量子信息分类、产业现状、政策背景、技术路线及应用前景如何？

量子技术全球布局加速，技术创新持续活跃机遇大。

1.量子科研攻关加速发展，成为全球科技竞争关注热点

量 子 信息 技 术是 未 来产 业发展 的 重要 方 向。量子信息科 技主要包 含量子 通信、 量子 计算和量 子精 密检测 三个 主要 研究方 向。 具体来 看，量子通信包括量 子密钥 分发 和量 子隐形 传态 两种应 用方 式，其 中量子 密钥 分发 是指 利用 量 子态来 加载 信息 ，通 过一 定 的协议 在遥 远地 点的 通信 双 方共享 密钥 ，是最 先走向 实用 化和 产业化 的量 子信息 技术 。量子计算具有强大的 并行 计算 和模拟 能力 ，能在 某些 计算复 杂问题 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 。量子精密检测利用量 子资 源和量 子调控 带来 的量 子计 量给 精 密测量 带来 新的 发展 契机 ， 有望实 现如 时间 、电 场、 磁 场等物 理量 超越经 典技术 极限 的精 密测 量。 经 过四十 余年 的发 展， 量子 信 息技术 目前 已经 从仅 有学 术 界关注 的基 础科学 研究和前沿技术探索，逐步开启产业界共同参与的工程应用研究和未来产业培育。

全 球 量子 信 息布 局加 速， 产业 增 长趋 势 已基 本明 确。从全球布局 来看，量 子信息 企 业欧美聚 集度 较高，全球占比超过 60%， 美国和欧洲是量子 信息产业 生态的活跃地区。 中国量子 信息领域相关企业 占比约 30%，其中量子通信领 域中国相关企业数 量最多。美 国代表性量子计算 企业包括 IBM、Google、 Intel、微软、亚 马逊等科技巨 头成立的研发部门 ，IonQ、Rigetti、QCI、QuEra 等多类 型 初创企业在硬 件、软 件、 算法 等领 域开 展 创新。 我国 华为 、百 度、 腾 讯等企 业近 年来 相继 成立 量 子实验 室， 在软硬 件研发 、算 法研 究、 应用 探 索、量 子计 算云 平台 等方 面 积极布 局， 但相 对美 国科 技 企业而 言投 入推动 力度仍较为有限。

量 子 信息 行业 呈 现研 发周 期长 ， 研发 资金 投 入推 动特 征。由于量子信息 科技重 要的 科学意义和 巨 大的应 用价 值， 欧美 等发 达 国家的 政府 、科 研机 构和 产 业资本 正在 不断 完善 战略 部 署，稳 步增 加研发 投入。2018 年，美国启动了为期 10 年的“国家量子行动法案”，欧盟正式 实施“量子 技术旗舰项目”。 2023 年 3 月，英国发布《国 家量子战略》，将在 2024 到 2034 年间提供 25 亿英镑的政府投资，并吸引 至少 10 亿英镑的额外私人投资。由于技术上的难度，国际 学术界一般认为实 现通用量 子计算机仍需 10 年甚至更长时间。

2.我国产业政策支持力度强，创新驱动发展能力持续提升

量 子 信息 属于 我 国战 略新 兴产 业 ，受 到产 业 政策 持续 支持 。中央各部委近年来出台一系列相关量 子信息产业政策，自 2016 年起两会政府工作报 告均提及 量子信息科技。2023 年 12 月，中央经济工作 会议上再次强调加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。24 年两会期间，国务院国资委指出，2025 年中央企业战略性新兴产业收入的占比要达 35%，在量 子信息等方面提前 布局。我 国量子信息企业主 要分布在京津冀、长三角等地，合肥市已成为量子产业聚集地。

我 国 量子 信息 产业 当前 技术成 熟 度整 体较 低， 量子 信息行 业 投融 资有 望提 升。从投资总额来看， 根据前瞻产业研究数据，2023 年全球量子信息投资规模达到 386 亿美元，其中中国投资总额达 150 亿 美元， 占比 位居 全球 前列 。 重点投 资细 分领 域为 量子 软 件、量 子硬 件等 技术 领域 ， 投资额 占比 分别为 22.53%、18.21%。目前我国给予量子通信高度的关注和推动，支持量子技术发展和开展量子保密通信 网络的建设，量子通信市场规模增长迅速。

量 子 技术 等 前沿 领 域创 新成果 不 断涌 现 。在城际量子通 信网络方 面，我 国建成 了国 际上首条 远距 离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”。在卫星量子通 信 方面，我国研制并 成功发射了 世界首颗量子 科学实验卫星“墨 子号”， 在 国际上率先实现了 星地量子 通信。在光量子体 系，我国 构建了 76 光子的 光量子计算原型机“九章”，在超导量子体系，我国先后构 建了 62 qubits 超导量子计算原型机“祖冲之 号”。总体来 说，我国量子 信 息技术科研不断推 进，成果 不断显现。

3.技术路线多元并行发展，创新成果有望不断显现

量 子计 算研 究的 核心任 务是实 现多 量子 比特 的相干 操纵 。根据相干操纵量子比特的规模， 国际学 术界设定了如下三 个“里程碑 ”。第一个 是实现“ 量子计算 优越性”， 即 量子计算机对 特定问题的计算 能力超越经典超级 计算机 ，达 到这一里程碑需要约 50 个量 子比特的相干操纵 。第二 个是 实现专用量子 模拟机 ，应 用于 组合 优化 、 量子化 学、 机器 学习 等特 定 问题， 为特 定领 域提 供初 步 算力服 务。 达到这 一里程 碑需 要实 现千 量子 比 特的相 干操 纵和 高精 度量 子 逻辑门 ，是 当前 的主 要研 究 任务。 第三 个是在 量子纠 错的 辅助 下实 现可 编 程通用 量子 计算 机， 即相 干 操纵至 少数 百万 个量 子比 特 ，能在 密码 分析、 新材料设计、气象预报、生物制药等方面发挥巨大作用。

量 子 计算 硬件 目 前有 多种 技术 路 线， 处于 并 行发 展阶 段。大致可以分为 两大类 ，一 是基于微观 结 构形成 能级 系统 的“ 人造 粒 子”路 线， 如超 导和 硅半 导 体，二 是直 接操 控微 观粒 子 的天然 粒子 路线， 如离子阱、光量子和中性原子。在量子计算硬件技术路线中，超导路线专利数量占比超过 50%，光量 子和中 性原 子路 线技 术创 新 热度高 于离 子阱和硅 半导 体 。量子 通信 领域 中量 子密 钥 分发技 术专 利占比 超过 70%，器件、设备等系统研发类专利数量众多，量子信息网络技术成熟度不足，相关专利尚未大 量涌现。

4.生态构建增强自主可控能力，技术应用有望持续拓展

量 子 云平 台 发展 迭代 迅 速，生 态 成熟 度 有望 提升 。硬件、软件、 算法是 三大支 柱， 云平台是 集成 三者面 向用 户提 供服 务的 应 用与产 业生 态汇 聚点 。量 子 计算软 件需 要满 足量 子计 算 的底层 理论 与算法 逻辑， 提供 面向 不同 技术 路 线和硬 件方 案的 量子 指令 集 ，编译 功能 与中 间表 示， 并 提供基 于开 源的编 程语言框架，特异性与专业性较强，目前处于设计开发与生态构建的早期阶段。

量 子 技 术应 用 有望 持 续演 进。我国的城 域量子通信网 络 技术已 初步满 足实用 化要 求 ，自主 研制的 量子通信装备已经为党的 “十八大”“ 十九大 ”、纪念抗 战 胜利 70 周年阅兵、北京冬奥 会、杭州亚运会 等国家 重要 活动 提供 了信 息 安全保 障。 在城 际量 子通 信 网络方 面， 我国 建成 了国 际 上首条 远距 离光纤 量子保密通信骨干 网“京沪干 线”，率 先在金融、政务、电 力等领域开展了远 距离量子 保密通信的技术 验证与应用示范。在 此基础上 ，我国全线贯通了总里程超过 104 km 的国家量子骨干网，覆盖京津冀、 长三角、粤港澳、成渝等重要区域， 将推动量子 保密通 信的规模化应用。