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近日，繼(ji)2019年(nian)的(de)版本(ben)之后，國家發(fa)改(gai)委(wei)發(fa)布《產(chan)業結構調(diao)整目錄(lu)（2024年(nian)本(ben)）》，值得關(guan)注的(de)是，在信(xin)(xin)息產(chan)業、計(ji)算(suan)機及相關(guan)設(she)備(bei)領(ling)域(yu)，增(zeng)加(jia)了“量子(zi)(zi)、類腦等新機理(li)計(ji)算(suan)機系統的(de)研究與(yu)制(zhi)造”；在通信(xin)(xin)設(she)備(bei)領(ling)域(yu)，增(zeng)加(jia)了“量子(zi)(zi)通信(xin)(xin)設(she)備(bei)”等描述。從2021年(nian)被“十四五”規劃提及以(yi)來(lai)，越來(lai)越多的(de)企業開始關(guan)注量子(zi)(zi)科技，投(tou)身參與(yu)到與(yu)量子(zi)(zi)科技相關(guan)的(de)各個產(chan)業領(ling)域(yu)當中。

不過，盡(jin)管學(xue)術圈、金融、網絡(luo)安全(quan)等領域領域都對量(liang)子(zi)科技持續看好(hao)，在太(tai)平洋對面的(de)美國也已經多次發布“國家戰略(lve)”級別的(de)量(liang)子(zi)信息計(ji)劃(hua)，甚(shen)至(zhi)在2020年一度出現即使削(xue)減美國基礎科研(yan)預算，也要加(jia)大AI和量(liang)子(zi)領域投資的(de)情況。不過，“量(liang)子(zi)”系始終還沒(mei)有實(shi)現成(cheng)熟(shu)的(de)商業落地開花，本文(wen)將對量(liang)子(zi)科技的(de)發展以及相關產業的(de)相互(hu)影響進行梳理(li)，希望能給(gei)行業上下游企(qi)業帶來新的(de)理(li)解和思(si)考。

量子科技概述

現(xian)階(jie)段的(de)(de)研究范疇主(zhu)要包(bao)括：量子(zi)密(mi)碼與量子(zi)通信、量子(zi)計(ji)算(suan)、量子(zi)模擬、量子(zi)傳感(gan)、量子(zi)精密(mi)測量，也可以(yi)簡(jian)單地描述為量子(zi)通信、量子(zi)精密(mi)測量以(yi)及量子(zi)計(ji)算(suan)三大方(fang)向(xiang)。簡(jian)單來(lai)說，量子(zi)信息主(zhu)要指利用量子(zi)力學的(de)(de)基本原理(li)（特別是(shi)量子(zi)態的(de)(de)基本性(xing)質）來(lai)實現(xian)特定(ding)的(de)(de)信息任務。這些(xie)基本性(xing)質主(zhu)要包(bao)括疊加、干涉和糾(jiu)纏。

量子態的疊加：

量(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)(tai)的疊加是指將兩個或(huo)多(duo)個量(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)(tai)相加形成一(yi)個新的量(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)(tai)的過程(cheng)。這意(yi)味著量(liang)子(zi)(zi)(zi)系統可(ke)以同(tong)(tong)時處(chu)于多(duo)個可(ke)能的狀(zhuang)態(tai)(tai)。就(jiu)像是把紅色(se)和藍(lan)色(se)的光混在(zai)一(yi)起(qi)，得到(dao)紫色(se)的光一(yi)樣。量(liang)子(zi)(zi)(zi)疊加允許量(liang)子(zi)(zi)(zi)系統在(zai)多(duo)種狀(zhuang)態(tai)(tai)中(zhong)同(tong)(tong)時存在(zai)。

量子(zi)態的干涉(she)：

量(liang)(liang)子(zi)態(tai)的(de)(de)干(gan)涉(she)是(shi)(shi)指當兩個或多個量(liang)(liang)子(zi)態(tai)疊(die)加后(hou)，它(ta)(ta)們可以(yi)相互(hu)干(gan)涉(she)，產生(sheng)一(yi)些(xie)特殊(shu)的(de)(de)結果。這是(shi)(shi)由量(liang)(liang)子(zi)波(bo)(bo)(bo)函數的(de)(de)性質所決定的(de)(de)。這種狀(zhuang)態(tai)像(xiang)是(shi)(shi)水(shui)(shui)波(bo)(bo)(bo)在相遇(yu)時產生(sheng)的(de)(de)波(bo)(bo)(bo)紋擴散效(xiao)應。當兩個量(liang)(liang)子(zi)態(tai)疊(die)加后(hou)，它(ta)(ta)們會相互(hu)影響，產生(sheng)一(yi)些(xie)特殊(shu)的(de)(de)效(xiao)果，就像(xiang)是(shi)(shi)水(shui)(shui)波(bo)(bo)(bo)相互(hu)干(gan)涉(she)形成波(bo)(bo)(bo)峰和(he)波(bo)(bo)(bo)谷一(yi)樣。

量子(zi)態的糾纏：

量子態的(de)糾纏是(shi)指當兩個(ge)或(huo)多個(ge)量子系統之間存在一種特(te)殊的(de)關(guan)聯(lian)，它們的(de)狀(zhuang)態無法被獨立描述，只能通過(guo)對整個(ge)系統的(de)觀測來(lai)確定(ding)。這種狀(zhuang)態就像是(shi)兩個(ge)有心靈感應的(de)雙胞胎，他們的(de)想法都能隨時(shi)互相關(guan)聯(lian)。

退相干

退(tui)相(xiang)干(gan)是(shi)量(liang)子(zi)(zi)位(wei)中(zhong)量(liang)子(zi)(zi)態(tai)的(de)損失。輻射等環境(jing)因素會(hui)導致量(liang)子(zi)(zi)位(wei)的(de)量(liang)子(zi)(zi)態(tai)塌縮。構建量(liang)子(zi)(zi)計算機的(de)一(yi)項重(zhong)大工程挑(tiao)戰是(shi)設計各種試(shi)圖延遲狀(zhuang)態(tai)退(tui)相(xiang)干(gan)的(de)功能，例如構建保(bao)護量(liang)子(zi)(zi)位(wei)免受外部場影(ying)響(xiang)的(de)特殊結構。

在傳統計算(suan)機上，已知(zhi)的最好的經典算(suan)法(fa)是基于數(shu)(shu)(shu)論的方法(fa)，其時(shi)間復雜度是指(zhi)(zhi)數(shu)(shu)(shu)級的。但是，Shor算(suan)法(fa)利用量子(zi)計算(suan)的特殊(shu)性質，能夠在多(duo)項式時(shi)間內分解(jie)(jie)大(da)整(zheng)數(shu)(shu)(shu)，從而實現了指(zhi)(zhi)數(shu)(shu)(shu)級的加(jia)速。一個著名的例子(zi)是Shor的因(yin)子(zi)分解(jie)(jie)算(suan)法(fa)，該算(suan)法(fa)可以用于分解(jie)(jie)大(da)整(zheng)數(shu)(shu)(shu)為其質因(yin)數(shu)(shu)(shu)的乘積。

也就是說，每增(zeng)加一個量(liang)子比(bi)特，量(liang)子計(ji)算機的算力就可增(zeng)加一倍(bei)。這就是量(liang)子計(ji)算對(dui)信息(xi)處理的指(zhi)(zhi)數(shu)加速作用，是經典計(ji)算機可望而不可即的神(shen)話。這種指(zhi)(zhi)數(shu)加速作用一旦(dan)在技術上得(de)以實現，必將帶來信息(xi)處理的革命性變革。

然而，并非所有(you)的量子(zi)算法(fa)都能(neng)實(shi)(shi)現(xian)超多項式的加(jia)(jia)速。有(you)些量子(zi)算法(fa)與經(jing)典算法(fa)具有(you)相同(tong)的復雜(za)度，或(huo)者只是在某(mou)些特定條件(jian)下才能(neng)實(shi)(shi)現(xian)加(jia)(jia)速。此外，目前為止，我們還沒有(you)找到一種通用(yong)的量子(zi)算法(fa)，能(neng)夠(gou)對所有(you)問題(ti)都實(shi)(shi)現(xian)指數級的加(jia)(jia)速。

商用得等，大廠撒手，又愛又恨的量子計算

但是，盡管已經有相當(dang)多的(de)機構和(he)組織在此前對量(liang)子計算(suan)的(de)市場規(gui)模和(he)商用(yong)時間進行了估(gu)算(suan)和(he)預測，量(liang)子科(ke)技商用(yong)元年(nian)，至今還是一(yi)個未(wei)知數(shu)。

2018年，波士頓咨詢集團(tuan)就(jiu)進(jin)行預測，在“基本情(qing)況”情(qing)景下（假設(she)量(liang)子比特的(de)(de)發展速度符合摩(mo)爾定(ding)律，糾錯能力不變化(hua)），量(liang)子應用市場將在 2035 年達(da)到約 20 億美元(yuan)，然后隨著采用率的(de)(de)提高，到 2050 年飆升至超過(guo) 2600 億美元(yuan)以上(shang)。

2021年(nian)，賽迪(di)智庫發布研究《2021量(liang)(liang)子計算(suan)(suan)技術創新與趨勢展望(wang)》彼時也提(ti)出了量(liang)(liang)子計算(suan)(suan)商用(yong)可能的(de)判斷：量(liang)(liang)子比特數到到100-1000位之后，量(liang)(liang)子計算(suan)(suan)機有(you)望(wang)執行一(yi)些具(ju)有(you)實際意義和應用(yong)價(jia)值(zhi)的(de)算(suan)(suan)法；錯(cuo)誤率從0.1%減少到0.01%，將(jiang)帶來“量(liang)(liang)子體積”的(de)明顯增(zeng)長(chang)，預示著量(liang)(liang)子計算(suan)(suan)機商用(yong)；3.若量(liang)(liang)子相干(gan)時間提(ti)升至高于1ms，量(liang)(liang)子計算(suan)(suan)機將(jiang)有(you)進入商用(yong)的(de)可能。

結(jie)合量子(zi)計(ji)算所需(xu)的物理學(xue)基(ji)礎與算法基(ji)礎，量子(zi)計(ji)算有望在10-15年(nian)(nian)內實現(xian)商用，預計(ji)量子(zi)計(ji)算的商用元(yuan)年(nian)(nian)在2030年(nian)(nian)左右(you)。以(yi)2030年(nian)(nian)為量子(zi)計(ji)算商用元(yuan)年(nian)(nian)，預計(ji)2030年(nian)(nian)全球量子(zi)計(ji)算市場(chang)規模將達到140.1億(yi)美元(yuan)，并(bing)以(yi)30%左右(you)的增速平(ping)緩上漲，至(zhi)2035年(nian)(nian)預計(ji)會達到489.7億(yi)美元(yuan)的量子(zi)計(ji)算市場(chang)規模。

盡管產業結(jie)構調整目(mu)錄（2024年本(ben)）發布了沒有幾天(tian)，具有代(dai)表性(xing)的(de)國盾(dun)量子，其(qi)數據(ju)還是隨著A股的(de)崩潰(kui)而走到了一年內新低。

而隨著業(ye)務調整，幾家老牌互(hu)聯網大廠也開始將(jiang)原量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)產品的團隊捐(juan)給了(le)其(qi)他組織：2023年11月末，達摩院(yuan)(yuan)表(biao)示：為了(le)進一(yi)步推(tui)動(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)科技協(xie)同(tong)發展(zhan)，達摩院(yuan)(yuan)聯合浙(zhe)江大學發展(zhan)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)科技，達摩院(yuan)(yuan)將(jiang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)實驗(yan)室(shi)及(ji)可移(yi)交的量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)實驗(yan)儀器設備捐(juan)贈(zeng)予浙(zhe)江大學，并(bing)向其(qi)他高校和科研機構進行開放；2024年1月，百度(du)也透露了(le)將(jiang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)實驗(yan)室(shi)捐(juan)贈(zeng)的想法，據悉，百度(du)擬將(jiang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)實驗(yan)室(shi)及(ji)可移(yi)交的量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)實驗(yan)儀器設備等捐(juan)贈(zeng)予北京(jing)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)信息科學研究院(yuan)(yuan)，目前(qian)雙方正在推(tui)進具體細節。

花開兩朵，各表一枝，由于(yu)該領域涉及網絡安(an)全乃至國(guo)家安(an)全，美國(guo)一些企業(ye)對于(yu)量(liang)子領域卻是持續投入(ru)和拓展：

一出場就備受關注(zhu)，后來(lai)又被吊(diao)打的(de)懸(xuan)鈴(ling)木，就是谷(gu)歌的(de)杰作，2023年(nian)7月，谷(gu)歌宣布(bu)實驗將(jiang)2019年(nian)推出的(de)53量(liang)(liang)(liang)子位的(de)Sycamore處理(li)器提升到了70個(ge)量(liang)(liang)(liang)子位，業內最(zui)先進的(de)超級(ji)計算(suan)(suan)機Frontier需要47.2年(nian)才能計算(suan)(suan)完成的(de)任(ren)務，53個(ge)量(liang)(liang)(liang)子位的(de)Sycamore處理(li)器只需要6.18秒就能完成，而(er)新(xin)版70個(ge)量(liang)(liang)(liang)子位的(de)Sycamore處理(li)器速(su)度則更(geng)快。

同(tong)樣是傳統大(da)廠的IBM，也長(chang)期走在量子(zi)(zi)科技發(fa)展的前沿，IBM在量子(zi)(zi)系統、云計算平臺、量子(zi)(zi)計算芯片等多(duo)個領域均有所(suo)布局，同(tong)時聯合了美國(guo)能源部阿貢國(guo)家實(shi)驗室、東京大(da)學、華盛頓大(da)學、科隆(long)大(da)學、哈(ha)佛大(da)學等研究機構采用其設備進行科學實(shi)驗。

量子計算(suan)技術發展有(you)“四高(gao)(gao)”——高(gao)(gao)門檻、高(gao)(gao)投入、高(gao)(gao)風(feng)險(xian)、高(gao)(gao)回報，是一個國家(jia)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)層次人才隊伍、科技和(he)經濟發展水平和(he)實(shi)力的(de)(de)(de)(de)綜(zong)合檢驗(yan)。出(chu)于成(cheng)本和(he)短(duan)期成(cheng)果(guo)的(de)(de)(de)(de)考(kao)慮，企業進行業務板塊調(diao)整也(ye)無可(ke)厚非。可(ke)以(yi)說，企業對(dui)量子計算(suan)的(de)(de)(de)(de)態(tai)度是又愛又恨，愛的(de)(de)(de)(de)是它潛在的(de)(de)(de)(de)算(suan)力和(he)變革能力，恨的(de)(de)(de)(de)則是它實(shi)在是燒錢(qian)。

量子通信——運營商(shang)眼里的(de)大熱點！

盡管量子科技(ji)在(zai)十年內商(shang)用(yong)還存在(zai)一些阻礙，但(dan)是(shi)，量子通(tong)信對運營商(shang)來說可是(shi)一個必須(xu)(xu)占領的(de)(de)高地，一方面(mian)，一旦實現了商(shang)用(yong)，很(hen)可能對其傳統的(de)(de)蜂(feng)窩和(he)寬帶、衛星等(deng)等(deng)網絡(luo)服務造成沖擊；另一方面(mian)，提前入(ru)局量子通(tong)信，對于提升企業的(de)(de)競(jing)爭力，增加(jia)安全系數和(he)技(ji)術壁壘(lei)都是(shi)非常必要的(de)(de)，不(bu)論如何，量子通(tong)信這(zhe)個“螃(pang)蟹”是(shi)必須(xu)(xu)要啃的(de)(de)——運營商(shang)“賭”的(de)(de)就是(shi)這(zhe)個螃(pang)蟹有黃！

國內外運營商(shang)在量子通(tong)信領(ling)域均實現了長期布局與落地：

中國移動

中國移動(dong)（移動(dong)云）對量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算的(de)布(bu)局開始于(yu)2020年，發布(bu)4篇論文、6項專利以及3項軟著，同時打(da)造2項標(biao)桿應用。2022年12月，中移動(dong)與本源(yuan)量(liang)(liang)子(zi)官宣(xuan)合作，后者有(you)償提供基于(yu)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算機(ji)(ji)(ji)真(zhen)機(ji)(ji)(ji)驗(yan)證(zheng)的(de)相關量(liang)(liang)子(zi)通信算法(fa)，為5G及6G面(mian)臨的(de)算力(li)瓶頸探索(suo)量(liang)(liang)子(zi)算法(fa)解決方(fang)案，雙方(fang)簽署了(le)《基于(yu)真(zhen)實量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算機(ji)(ji)(ji)的(de)通信量(liang)(liang)子(zi)算法(fa)研(yan)究及驗(yan)證(zheng)》技(ji)術(shu)規范書，將基于(yu)“本源(yuan)悟(wu)源(yuan)”真(zhen)實量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算機(ji)(ji)(ji)進行通信量(liang)(liang)子(zi)算法(fa)研(yan)究。

2023年8月19日，中國移動攜手(shou)中國電科發(fa)布“量子計算(suan)云平(ping)(ping)臺(tai)”，是業界首(shou)次實現“量子與通用算(suan)力統一納管混合(he)調度”的系統級(ji)平(ping)(ping)臺(tai)；

2023年8月30日，中(zhong)(zhong)國移(yi)動(dong)掛(gua)牌(pai)成(cheng)(cheng)立央企首(shou)個面向行業(ye)應用的量子(zi)(zi)(zi)計算實驗室—“中(zhong)(zhong)國移(yi)動(dong)量子(zi)(zi)(zi)計算應用與評測實驗室”（以下簡(jian)稱實驗室），并(bing)發布(bu)(bu)《通信網絡(luo)中(zhong)(zhong)量子(zi)(zi)(zi)計算應用研究報告》和(he)“五岳”量子(zi)(zi)(zi)云平臺等(deng)首(shou)批量子(zi)(zi)(zi)計算戰略(lve)性新興(xing)產(chan)業(ye)成(cheng)(cheng)果。同年12月，與玻色量子(zi)(zi)(zi)合作(zuo)的五岳之——恒山光量子(zi)(zi)(zi)算力平臺在(zai)蘇州(zhou)發布(bu)(bu)。

中國電信

2020年，中(zhong)(zhong)國電信宣(xuan)布(bu)啟動鑄盾行動1.0，發布(bu)量(liang)子安全組網產品(pin)，并建成了(le)(le)全球規模最大的量(liang)子城域網。基(ji)于此，中(zhong)(zhong)國電信為超過1000家企業提供了(le)(le)量(liang)子安全服務(wu)，保護了(le)(le)超過200億條數據的安全，同時還推出了(le)(le)量(liang)子安全通話(hua)產品(pin)——量(liang)子密話(hua)，截至目前(qian)，用戶數量(liang)已突破(po)170萬(wan)。

2023年(nian)5月(yue)，中國電(dian)(dian)(dian)信(xin)股份(fen)有限(xian)公(gong)司(si)(si)全(quan)資設(she)立中電(dian)(dian)(dian)信(xin)量子(zi)信(xin)息科(ke)技集團有限(xian)公(gong)司(si)(si)，注冊資本(ben)高達30億元。同年(nian)11月(yue)，發布超量融合云(yun)平(ping)臺“天(tian)衍”，以及全(quan)系列量子(zi)安(an)全(quan)產(chan)品。中國電(dian)(dian)(dian)信(xin)啟動鑄(zhu)盾行動2.0，該階段(duan)的主要任務是：量子(zi)安(an)全(quan)云(yun)、量子(zi)安(an)全(quan)OTN、量子(zi)密信(xin)、量子(zi)密碼解決方案。

對于(yu)包括量(liang)子密話等量(liang)子科(ke)技業務，也被(bei)中(zhong)國電信寫入年(nian)報，展示了企業對于(yu)該類產品的重視和布局決心。

中國聯通

和前(qian)兩家運營商一樣，中(zhong)國聯通也是立(li)足于云，關注量(liang)子通信。

2020年(nian)12月30日，中國聯通(tong)(tong)、亨通(tong)(tong)光(guang)電和安徽問(wen)天量子成(cheng)功(gong)完(wan)成(cheng)區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈BaaS及應(ying)(ying)用(yong)+量子通(tong)(tong)信的(de)驗(yan)證測試。驗(yan)證了(le)量子通(tong)(tong)信+區(qu)塊(kuai)(kuai)鏈結(jie)合(he)的(de)安全性(xing)與可行性(xing)，為(wei)該技術在金融(rong)、政(zheng)務、供應(ying)(ying)鏈、智慧城市等領域的(de)落地打下(xia)了(le)基(ji)礎。

2021年(nian)，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)聯(lian)通(tong)(tong)智能(neng)城(cheng)市(shi)研(yan)(yan)究院與中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)雄安集團數字城(cheng)市(shi)科(ke)技(ji)有(you)限公司、雄安新(xin)區(qu)智能(neng)城(cheng)市(shi)創新(xin)聯(lian)合會還共(gong)同(tong)(tong)成立了“量(liang)(liang)(liang)子(zi)通(tong)(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)應用研(yan)(yan)究聯(lian)合實驗(yan)室(shi)(應用示(shi)范中(zhong)(zhong)心)”，旨在構(gou)建(jian)安全可信(xin)(xin)(xin)(xin)的全域智能(neng)化環(huan)境。同(tong)(tong)年(nian)12月，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)聯(lian)通(tong)(tong)發布了《云時代(dai)量(liang)(liang)(liang)子(zi)通(tong)(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)白皮書》，探討了量(liang)(liang)(liang)子(zi)通(tong)(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)與傳統信(xin)(xin)(xin)(xin)息通(tong)(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)的融合發展(zhan)與應用。此外，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)聯(lian)通(tong)(tong)也(ye)牽頭成立了量(liang)(liang)(liang)子(zi)通(tong)(tong)信(xin)(xin)(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)應用研(yan)(yan)究聯(lian)合實驗(yan)室(shi)，開展(zhan)科(ke)研(yan)(yan)創新(xin)，推進成果轉化。產品(pin)包括量(liang)(liang)(liang)子(zi)云盾(dun)、量(liang)(liang)(liang)子(zi)密(mi)話等。

AT&T

來自AT&T公司的(de)Shor在1994年(nian)提出的(de)快速質因數分(fen)解(jie)(jie)量(liang)子(zi)(zi)算(suan)法(fa)（Shor算(suan)法(fa)），用于大型質因數分(fen)解(jie)(jie)的(de)計算(suan)復雜(za)度是(shi)廣泛使(shi)用的(de)RSA公鑰(yao)密碼系統(tong)安(an)全性的(de)基礎。該方(fang)法(fa)一(yi)經提出，就(jiu)引起了(le)人們對量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)研究的(de)熱潮。要知道，如(ru)果(guo)用每(mei)秒運算(suan)萬億次的(de)經典計算(suan)機來分(fen)解(jie)(jie)一(yi)個300位的(de)大數，需要10萬年(nian)以上；而如(ru)果(guo)利用同樣運算(suan)速率、執行Shor算(suan)法(fa)的(de)量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)機，則只需要1秒。

2017年(nian)(nian)6月(yue)，AT&T Foundry 創新(xin)中(zhong)心(xin)將與加州理工學(xue)院聯合組(zu)建量子(zi)技術(shu)聯盟 (AQT)。該(gai)聯盟旨在(zai)將工業界、政府和學(xue)術(shu)界聚集在(zai)一(yi)起，加速量子(zi)技術(shu)的發(fa)展和新(xin)興的實(shi)際應用(yong)。此次合作還將帶來一(yi)個名(ming)為INQNET（智(zhi)能量子(zi)網(wang)(wang)絡和技術(shu)）的研(yan)發(fa)計劃(hua)。該(gai)計劃(hua)將重點關注(zhu)未(wei)來量子(zi)網(wang)(wang)絡技術(shu)對通(tong)信容(rong)量和安全性的需求。同年(nian)(nian)年(nian)(nian)底，該(gai)公司與噴(pen)氣實(shi)驗室和費米實(shi)驗室開始研(yan)發(fa)建造量子(zi)網(wang)(wang)絡。

Verizon

2018年，Verizon公司在全(quan)美(mei)開始測試量(liang)(liang)子(zi)密(mi)鑰(yao)(yao)分發的技術，Verizon的試驗(yan)涉及在兩個地(di)點之間實(shi)時加密(mi)和傳(chuan)送視(shi)頻(pin)流。量(liang)(liang)子(zi)密(mi)鑰(yao)(yao)是在一個光纖網絡上創(chuang)建和交換的，Verizon表示(shi)，這種技術可以立即(ji)發現黑客，量(liang)(liang)子(zi)密(mi)鑰(yao)(yao)分發（QKD）網絡利用(yong)光子(zi)的量(liang)(liang)子(zi)特性來(lai)獲得密(mi)碼(ma)密(mi)鑰(yao)(yao)，以防止(zhi)竊聽(ting)。它還(huan)使(shi)用(yong)量(liang)(liang)子(zi)隨(sui)機數發生器連續生成(cheng)加密(mi)密(mi)鑰(yao)(yao)。

2021年8月(yue)6日，Q-NEXT新(xin)(xin)增(zeng)了兩個企業合作(zuo)伙伴：Verizon和瑞士蘇(su)黎世儀(yi)器(qi)公(gong)司（Zurich Instruments）。而Q-NEXT是由美國(guo)能源部 (DOE) 阿(a)貢(gong)國(guo)家實(shi)驗室(shi)領導的國(guo)家量子信息科學研究(jiu)中(zhong)心，由3個國(guo)家實(shi)驗室(shi)、9所大學以(yi)及12家美國(guo)領先量子技術(shu)公(gong)司（包括新(xin)(xin)加(jia)入(ru)的Verizon 和蘇(su)黎世儀(yi)器(qi)公(gong)司）組成(cheng)。

2021年10月，Verizon發文表(biao)示(shi)，量子(zi)計(ji)算將打破(po)電商與VPN等加密標準，并提出要在此前開(kai)發量子(zi)安全算法和(he)程序競(jing)賽，并從物理與數學當中尋找補(bu)救措(cuo)施(shi)。

沃達豐

2022年11月，IBM在量子(zi)峰會上表示，沃達豐集團正在與IBM就(jiu)量子(zi)安(an)全網(wang)絡(luo)安(an)全展開合作，同(tong)時還將(jiang)加(jia)入IBM量子(zi)網(wang)絡(luo)，這將(jiang)使該公(gong)(gong)司(si)有機會對IBM的先進(jin)量子(zi)計算系統以及IBM業(ye)界領先的量子(zi)專業(ye)知識進(jin)行云訪問。這家跨國(guo)電(dian)信(xin)公(gong)(gong)司(si)將(jiang)與IBM合作，幫助驗證和推進(jin)電(dian)信(xin)領域的潛在量子(zi)用例。

2023年(nian)7月，沃(wo)達豐表示(shi)(shi)，已經與(yu)SandboxAQ公司合(he)作，使(shi)用標(biao)準(zhun)智能(neng)手機對量(liang)子(zi)(zi)(zi)安(an)全(quan)VPN進行概(gai)念驗(yan)證(zheng)測試。沃(wo)達豐表示(shi)(shi)，該VPN已被(bei)調整為使(shi)用美國(guo)國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)與(yu)技術(shu)研(yan)究院(yuan)（NIST）開發(fa)的加密(mi)代碼 - 所(suo)謂(wei)的抗量(liang)子(zi)(zi)(zi)加密(mi)（PQC）算法 - 被(bei)認為可以抵抗通過量(liang)子(zi)(zi)(zi)方法破解。

量子科技產業鏈

2023年12月，信通院發(fa)布(bu)的(de)《量(liang)子(zi)信息技術(shu)發(fa)展(zhan)與應(ying)用(yong) 研究報(bao)告(2023 年)》報(bao)告當(dang)中，繪制(zhi)(zhi)了量(liang)子(zi)計算(suan)產(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)與國內外代表性企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)概況圖。量(liang)子(zi)計算(suan)產(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)的(de)上游(you)主要(yao)(yao)涉及環境支撐系統(tong)、測控(kong)系統(tong)、各類(lei)光(guang)電元器(qi)件(jian)與線(xian)纜連接器(qi)等設備(bei)組件(jian)，是(shi)支持(chi)各種技術(shu)路線(xian)開(kai)展(zhan)原(yuan)型機工程化研制(zhi)(zhi)的(de)基礎保障；量(liang)子(zi)計算(suan)產(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)中游(you)主要(yao)(yao)由硬件(jian)和軟(ruan)件(jian)研發(fa)制(zhi)(zhi)造企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)構(gou)成，量(liang)子(zi)計算(suan)原(yuan)型機研制(zhi)(zhi)是(shi)產(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)的(de)核(he)心(xin)環節量(liang)子(zi)計算(suan)產(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)下游(you)包(bao)括面向用(yong)戶(hu)提(ti)供服務的(de)量(liang)子(zi)計算(suan)云平臺企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)和在各領(ling)域開(kai)展(zhan)應(ying)用(yong)探索的(de)行業(ye)(ye)企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)。

量子計(ji)算產業鏈(lian)與國內外代表性企業概(gai)況圖 圖源：信通院

2024年1月，光子(zi)(zi)(zi)(zi)盒也發布了全球(qiu)量子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)產業圖譜，主(zhu)要根(gen)據量子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)的技術(shu)路線(xian)(xian)進行劃分(fen)，產業鏈(lian)包括(kuo)低溫微(wei)波組件(jian)、超導(dao)磁體(ti)、預制冷(leng)設(she)備、稀釋制冷(leng)機(ji)(ji)、光學設(she)備期間及其他(ta)、微(wei)博(bo)測控系統、I/O連(lian)接線(xian)(xian)、真空設(she)備、芯片設(she)計(ji)、制造；離子(zi)(zi)(zi)(zi)阱量子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、光量子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、超導(dao)量子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、半導(dao)體(ti)量子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、中性原子(zi)(zi)(zi)(zi)量子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)、其他(ta)路線(xian)(xian)以及在(zai)軟(ruan)件(jian)和算(suan)(suan)(suan)法(fa)上的相關(guan)企業。

全球量(liang)子計算(suan)產業(ye)圖譜 圖源：光子盒

這(zhe)里面(mian)有(you)(you)我們熟悉的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)大廠(chang)，也有(you)(you)一(yi)些專攻(gong)某(mou)(mou)一(yi)領域的(de)(de)芯(xin)片或光學器件企業。它(ta)們組成(cheng)了量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)技術(shu)路線(xian)的(de)(de)產業鏈，對量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)產業的(de)(de)發(fa)展(zhan)甚至(zhi)未來(lai)(lai)科技都(dou)起到極為(wei)(wei)重要的(de)(de)作用。在未來(lai)(lai)的(de)(de)某(mou)(mou)個(ge)時(shi)間，量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)機(ji)也可能會(hui)像(xiang)如今的(de)(de)電腦(nao)一(yi)樣越來(lai)(lai)越小型(xing)化、集成(cheng)化，以至(zhi)于(yu)最后成(cheng)為(wei)(wei)其他設(she)備的(de)(de)一(yi)部分。綜合來(lai)(lai)看(kan)，高成(cheng)本、高回報的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)科技帶動了從(cong)底層芯(xin)片到各硬件設(she)備端再到應用層軟件與算(suan)法的(de)(de)各個(ge)板塊的(de)(de)發(fa)展(zhan)。

量子科技，等一個ChatGPT式的“王炸”

NLP時代發展了那么多年，始終沒有激(ji)起特別大的水花，甚至(zhi)GPT也是(shi)在2018年就(jiu)已經誕生，直到(dao)ChatGPT帶給全世界以“涌(yong)現”和“王炸”。

量子(zi)科技也在(zai)等待一個“閃(shan)耀時刻(ke)”，吸引更多組織、企業(ye)和個人投(tou)入到量子(zi)科技的研(yan)究和產業(ye)發展(zhan)中來。

至于量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)何時有用，麻省(sheng)理工(gong)(gong)學(xue)院(yuan)的(de)一組研(yan)究人員與埃森(sen)哲(zhe)合作開發了一個(ge)框架(jia)，幫助(zhu)高管評估量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)解(jie)決公司(si)實(shi)際(ji)業(ye)務問題的(de)潛力。”麻省(sheng)理工(gong)(gong)學(xue)院(yuan)計(ji)算(suan)機科學(xue)和人工(gong)(gong)智能(neng)實(shi)驗室的(de)研(yan)究科學(xue)家(jia)尼爾(er)·湯普(pu)森(sen)說。該框架(jia)建立了量(liang)(liang)子(zi)(zi)經濟優(you)勢的(de)基準，當使(shi)用量(liang)(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)機比使(shi)用同等價格的(de)經典計(ji)算(suan)機更快(kuai)地(di)解(jie)決特(te)定問題時，就會出現這(zhe)種(zhong)優(you)勢。

他(ta)們的結論是(shi)，中(zhong)小型問(wen)題（典(dian)型企業最常見(jian)的類型）不會從(cong)量子計(ji)算中(zhong)受(shou)益。然(ran)而，那(nei)些試圖通過指數算法增益解(jie)決大(da)型問(wen)題的人(ren)以(yi)及那(nei)些需要處理非常大(da)的數據集的人(ren)將獲(huo)得優勢。湯(tang)普森說(shuo)：“量子計(ji)算不會對所有事情都變(bian)(bian)得更好，而只(zhi)會對某些事情變(bian)(bian)得更好。”

為了確定量(liang)子經(jing)濟(ji)優勢(shi)，領(ling)導者應該考慮兩個條(tiao)件：1.可行性，意味著(zhu)量(liang)子計算機(ji)(ji)是否存在足以解決特定問題；2.算法優勢(shi)，意味著(zhu)與(yu)同等價格的經(jing)典計算機(ji)(ji)相比，量(liang)子計算機(ji)(ji)可以更快地完成(cheng)特定任務。

兩者的(de)重疊(die)之(zhi)處就是(shi)量子經濟優(you)勢。

2023美國Gartner發(fa)布的技術成熟度曲線則表(biao)示，預測(ce)量子計算已經超(chao)過(guo)了過(guo)高期望的頂點，距離(li)生產力高原依然有10年以上的時間。如果平臺在未(wei)來(lai)幾(ji)年當中無法實現(xian)“殺手級(ji)”的應(ying)用，量子計算或許會(hui)迎來(lai)“幻滅(mie)之谷”的低潮期。

寫在最后

量(liang)子(zi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)雖然在(zai)應用商(shang)業(ye)化還需時間成(cheng)熟，但(dan)從技(ji)(ji)(ji)術積累與產業(ye)規模來(lai)看，各國(guo)政府(fu)和(he)企業(ye)都認(ren)真(zhen)對待(dai)這一(yi)未來(lai)技(ji)(ji)(ji)術方向。未來(lai)5-10年(nian)，隨著(zhu)硬件能力的(de)提升(sheng)和(he)算法優(you)化，不同(tong)主(zhu)流(liu)計算路線與產業(ye)生態的(de)形成(cheng)，也為量(liang)子(zi)計算提供(gong)了良好的(de)技(ji)(ji)(ji)術驅動和(he)商(shang)業(ye)契(qi)機。我們可以期待(dai)，隨著(zhu)主(zhu)流(liu)計算路線持續優(you)化，以及跨領域(yu)協同(tong)創(chuang)新不斷深入，量(liang)子(zi)科(ke)技(ji)(ji)(ji)的(de)前景將會越來(lai)越光明。

在這個經濟(ji)形勢不斷(duan)變(bian)換(huan)的(de)(de)時代，量(liang)子(zi)(zi)科技實現商用的(de)(de)話，在硬件環境設備、量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)算(suan)力(li)以(yi)及(ji)量(liang)子(zi)(zi)算(suan)法三者之一必將有階躍(yue)級的(de)(de)突破。未來能否實現“遇(yu)事不決，量(liang)子(zi)(zi)力(li)學”，以(yi)及(ji)MOSS量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)機的(de)(de)科幻設想，就看接下來的(de)(de)十年！

參考內容：

The Coming Quantum Leap in Computing，2018，BCG

一文讀懂：有關量子計算(suan)的十個問題(ti)，2023，騰訊研究院

中(zhong)國(guo)電信2023中(zhong)期(qi)報(bao)告

《2021量子計(ji)算技(ji)術創新(xin)與(yu)趨(qu)勢展(zhan)望》，賽迪顧問(wen)

《學(xue)科發展態勢評估系列(lie)研究(jiu)報(bao)告》之《物理學(xue)十年：中國與世界》，郭光燦 韓(han)永健(jian) 史(shi)保森(sen)

《量子(zi)計算：信息社會的(de)未來(lai)》，向濤(tao)

《量子信息技術(shu)發展與應用 研究報告（2023年）》，中國信通院

Quantum computing： What leaders need to know now，mitsloan