量子前沿：解密未來技術與產業生態

中國信息通信研究院（以下簡稱“中國信通院”）始建於1957年，是工業和信息化部直屬科研事業單位。多年來，中國信通院始終秉持“國家高端專業智庫 產業創新發展平臺”的發展定位和“厚德實學 興業致遠”的核心理念，致力於做“信息社會創新發展的思想庫和使能者”。

近年來，為適應經濟社會發展的新形勢、新要求，中國信通院堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求，不斷擴展研究的廣度和深度，在5G/6G、人工智能、未來網絡、雲計算、大數據、區塊鏈、量子信息、工業互聯網、智能制造、車聯網、數字化轉型、網絡與數字安全、數字經濟、工業經濟等方面進行了前瞻布局與深入研究，著力打造國家高端專業智庫和產業創新發展平臺，有力支撐了制造強國、網絡強國、數字中國等國家車大戰略和政策的制定與實施，推動了國家信息通信技術產業和經濟社會各領域數字化的創新發展。

目錄

 

第 一章　洞察：量子信息成為全球競爭焦點　1

1.1　量子信息—未來產業新賽道　2

1.2　全球主要國家政策布局　3

1.3　我國政策布局　8

第二章　認識：什麼是量子信息　13

2.1　量子信息技術概述　14

2.2　量子力學基礎　16

2.2.1　量子力學基本假設　16

2.2.2　德布羅意物質波　17

2.2.3　波函數　18

2.2.4　能級躍遷　19

2.2.5　量子糾纏　21

2.3　量子計算　23

2.3.1　量子計算技術概述　23

2.3.2　量子計算硬件　25

2.3.3　量子糾錯　37

2.3.4　量子計算軟件　42

2.3.5　量子計算基準測評　48

2.3.6　量子計算雲平臺　59

2.4　量子通信　65

2.4.1　量子通信技術概述　65

2.4.2　量子密鑰分發　66

2.4.3　量子隱形傳態和量子信息網絡　76

2.5　量子精密測量　87

2.5.1　量子精密測量技術概述　87

2.5.2　量子時頻基準　94

2.5.3　量子時頻傳遞　96

2.5.4　量子慣性導航　99

2.5.5　量子重力測量　103

2.5.6　量子目標識別　105

2.5.7　量子磁場測量　108

2.5.8　量子電磁探測　110

第三章　探索：深入挖掘跨行業應用潛在場景　115

3.1　量子信息跨行業應用探索概述　116

3.2　信息通信領域　117

3.2.1　算力調度　117

3.2.2　MIMO波束優化　119

3.2.3　信息安全“攻”與“防”　122

3.3　生物醫療領域　135

3.3.1　新型藥物研發　135

3.3.2　新型病理檢測　137

3.4　工業制造領域　142

3.4.1　工業流程優化　142

3.4.2　器件無損探傷　144

3.5　交通物流領域　145

3.5.1　運輸線路優化　145

3.5.2　新能源汽車電量實時監測　148

3.6　能源領域　150

3.6.1　電流互感　150

3.6.2　能源勘探　153

3.6.3　無人機巡檢　154

3.7　金融領域　156

3.7.1　信用評分　156

3.7.2　基於量子計算的量化投資策略　157

3.8　環境氣象領域　159

3.8.1　顆粒物監測　159

3.8.2　氣體泄漏檢測　161

第四章　興起：產業生態初具規模，不斷壯大　165

4.1　量子信息企業數量和投融資規模持續增長　166

4.2　量子信息產業生態初具雛形　170

4.3　量子信息產業聯盟成為培育生態的重要手段　177

4.4　社會熱點爭議解讀　181

4.4.1　量子保密通信網絡現實安全性成為討論熱點　181

4.4.2　量子計算行業泡沫爭議　183

第五章　展望：量子信息技術與產業未來可期　187

5.1　量子信息技術發展迅速、三大領域發展前景各異　188

5.2　量子信息未來發展機遇與挑戰並存　190

 

參考文獻　193