量子藍圖：讀懂下一代科技力量

華翊量子是一家專註於離子阱量子計算技術路線的高科技企業，脫胎於清華大學量子信息領域科研力量，由中國科學院院士段路明教授與核心團隊於2022年聯合創立。公司致力於推動量子計算技術從實驗室走向產業應用，自主研發基於二維離子量子比特陣列的量子計算架構，並推出100量子比特級商業化原型機。

目錄

第一篇 走進量子世界——從原理到革命

當我們談論量子時，我們究竟在談什麼

1 歡迎來到微觀世界 3

能量是“一份一份”的？——“量子”這個名字的由來 3

光，是波還是粒子？——小孩子才做選擇，它兩者都是 11

2 量子力學的兩大基石 19

薛定諤的貓：從思想實驗到量子現實的科學探險 19

量子糾纏：“鬼魅般的超距作用”與貝爾不等式，超神奇 30

3 奇異世界的哲學與科技 41

彗星降臨的夜晚：量子現實的分岔之路 41

從思想實驗到技術工具：一場改變世界的認知革命 48

4 兩次量子革命 55

第一次量子革命：世界開始“閃爍”的三十年 55

第二次量子革命：我們開始“編織”量子世界的時代 62

第二篇 量子計算——算力突破與產業賦能

它真能在一秒內破解我們所有的密碼嗎

5 從邏輯門到量子門 73

經典邏輯門：數字世界的“交通規則” 73

量子門：量子世界的“魔法工具” 80

全球競賽：“量子優越性”裏程碑與中美進展大比拼 91

6 量子算法雙雄 99

揭秘量子計算的“兩張王牌”：Grover 算法與Shor 算法 99

7 量子計算的四大主流方案 112

超導、離子阱、中性原子、光量子，誰更勝一籌 112

第三篇 量子通信——構建未來安全網絡

是否存在絕對無法竊聽的通信

8 抗量子密碼 129

抗量子密碼的產生背景與技術路線新在哪兒 129

9 量子密鑰分發 139

BB84 協議與“絕對安全”的原理有多靠譜 139

10 量子隱形傳態 146

科幻作品中的“傳送術”，現實中只能傳“狀態”不能傳物質 146

11 QKD 應用現狀 152

從“墨子號”到“京滬幹線”：天地一體化實踐成果如何 152

12 PQC 應用現狀 157

國際標準進程與遷移路徑進展到哪兒了 157

13 行業應用前景 162

能源電網、金融交易、工業互聯網的安全如何升級 162

第四篇 量子測量——感知極限的突破

為什麼你的手機導航要靠原子鐘來拯救

14 測量演進與量子突破 171

從經典測量到量子測量，有啥不一樣 171

15 時間測量 177

原子鐘原理與重新定義時間 177

16 電磁場測量 182

磁場測量該如何選擇 182

17 裏德堡原子電場計：感知電場的“量子天線” 192

裏德堡原子電場計有多強大 192

18 慣性測量 196

量子陀螺儀與無GPS 導航如何實現 196

19 前沿傳感技術 201

量子雷達與量子關聯成像有多厲害 201

20 產業現狀與未來 207

從實驗室到市場的跨越如何實現 207

醫療、金融、地質領域的需求與市場規模有多大 211

第五篇 量子未來——技術融合與戰略前瞻

在量子時代，個人與企業如何不掉隊

21 全球量子科技的競爭格局 219

各國戰略布局與中國定位 219

22 技術融合創新 227

“量子技術+ 人工智能+ 物聯網+ 雲計算”的乘數效應 227

23 倫理與治理挑戰 232

量子優勢下的公平性與安全邊界 232

24 未來展望與行動指南 236

個人與企業，如何在量子時代不掉隊 236

參考文獻 243