一)三大领域发展态势1(二)热点话题事件3二政策布局投资8(一)国际政策布局8(二)国内政策布局15三.科研进展成果17(一)量子计算11(二)量子通信27(三)量子测量34四.应用场景探索39(一)量子模拟助力探索微观系统性质与规律39(一)量子组合优化提升搜索最佳方案准确性41(一)多方合作开展量子保密通信应用探索43(一)首批PQC标准草案发布,应用存在难度44(一)量子探测成像助力环境监测与生物医疗47(一)量子测量推动调整能源结构与双碳达标48五.产业发展分析50(一)量子计算产业生态培育仍处初期阶段50(一)量子保密通信领域产业化持续探索51(三)量子测量产业链基本形成,大规模商用仍存挑战六未来趋势展望56图目录图1量子计算技术体系框架25图2美国NIST后量子加密(PQC)算法标准化历程47图3量子计算产业生态与国内外代表性企业概况53图3量子通信产业总体视图55图4量子测量产业链与代表性企业概况58表目录表1全球量子信息领域战略规划和投资情况(不完全统计)3表2国内外代表性量子计算云平台发展概况27表32023年全球量子信息网络代表性科研成果31表4量子模拟行业应用探索概况41表5量子组合优化行业应用探索概况43一、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技术具有数量级提升。当前量子测量技术与应用发展的主要方向包括用于新一代定位/导航/授时的光学原子钟、光学时频传输、原子陀螺仪与重力仪等,以及用于高灵敏度检测与目标识别的光量子雷达、磁场精密测量、物质痕量检测等。主要应用场景涵盖国防军工、航空航天、地质/资源勘测和生物医疗等诸多领域,多类型量子测量样机和产品进入实用化与产业化阶段。(二)热点话题事件1.全球多国发布国家量子战略量子信息技术作为对传统技术体系产生冲击、进行重构的一项重大颠覆性创新,有望在未来引领新一轮科技革命和产业变革方向,已成为全球科技竞争关注焦点之一。2018年,欧盟发布“量子旗舰计划”,美国发布国家量子倡议(NQI)法案,这两项战略规划的推出正式开启了国家层面支撑量子信息技术领域发展的序幕,近五年来全球各国在量子信息领域的规划布局持续加速。截至2023年12月,已有30个国家和地区相继制定了量子信息领域的战略规划或法案,总计投资额已超过280亿美元(根据公开信息不完全统计),全球量子信息领域战略规划和投资情况如表1所示。2023年,共有7个国家相继发布量子信息领域国家层面的战略规划,计划投资总额达到67亿美元。表1全球量子信息领域战略规划和投资情况(公开信息统计)时间国家/地区战略规划/法案投资规模(美元)2014英国国家量子技术计划10年投资约12.15亿2018日本光量子跃迁旗舰计划投资约1.2亿/年2018欧盟量子旗舰计划10年投资约11亿2018美国国家量子信息科学战略国家量子倡议(NQD法案计划5年投资12.75亿,实际投资已达37.38亿2018德国量子技术从科研到市场投资约7.1亿2019荷兰量子技术发展国家计划7年投资约7.4亿2019以色列国家量子技术计划5年投资约3.3亿2019俄罗斯国家量子行动计划5年投资约5.3亿2020法国国家量子技术投资计划投资约19.6亿2021德国量子系统研究计划5年投资约21.7亿2022法国国家量子计算平台投资约1.85亿时间国家/地区战略规划/法案投资规模(美元)2022美国芯片与科学法案4个量子项目1.53亿/年2023加拿大国家量子战略投资约2.7亿2023英国国家量子战略(NQS)10年投资31.8亿2023澳大利亚国家量子战略投资约6.4亿2023丹麦国家量子技术战略5年投资约1亿2023韩国量子科技发展战略2035年前投资17.9亿2023印度国家量子任务2030年前投资7.2亿2023爱尔兰量子信息领域国家战略全球各国量子信息战略规划具有普遍共识和共性举措。一是在量子信息三大领域中,均以量子计算为头号发展目标。二是均在科研、应用、产业、供应链、人才和生态等方面开展全方位布局。三是在科研、应用、产业化等方面提出分阶段目标和推进举措。总体而言,量子信息领域从基础科研探索,转向集科研攻关、工程研发、应用开发、产业培育为一体的体系化竞争。量子信息领域的国际科技竞争正日趋白热化,全球主要国家采取各种措施全面加大布局投入,竞相争夺量子信息技术制高点。2 .量子纠错研究进展亮点纷呈量子计算未来有望引领新一轮科技革命和产业变革,前提是量子计算机性能可满足实际应用的需求。量子纠错作为可容错量子信息处理中必不可少的环节,需要大量的开销资源,还可能由于纠错编码的复杂性、不可逆性和环境噪声等影响造成“越纠越错”的尴尬局面,也即量子纠错之后的效果远未达到不采用纠错情况下的最优值,无法真正实现纠错编码规模与相干时间、错误率等性能指标的正增益。近年来随着量子计算硬件及算法的不断发展,量子纠错技术研究持续保持热度,多类型的突破性成果不断涌现。2023年,Google、耶鲁大学、南方科大等多项实验验证表明量子纠错首次突破了盈亏平衡点,实现越纠越对。此外,自然同期发表三篇中性原子量子计算纠错的最新成果,加州理工、普林斯顿大学、哈佛大学等多项实验验证展示了量子纠错新方案,为持续提升逻辑门保真度等关键指标奠定基础。上述成果均代表着量子纠错技术向前迈进了一大步,也意味着距离实现实用化可扩展通用量子计算更进一步。可以预见,未来经过业界的持续努力,量子纠错领域将产出更多突破性成果。3 .国内外加速布局量子计算云平台量子计算云平台是集成量子计算软硬件能力,面向用户提供服务,支撑算法研究,展开应用探索和产业生态的重要汇聚点,已成为推动应用探索和产业化发展的重要驱动力。科技巨头、初创企业与研究机构为抢占应用产业生态核心地位,加大量子计算云平台建设投入和推广力度,全球已有数十家公司和研究机构推出了不同类型量子计算云平台。近年来,已部署量子计算云平台的国内外企业机构,例如IBM、亚马逊、谷歌、微软、华为、百度、本源量子、弧光量子、北京量子院等,在原有云平台基础上不断迭代开发新的硬件后端、应用案例以及服务模式。此外,2023年,多家企业和机构纷纷上线了各自的量子计算云平台,主要包括日本量子计算联合研究小组的超导量子计算机云平台,中科大与国盾量子的“祖冲之号”量子计算云平台,中国移动与中国电科等共建的“五岳”量子计算云平台,本源量子等共建的量超融合计算平台,中国电信的“天衍”量子计算云平台等。总的来说,国内外诸多研究机构和企业布局推出了量子计算云平台产品和服务,依托云平台加快推动量子计算算法研究、应用探索和产业生态建设已逐渐成为业界共识。4 .QKD实验系统性能指标再创新高量子密钥分发(QKD)基于量子力学基本原理,可在用户间进行安全的对称密钥分发,结合“一次一密”的加密方式,在理论协议层面具备信息论安全性,基于QKD的保密通信称为量子保密通信。近年来QKD的实验系统研究不断突破传输距离和密钥成码率的记录,为未来进一步推广应用和推进产业化发展奠定基础。在传输距离方面,中科大联合团队首次实现千公里级无中继光纤量子密钥分发实验,创造了1002公里的单跨段光纤传输最远距离,对应密钥成码率0.0034bps,对系统参数进行优化后,在200公里光纤距离下获得47.06kbps成码率,该研究成果验证了远距离下双场量子密钥分发方案的可行性,并验证了在城际光纤距离下可实现高成码率的量子密钥分发。在密钥成码率方面,中科大联合团队实现百兆比特率量子密钥分发实验,实现了10公里标准光纤信道下115.8MbPS的密钥成码率,相较之前纪录提高了约一个数量级,实验系统稳定运行超过50个小时,该研究成果表明,QKD可实现百兆比特率的实时密钥分发,有望满足高带宽通信加密需求,对未来应用推广具有重要意义。5 .量子测量持续突破经典测量极限精密测量技术作为从物理世界获取信息的主要途径,在信息技术中起着至关重要的作用。精密测量的本质是测量系统与待测物理量的相互作用,通过测量系统性质的变化表征待测物理量的大小。经典测量方法的精度往往受限于衍射极限、散粒噪声和海森堡极限等因素,测量精度的提升面临一定困难。量子测量在此背景下应运而生,其基于微观粒子系统和量子力学特性实现对物理量进行高精度的测量,可以突破经典力学框架下的测量极限,从而实现更加准确、精细和可靠的测量。近年来量子测量持续突破经典测量的物理极限,在不同测量领域展示了量子优势。代表性样机产品涉及量子干涉仪、量子磁梯度仪、微波量子雷达等多种类型,被测物理量则涵盖了磁场、频率、相位、光谱等多个方向。此类研究成果表明,基于量子测量的解决方案不仅在理论上能够突破标准量子极限,同时验证了其性能优于当前已有的同类型经典测量设备的最高水平,这为开拓可实用的量子测量技术打开了新的空间。未来随着量子测量技术的发展,不同领域的量子测量样机产品将会实现更大的量子优势。二、政策布局投资(一)国际政策布局欧美多国持续在量子科技领域提供政策资金支持,围绕战略规划、政策措施、组织机制前沿研究、应用探索、产业培育和人才培养等领域,积极争夺量子信息技术制高点。1.美国美国是世界上最早开展量子信息技术研究的国家之一,尤其注重通过政府指导推动量子信息技术的发展,国家战略部署围绕顶层设计、组织机制、专项计划、生态建设等方面展开。一是在顶层设计方面,制定出台国家量子倡议法案(NQl),统一部署全国量子信息技术系列行动。该法案是美国统筹国内力量推进量子信息技术发展的法律基础,也是谋求量子信息技术及其应用全球领导地位的战略规划。二是在组织机制方面,依托NQl法案建立了一套完整的组织体系,国家技术标准局(NIST)国家科学基金会(NSF)能源部(DOE)、国防部(DOD)、国家航空航天局(NASA)等部门各司其职,同时设立量子信息科学跨机构协调组织,主要包括量子信息科学小组委员会(SCQIS).国家量子协调办公室(NQCO)、量子科学对经济和安全影响小组委员会(ESlX)、国家量子计划咨询委员会(NQlAC)等,全面加强统筹实施。三是在专项计划方面,美国在量子信息领域积极构建战略优势。美国已推出的专项计划主要包括国家战略计算计划、国家人工智能计划、量子信息科技人才培养国家战略规划等。四是在生态体系建设方面,美国通过政府引导、企业和大学全力融入、国际盟友积极参与,形成了多方共建的量子信息生态体系。2023年12月,美国国家科学技术委员会NQI2024年年报显示I美国量子信息领域实际投资较NQl立法原计划的五年共12.75亿美元超出两倍有余,2019-2023财年投资额累计达39.39亿美元,2024年则将预计投资9.68亿美元,覆盖量子传感/计量、量子计算、量子网络、量子基础科研和量子工程技术五大领域。其中,量子计算领域投资占比最高,五年共计约14亿美元,其他领域投资保持稳定。DoE、NSF、NlST是三大金主,其中DoE和NSF五年来已在量子信息领域分别累积投资超过12亿和11亿美元,分别计划将在2024年投入2.9亿和3.4亿美元。美国2018年底通过NQl立法,法案中多项授权于2023年9月到期,2024年是NQl法案的关键时刻。2023年11月,美国众议院科学、空间和技术委员会主席FrankLucas和首席委员ZoeLofgren代表委员会正式提出H.R.6213法案2,即国家量子倡议再授权法案(NationalQuantumInitiativeReauthorizationAct),以推进美国的量子科学技术保持全球领导地位,12月通过该法案的重新授权。国家量子倡议再授权法案建立在NQl法案的基础之上,以确保美国继续hups:/www.quantum.gov/(he-naiional-quantum-ini(ia(ive-supplement-lo-the-presidents-fy-2024-budget-released/hi(ps:/science.house.gov/2023/llihe-na(ional-quantum-initiative-reauthorizaiion-act加速量子科学的突破,加强美国的量子生态系统,以保持美国在未来几十年的竞争力。国家量子倡议再授权法案的核心要点主要包括以下几点:要求白宫科技政策办公室制定一项战略,与美国盟友开展量子研究工作合作,以加强美国在这一领域的世界竞争力;授权NIST建立最多三个中心以推进量子传感、测量和工程方面的研究;加强NSF的学生培训、奖学金和其他人才计划;授权设立一个新的NSF多学科协调中心,以在教育单位和更大的量子产业生态系统之间建立新的人才管道,并授权通过NSF下属技术、创新与伙伴关系(TlP)理事会设立新的量子测试平台;指示De)E制定促进量子计算商业化的战略,并支持量子工厂的发展,以满足量子供应链的设备和材料需求;将NASA列入接受法案资助的机构名单,并授权其成立量子科技研究所,专注于太空和航空应用。2.欧盟上世纪九十年代,欧盟及相关国家意识到量子信息技术的巨大潜力,持续对泛欧洲乃至全球的量子信息技术研究给予重点支持。在组织机制方面,欧盟围绕量子技术旗舰计划共同设立五个机构,分别是出资方委员会(BoF).战略指导委员会(SAB)科学与工程委员会(SEB)量子社区网络(QCN)和协调支持行动办公室(CSAQ¾g)。具体执行过程中,欧盟量子技术旗舰计划项目信息首先由量子社区网络收集,经协调支持行动办公室汇总到战略指导委员会进行评估。经战略指导委员会评估通过或提议的项目在出资方委员会同意后,会获得旗舰项目资金支持并交由科学与工程委员会开展实施。开始实施之后,科学与工程委员会不断向战略指导委员会和出资方委员会汇报各项目进展,或由各项目协调人经协调支持行动办公室直接向战略指导委员会汇报情况。近年来,欧盟积极布局并出台了一系列量子科技战略以及专项计划,目标是在全球量子科技竞争中扁得主动。欧盟主推的量子技术旗舰计划于2018年正式实施,投资约10亿欧元,计划十年内分三个发展阶段发展量子信息技术。2022年11月,欧盟发布欧盟战略研究和产业议程(SRIA)3,基于量子计算、量子模拟、量子通信、量子传感与计量等四大技术支柱,结合基础量子科学、工程和使能技术等主题,概述了2030年量子技术发展路线图,旨在使现有议程与即将推出的一系列计划保持一致。2023年,欧盟发布欧洲量子旗舰计划阶段性报告4,回顾四年来研究项目的亮点成就,研究项目对旗舰计划目标的贡献以及面临的挑战,并展望了计划下一阶段的布局举措与目标。欧盟量子技术旗舰计划推出欧洲量子计算机项目“OPenSUPerQPIUS与,旨在建立一个IoOO量子位的量子计算系统。欧盟量子技术旗舰计划启动新项目"PASQuanS26,旨在开发一个能够3 https:/qt.eu/app/uploads/2022/l1/Quantum-Flagship_SRIA_2022.pdf4 hi(ps:/digital-stra(egy.ec.europa.eu/en/news/quan(um-tech-flagship-ramp-phase-report5 https:/www.opensuperqplus.eu/6 https:/pasquans2.eu/处理多达10000个中性原子的量子模拟器,从而进一步改变欧洲可编程量子模拟发展格局。欧盟出资1900万欧元成立QU-PilOt项目7,该项目将欧洲试点基础设施联合量子技术生产设施,旨在加快欧洲量子技术工业创新走向市场,并帮助建立可信赖的供应链。3 .英国英国在规划量子信息技术发展方面走在欧洲前列。英国在2014年率先出台全球首个量子信息国家级发展政策国家量子技术计划,通过两个五年期的规划,共计投资超过10亿英镑,建立了量子计算、模拟、通信、传感和成像五大科技研究中心推动技术攻关,同时大力支持量子技术企业发展。2023年3月,英国科学创新与技术部发布国家量子战略(NQS)8,开启未来十年25亿英镑投资和新一轮量子信息技术产业发展规划。战略中提出四个主要发展目标,一是确保英国拥有领先的量子信息科技与工程技术;二是支持量子技术企业发展,促进投资、供应链和人力资源建设;三是加快量子信息技术应用转化;四是加强量子信息技术产业监管与国际治理合作。4 .日本日本针对量子信息技术领域的研究开展较早,投入持续较大。2020年,日本发布量子技术创新战略(最终报告) https:/www.ipms.fraunhofer.de/en/press-mcdia/press/2023/Quantum-Technologies-from-Europe.html https:/www.gov.uk/government/publications/national-quantum-strategy https:/www8.cao.go.jp/cstp/siryo/haihui048/siryo4-2.pdf,强有力地促进和制定从研发到社会实施的广泛计划,推动量子技术创新。2022年,日本发布量子未来社会愿景,0,旨在加快量子技术在日本的发展,通过量子技术创造更多就业机会,涵盖领域涉及量子计算机、量子软件、量子安全和量子网络、量子测量和传感及量子材料。同年出台量子人才培养与保障推进政策L提出建立教育生态系统,培养“XX+量子”人才;为青年研究人员独立开展相关研究提供持续保障;构建涵盖产业界的研究与人才生态系统。5 .其他主要国家加拿大于2023年1月发布加拿大国家量子战略量子计算方面需要持续提升混合计算能力,投资建设量子模拟器,探索量子计算应用案例;量子通信方面投资后量子密码学,建设包括陆基和卫星基础设施等在内的国家安全量子网络;量子传感器方面为加拿大开发人员和量子传感新技术的早期采用者提供支持,开发新型高灵敏度量子传感器。印度尸2023年4月发布了国家量子任务3,计划在2023年-2030年期间投资超600亿卢比(约合7.2亿美元),旨在促进量子科技研究和工业应用开发,使印度成为量子技术的全球领导者,同时支持数字印度、印度制造、技能印度和可持续发展目标等国家优先事项。10 https:/www8.cao.go.jp/cstp/tougosenryaku/llkai/1lkai.html11 https:/www.mext.go.jp/content/20220128-mxt-kiso-000020510_1.pdf12 https:/www.newswire.ca/news-releases/govemment-of-canada-launches-national-quantum-strategy-to-createjobs-and-advance-quantum-technologies-869929816.html,3hi(ps20230420india-announces-730-million-plus-national-quanium-mission该战略的建设目标包括未来8年内开发具有50-1000个量子比特的中规模量子计算机;拟在建立卫星与印度境内地面站的安全量子通信,并与其他国家进行远距离安全量子通信;实现超过2000公里的城际量子密钥分发,同时也部署了具有量子存储的多节点量子网络;开发高灵敏度磁力计和用于精确计时、通信和导航的原子钟;支持量子材料的设计和合成,例如超导体、新型半导体结构和用于制造量子器件的拓扑材料;为量子通信、传感和计量应用开发单光子源/探测器和纠缠光子源。澳大利亚于2023年5月发布了澳大利亚国家量子战略制定发展愿景与行动计划,将从150亿澳元国家重建基金中拨出10亿用于支持量子等关键技术。战略目标是到2030年成为全球量子行业领导者,创造22亿澳元的量子产业和87个工作岗位;至2045年产业价值增长至61亿澳元,工作岗位增加至19400个。战略共含五大主题,分别是投资研发和商业化、确保基础设施和材料、培养熟练劳动力、维护国家利益、建立量子生态系统。丹麦于2023年6月宣布将实施国家量子技术战略,5,计划在2023财年拨款2.12亿丹麦克朗用于量子领域的研究和创新的基础上,在2023-2027年新增拨款10亿丹麦克朗(约合9360万美元),用于推动丹麦的量子研究发展,为量子技术的开发和应用建立框架,以保14 https:/www.industry.gov.au/sites/deftiult/files/2023-05/national-quantum-strategy.pdf15 https:/ufm.dk/en7newsroom/press-releases/2023/the-danish-government-is-ready-with-a-dedicated-investment-of-one-billion-dkk-as-first-part-of-a-new-quantum-strategy持其全球领先地位,并促进将研究成果转化为应对全球挑战的实用量子解决方案。战略拟通过制定量子研究与创新战略计划,计划主要聚焦在三个重点领域,对研究和创新的长期和战略投资;开展国际研究和创新合作;改善对数字研究基础设施的访问。韩国于2023年6月发布量子科技发展战略 https:/www.gov.ie/en/press-release/af23b-minister-harris-launches-quantum-203()-irelands-first-national- strategy-fbr-quantum-technologies/,计划至2035年将至少投入3万亿韩元(23亿美元)用于量子技术的研究和应用,以期到2035年成为量子科技领域第四大强国。投资分两部分,政府将于2035年前投入24万亿韩元;私营企业将于2027年前投入6000亿韩元,2027年后投资额将视技术发展及商业条件灵活调整。该战略将重点加大量子人才培养力度、加强量子基础设施建设、促进量子技术研发及商业化应用推广,提升量子计算机、量子传感器和量子城域网的自主研发能力及服务水平,力争到2035年将量子技术水平提高到美国等领先国家的85%。爱尔兰于2023年11月发布国家量子战略“量子2030"以围绕五个重点领域布局:一是支持量子技术基础科研及应用研究;二是培养顶尖量子人才;三是加强国内和国际合作;四是促进创新、创业,提升经济竞争力;五是提高对量子技术和实际惠益的认识。面对量子技术发展带来前所未有的机遇和挑战,爱尔兰希望通过该战略加强资源投入,到2030年成为具有国际竞争力的量子技术中心。(二)国内政策布局我国对量子信息技术领域高度重视,各省市也积极推动量子信息相关政策制定与落地实施。2020年10月,习近平总书记在中共中央政治局第二十四次集体学习中,作出把握量子科技大趋势,下好先手棋系列重要指示,讲话从发展趋势研判,顶层设计规划,政策引导支特,人才培养激励,产学研协同创新等五个方面对我国量子科技发展做出全方位系统性布局,为加快促进我国量子信息技术领域发展提供了战略指引和根本遵循。2021年以来,北京、安徽、广东、上海、山东等二十余个省市在地方“十四五”科技与信息技术产业发展规划中,对量子信息技术领域基础科研、应用探索和产业培育等方面做出具体部署,提供政策引导与项目支持。2023年1月,合肥市发布政府工作报告巴强调加快建设综合性国家科学中心和量子信息未来产业园。6月,广东省政府印发广东省质量强省建设纲要 hltpsssxwzlzlztjjhhzfgzbgzfgzbg108461122.hlml hips:WWW,提出支持量子信息等前沿领域加强研发布局。8月,国务院印发河套深港科技创新合作区深圳园区发展规划2。,支持深港联合国内外高校和科研院所在深圳园区共建“量子谷”。9月,北京市政府印发北京市促进未来产业创新发展实施方案2,提出面向量子物态科学、量子通信、量子计算、量子网络、量子传感等方向开展技术攻关。工信部等五部门印发元宇宙产业创新发展三年行动计划(20232025年)W加快高性能计算、异构计算、智能计算、量子计算、类脑计算等突破。10月,武汉市政府召开常务会议23,提出要抢抓量子科技发展机遇,全力打造量子科技产业发展高地。11月,湖北省印发湖北省加快发展量子科技产业三年行动方案(2023-2025)»2S设立20亿元量子科技产业投资基金,部署创新突破发展、科技成果转化、场景应用示范、产业融合发展、产业人才聚集等五大工程和18项重点工作。安徽省通过单列量子信息领域重大专项巴印发安徽省数字基础设施建设发展三年行动方案(20232025年)26等措施,加大省科技项目对量子领域的支持力度。12月,全国工业和信息化工作会议提到27出台未来产业发展行动计划,瞄准人形机器人、量子信息等产业。中央经济工作会议提出 hup:/ lt20231116-4947889.shtnl hl(ps:/ 开辟量子未来产业新赛道。地方政策措施主要聚焦科研、硬件和应用三大领域。一是开展科学研究,完善学科布局,建设一流研发平台、开源平台和标准化公共服务平台,推动在量子信息技术关键领域的发展;二是开展硬件研发,攻关量子信息领域核心器件、系统、材料的发展;三是推动场景应用,推动量子信息技术在金融、大数据计算、生物医药、资源环境等重要领域的应用。我国量子信息技术产业发展起步稍晚,但重视程度逐渐加大,近年来多地陆续发布科技和信息产业规划,部署支持量子信息领域发展,未来也将持续加强顶层规划并完善布局,产出更多高水平技术成果。三、科研进展成果(一)量子计算1.多种技术路线持续提升关键性能指标量子计算处理器作为量子计算的“核心引擎”,是制备、操作和测量量子比特与量子逻辑门的物理载体,也是现阶段量子计算技术研究与应用的核心方向之一,超导、离子阱、光量子、硅半导体、和中性原子等技术路线呈现多元化发展和开放竞争态势,尚无一种技术路线具备压倒性优势。近年来量子计算原型机研制进一步加速,亮点纷呈。超导量子路线是当前最受关注和研究最多的技术路线,核心器件为二能级系统超导约瑟夫森结,具有可设计、可扩展、易集成、易操控、易耦合等优势。近期超导量子路线量子比特集成规模、基础科研和量子纠缠比特数目方面均取得一定成果。2023年,“Osprey”芯片上线IBM量子计算云平台29。QuantWare推出64位超导量子比特处理29 https:/quantum-离子阱路线是另一种受关注程度较高的技术路线,基本原理是利用电荷与电磁场间的交互作用力牵制带电粒子运动,并利用囚禁离子的基态和激发态组成的两个能级作为量子比特,具有逻辑门操作保真度高、量子比特间连接性好、相干时间长等独特优势。近期离子阱路线研究进展主要体现在保真度提升和全连接比特数增长等方面。202330 https:/tech.eu/2023/02/23/quantware-debuts-64-qubit/31 .en/a/202303/08/Wsd407d466a31057c47ebb2f6e.html32 33 34 35 36 https:/joumals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.08040137 hups:/www.fujitsu.conVglobalaboutresourcesnewspress-releases20231005-0Lhtml求hitps:/em-Two,-Extends-Roadmap-to-Advance-Era-of-Quantum-Utilily年,Quantinuum宣布39将ModeIH1-2原型机的单、双量子比特门保真度分别提升至99.997%和99.8%,并将MOdelHI-I系统的量子体积进一步提升至524288R华翊量子发布R37位离子阱量子计算原型机HYQ-A37o幺正量子发布4253位离子阱量子计算原型机。光量子路线原理是以光子作为信息载体,利用其多种自由度例如偏振、相位和时间位置等进行量子态编码和量子位构建,可分为专用和通用两种量子计算模型,优势包括单比特操控简单、抗退相干能力强、可常温工作、相干时间长等。近期光量子技术路线科研进展主要是新型光子态生成方案、特定应用问题求解、光子规模增长等。2023年,中科大等合作构建255光子的量子计算原型机“九章三号”43,进一步提升了高斯玻色采样速度和量子优越性,基于光量子计算机完成“稠密子图"和“Max-HaE两类图论问题求解44,研究了“九章”处理这两类图论问题为搜索算法带来的加速。南京大学提出45一种可行、可扩展的N光子态(N-PhotOnstate)生成方案。玻色量子发布46100量子比特相干光量子计算机。硅半导体量子路线的关注度也在持续提升,主要利用量子点中囚禁的单电子或空穴作为量子比特,通过电脉冲实现对量子比特的

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