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1、2024/08量子信息年度系列報告2024全球量子產業發展現狀及展望在2023年里，我們見證了全球量子領域取得的多方面的進展和突破，這些成就正在引領人類進入一個前所未有的量子時代。在量子計算方面，中美仍為全球第一梯隊，占據了全球過半的產業份額。同時，歐洲與亞太地區（除中國）正不斷加大對量子計算的投入、制定相關政策，以縮小與中美之間的差距。另一方面，多元發展成為產業競爭的關鍵動力，尤其是中性原子量子計算的迅猛發展令其成為通用量子計算機的強有力候選者。量子云平臺的日益成熟，逐步降低量子計算的使用門檻和成本，令更多行業能夠充分利用量子計算的能力，推動其應用范圍和影響力的不斷擴大。在量子通信與安全方面

2、，中國與歐美分別引領量子密鑰分發與后量子加密。隨著兩者以及量子隨機數生成器的發展，通信制造業與電信運營商、銀行、券商等領域將紛紛入局，通信與安全行業勢必迎來翻天覆地的變化。在量子精密測量方面，中國仍與歐美存在一定差距，但部分指標已達到國際一流水準。預計未來十年，中國部分種類的量子傳感器將趕超歐美，獲得更大的產業份額。瑞士、德國等歐洲國家在量子精密測量領域與美國同處第一梯隊，未來也仍將保持這一優勢。然而，我們也不得不面對2023年量子行業融資活動相對降溫的現實。宏觀經濟情況不佳，融資交易減少，國際競爭在量子領域日趨激烈，等等。但好在寒冬已過，2024年上半年的表現令人欣慰。這份報告主要從國家和地

3、區的視角出發，重點關注2023年各國家地區在投融資、政策、進展的表現，并對各國家的量子產業規模及其在全球中的占比進行預測，方便讀者更加直觀地看出各國家地區發展近況及趨勢。最后，站在這個充滿挑戰和機遇的時刻，我們對2024年量子產業發展充滿信心和期待。讓我們攜手共進，共同見證量子產業的蓬勃發展。光子盒研究院 院長 序言引領量子時代，共鑄產業未來1聲明01本報告體現的內容和闡明的觀點力求獨立、客觀，本報告中的信息或所表述的觀點均不構成投資建議，請謹慎參考。02本報告旨在梳理和呈現2023年度內全球范圍內量子細分技術和產業領域發生的重要事件，涉及數據及信息以公開資料為主，以及對公開數據的整理。并且，

4、結合發布之時的全球經濟發展狀態，對短期未來可能產生的影響進行預判描述。03本報告重點關注2023年1月1日至2023年12月31日間量子細分行業發生的相關內容，以當地時間報道為準，以事件初次發布之時為準。對同一內容或高度相似內容的再次報道，若跨年度，不視為2023年發生的重要事件。04本報告版權歸光子盒所有，其他任何形式的使用或傳播，包括但不限于刊物、網站、公眾號或個人使用本報告內容的，須注明來源（2024全球量子產業發展展望 R.光子盒.2024.08）。本報告最終解釋權歸光子盒所有。05任何個人和機構，使用本報告內容時，不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪減和篡改。未經書面許可，任何機構

5、和個人不得以任何形式翻版、復制、發表、印刷等。如征得同意進行引用、轉載、刊發的，需在允許范圍內。違規使用本報告者，承擔相應的法律責任。06本報告引用數據、事件及觀點的目的在于收集和歸納信息，并不代表贊同其全部觀點，不對其真實性負責。07本報告涉及動態數據，呈現截至統計之時的情況，不代表未來情況，不夠成投資建議，請謹慎參考。2引言聲明第一章 2023量子產業發展概覽一、量子計算發展情況綜述01 量子計算芯片與軟件算法蓬勃發展02 高性能計算與量子計算的融合已成為現實03 各大電信運營商競相布局量子計算04 研究活躍科研成果頻出05 硬件發展路線圖不斷更新06 產業鏈相關企業逐年增多07 生態建設

6、日趨完善08 產業發展即將進入快速成長周期二、量子通信發展情況綜述01 量子通信與安全生態蓬勃發展02 產業鏈相對成熟03 量子通信與安全產業鏈上游04 量子通信與安全產業鏈中游05 量子通信與安全產業鏈下游06 網絡建設（陸地部分）：QKD網絡建設07 網絡建設（太空部分）：衛星通信建設三、量子精密測量發展情況綜述01 產業已進入多元化發展周期02 產業鏈相關企業逐年增多03 產品豐富且市場初具規模04 下游應用市場前景廣闊目錄3第二章 各地區政策及進展一、美國二、中國三、歐洲四、英國五、德國六、法國七、加拿大八、澳大利亞九、日本十、韓國第三章 投融資一、融資金額大幅下降二、融資主體地理分布

7、分散三、融資輪次普遍較少第四章 量子產業規模一、總體產業規模二、各領域產業規模01 全球量子計算產業規模02 全球量子通信產業規模03 全球量子精密測量產業規模三、各地區產業規模01 各地區量子計算產業規模02 各地區量子通信產業規模03 各地區量子精密測量產業規模目錄4第五章 產業展望一、量子生態位日趨明確01 中美各有所長穩坐量子第一梯隊02 歐洲尋求量子產業鏈上游自主可控03 亞太多國積極融入歐美量子生態圈二、量子技術不斷突破01 機群技術與云平臺聯手推動量子計算02 PQC與QKD的未來發展呈現并駕齊驅之勢03 量子精密測量六大方向各有明確突破目標目錄52023量子產業發展概覽第一章第

8、一章2023量子產業發展概覽第一章2023量子產業發展情況綜述目錄7一、量子計算發展情況綜述一、量子計算發展情況綜述01 量子計算芯片與軟件算法蓬勃發展02 高性能計算與量子計算的融合已成為現實03 各大電信運營商競相布局量子計算04 研究活躍科研成果頻出05 硬件發展路線圖不斷更新06 產業鏈相關企業逐年增多07 生態建設日趨完善08 產業發展即將進入快速成長周期二、量子通信與安全發展情況綜述二、量子通信與安全發展情況綜述01 量子通信與安全生態蓬勃發展02 產業鏈相對成熟03 量子通信與安全產業鏈上游04 量子通信與安全產業鏈中游05 量子通信與安全產業鏈下游06 網絡建設（陸地部分）：Q

9、KD網絡建設07 網絡建設（太空部分）：衛星通信建設三、量子精密測量發展情況綜述三、量子精密測量發展情況綜述01 產業已進入多元化發展周期02 產業鏈相關企業逐年增多03 產品豐富且市場初具規模04 下游應用市場前景廣闊本部分根據技術創新、實際效益以及科研引領等評價標準，選取了2023年量子計算領域的十項最重要進展，包括首次成功應用、有效實驗驗證、新穎架構設計、參數最值、實際效用提升、采用方案者數量及影響力，以及是否有重大科研突破和廣泛報道?？傮w進展按照量子計算芯片以及軟件算法云平臺兩個大方向展示。第一章2023量子產業發展概覽量子計算芯片與軟件算法蓬勃發展01圖表 2023年全球量子計算十項

10、重要進展 量子云平臺 混合計算與大模型 容錯算法英偉達發布了DGX Quantum系統，結合了CUDA Quantum和H100 NVL等技術，為GPT等生成式AI大模型提供了量子經典混合計算的加速平臺。Quantinuum使用邏輯量子比特在其H1量子計算機上實現了容錯算法，通過“隨機量子相位估計”計算了氫分子的基態能量。Q-CTRL的錯誤抑制技術（名為Q-CTRL Embedded）已被集成到IBM云量子服務中，現在用戶只需輕按開關，就能降低錯誤率。量子糾錯 傳輸與存儲 量子芯片架構 量子比特數量與量子體積 相干時間Quantinuum的H-Series量子計算機連續創下了三個量子體積（QV

11、）的新紀錄：217、218和219，為目前報道最高的量子體積記錄。IBM發布了首款超過1000量子比特的量子計算處理器Condor，其擁有1，121量子比特，基于其上一代旗艦產品Eagle芯片架構。馬里蘭大學在藍寶石芯片上成功創建了磁通量量子比特，其相干時間為1.48毫秒，是目前最高紀錄，并且保真度達到了99.991%。IBM推出模塊化量子計算機，結合可擴展低溫基礎設施和經典服務器，實現了計算的超級計算架構?；诖思軜?，IBM發布了133量子比特可擴展芯片Heron。蘇薩塞克斯大學與Universal Quantum合作，實現了微芯片模塊之間的快速和可靠的傳輸，成功率高達99.999993%，

12、連接速度為每秒2424次，是目前最高紀錄。深圳量子研究院、清華大學、福州大學以及南方科技大學4家研究團隊利用具有定制頻率梳的脈沖來操控輔助量子比特，提高了量子糾錯的效率，超過了糾錯盈虧平衡點約16%。QuEra實現了48個邏輯量子比特，能夠檢測和糾正糾纏邏輯門操作過程中出現的任意錯誤。軟件、算法、云平臺量子計算芯片8一、量子計算發展情況綜述|2024年2月版第一章2023量子產業發展概覽高性能計算與量子計算的融合已成為現實022023年，全球發生了諸多量子計算與超算融合的事件，量超融合已經從理論轉向初步實踐，還呈現出深化發展之勢。量超融合主要依托云平臺向外提供算力，成為超算中心的一種新型計算形

13、式的補充，提供多樣、靈活、高效的計算資源，為不同行業領域提供更強大的算力，可供更廣泛地探索量子計算的潛在價值。目前量子計算與超算融合仍然面臨著硬件穩定性和算法優化等挑戰，量超融合的實現，接下來需要在多個維度進行嘗試與探索，包括兼容性與集成（接口設計、系統集成）、軟件與算法（量子編程語言與工具、算法適配與優化）、資源管理與調度等。隨著技術演進和國際合作的深化，量子計算融入超算體系將是必然的一步。圖表 2023量超融合進展事件本源量子與上海超級計算中心合作成立長三角量超協同創新中心；9月，發布“量超融合”平臺實現了經典與量子任務統一調度和經典+量子算法的混合編程，并對公眾開放理化學研究所計劃在 2

14、025 年左右通過與富岳超級計算機的集成歐盟高性能計算聯合計劃(EuroHPC JU)下的高性能計算和量子模擬(HPCQS)項目，其用戶已經能夠通過各成員國的節點，驗證他們的HPC-QC融合應用德國啟動Euro-Q-Exa量子計算機招標，系統該系統將由萊布尼茨超級計算中心(LRZ)托管和運營，并 集 成 到 超 級 計 算 機SuperMUC-NG中在法國混合量子計劃（HQI）在，法國國家大型計算中心（GENCI）購入Pasqal的100比特量子計算機英偉達與德國于利希超算中心(JSC)、ParTec建立實驗室開發經典-量子混合超級計算機澳大利亞Pawsey超級計算研究中心與加拿大Xanadu

15、公司簽署諒解備忘錄，將為研究人員提供最先進的混合計算中國電信發布“天衍”量子計算云平臺，基于超量混合云架構，實現了“天翼云”超算能力和176量子比特超導量子計算能力的融合魁北克數字和量子創新平臺PINQ落成IBM Q System One，在舍布魯克設立的高性能計算中心將使PINQ能夠提供混合計算方法9|2024年2月版全球超算中心與量子計算機的融合正在加速推進。各種類型和規模的超算中心，無論是大型的國家級研究機構還是小型的企業級實驗室，都在積極探索與量子計算機的集成。這種集成不僅提升了計算能力和效率，還拓寬了應用領域。例如，生物信息學、物理模擬、金融工程等領域的復雜問題，通過超算和量子計算的

16、結合，可以得到更精確、更高效的解決方案。此外，這種融合還推動了新的算法和應用的發展，如量子機器學習、量子優化等，顯示出超算和量子計算相結合的巨大潛力。HPC+QC線下機群模式是未來高性能計算的重要發展方向。這種模式通過整合傳統超級計算機和量子計算資源，使得高性能計算更加靈活、高效。在這種模式下，可以實現更復雜、高精度的運算和模擬，從而推動科學研究、工程技術和產業創新的發展。這種模式的優勢在于，它可以充分利用傳統超級計算機在處理經典問題上的強大能力，同時利用量子計算機在處理量子問題上的獨特優勢。未來，超級計算機和量子計算機能夠無縫集成，實現互補優勢，為解決復雜問題提供強大的計算支持。隨著技術的進

17、步和應用的拓展，我們可以預見，HPC+QC線下機群模式將在未來的計算領域發揮越來越重要的作用。第一章2023量子產業發展概覽圖表 全球現有量子計算機與經典計算機相融合的計算中心及相關實驗室中國安徽省量子計算工程研究中心將計算任務在量子計算機和超級計算機之間進行分解、調度和分配中國國家超級計算鄭州中心與中國上海超級計算中心和本源量子以及中移（蘇州）軟件共同打造量超融合先進計算平臺，提供量超云融合服務法國原子能委員會與國家超大型計算中心應用Atos量子學習機（QLM）將量子計算能力整合到超級計算機Joliot Curie當中德國于利希超級計算中心基于模塊化超級計算架構概念的最緊密集成德國萊布尼茨超

18、級計算中心與Atos和HQS合作研究HPC與QC之間的整合芬蘭IT科學中心VTT的5量子比特超導量子計算機HELMI（“Pearl”）與歐洲超級計算機LUMI（“Snow”）連接；使用了英偉達CUDA Quantum平臺西班牙加利西亞超級計算中心在“PRIMEHPC FX700”超級計算機上構建基于富士通34量子比特量子計算模擬器的集群系統美國國家超級計算應用中心集成英偉達CUDA Quantum美國橡樹嶺國家實驗室應用Atos量子學習機（QLM）；參與CUDA Quantum測試計劃美國阿貢國家實驗室 應用Atos量子學習機（QLM）巴西SENAI-CIMATEC應用Atos量子學習機（QL

19、M）將量子計算能力整合到超級計算機當中印度高級計算發展中心與Atos達成合作協議，共享量子學習機（QLM）成果澳大利亞帕西超級計算中心將量子加速器與HPE Cray Ex超級計算機Setonix配對，展示和測試量子和經典計算的混合模型日本國家高級產業科學技術研究院英偉達的合作伙伴，將CUDA Quantum集成到其超算平臺日本理化學研究所富士通公司的量子計算機與“富岳”超級計算機集成10|2024年2月版2023年，全球主要電信運營商積極加大對量子計算領域的投資和研究力度。它們在超導、離子阱等多種量子計算機類型上進行了深入研究，反映出電信運營商對于量子技術在提升網絡性能、加強安全通信等方面的潛

20、在價值的認可。此外，這些電信運營商在量子計算領域的布局不僅僅停留在研究層面，更在積極尋求技術合作和商業合作。例如，與IBM、IonQ等企業和科研機構建立戰略合作伙伴關系，共同推動量子計算技術在實際應用中的驗證和商業化進程。全球電信運營商在量子計算領域的布局表現出一種跨界合作、開放共享的趨勢，力圖在未來科技競爭中保持領先地位。目前，全球電信運營商正在構建量子計算生態系統，通過開放云平臺、吸引愛好者參與等方式，推動量子領域從業人員和愛好者的積極參與。這種開放性和生態系統建設有助于推動整個量子計算領域的進一步發展，同時也預示著量子計算技術有望在電信領域發揮越來越重要的角色，為網絡性能、通信安全等方面

21、帶來全新的突破。注：*表示2023年的進展第一章2023量子產業發展概覽各大電信運營商競相布局量子計算領域03圖表 全球主要電信運營商在量子計算機領域的布局國家公司基本情況中國發布具備“量子優越性”能力的超量融合量子計算云平臺“天衍”*攜手中國電科發布目前中國最大規模的量子計算云平臺。發布“五岳”量子計算云平臺*日本聯合日本理化學研究所、富士通等研究合作伙伴，成功開發出日本第一臺超導量子計算機*加入由東京大學運營的量子創新倡議聯盟，并使用IBM 量子計算機驗證電信用例*韓國與與韓國科學技術院（KAIST）和 Qunova 計算公司合作，使用D-Wave量子計算機優化6G低軌衛星網絡*澳大利亞目

22、前已對量子計算領域進行投資（SQC），但未獨立開展研究*德國DT全資子公司推出其量子即服務產品，提供量子計算專業知識和對IBM量子計算資源的訪問*英國探索量子計算機如何為電路交換、數據包路由、信號處理和天線波束控制等應用帶來好處*與IBM聯手探索量子計算技術和量子安全密碼學，幫助驗證和推進電信領域潛在的量子用例意大利利用量子計算來優化無線電單元的規劃，在D-Wave量子計算機上執行二次無約束二進制優化算法11|2024年2月版49.7%North America25.0%Europe21.7%Asia Pacific 3.7%Others注：圖中所引量子計算領域發文數據來自Nature、Sci

23、ence、Physical Review Letter等頂級期刊，詳見附件注：此處僅呈現發文數量前十的期刊情況，詳見附件第一章2023量子產業發展概覽研究活躍科研成果頻出04圖表 2023年量子計算相關頂級期刊發文情況圖表 2023年量子計算相關頂級期刊發文的通訊作者所在國家China8.3%Japan5.0%Australia2.3%France0.7%Russia1.0%UK5.7%Canada1.0%Germany5.3%Switzerland3.7%Netherlands3.3%Korea2.3%Singapore1.0%Austria1.7%Denmark1.0%Spain1.3%I

24、srael0.3%Finland0.3%USA48.0%128.6 42.8 15.4 20.0 41.8 2.7 3.1 14.9 37.6 051015202530354045Physical Review LettersNatureNature CommunicationsNature PhysicsScienceOptics&PhotonicsQuantum PhysicsScience AdvancesNature Photonics量子計算相關文章發布數量影響因子|2024年2月版|2024年2月版圖表展示了2023年上半年主要期刊上與量子計算相關的文章發布數量和其對應的影響因子（

25、數據來自2023年最新的SCI影響因子）。通過分析比對這些數據，可以對這些期刊在量子計算領域的學術貢獻和影響力進行評估，為科研人員選擇適合發表研究成果的期刊提供參考。量子計算領域的文章發布數量和影響因子之間存在一定的關系，但并非絕對。有些期刊發布數量較多，同時影響因子也較高，這表明該期刊在該領域具有較高的學術貢獻和廣泛的影響力。例如，Nature和Science這類綜合性期刊發布數量和影響因子都較高，這主要歸因于它們的學術聲譽、嚴格的同行評審流程以及跨學科的研究覆蓋范圍。有些期刊發布數量較少，但影響因子仍然較高。例如，PRX Quantum是一個專注于量子物理學的高質量期刊，其發布數量雖然較少

26、，但其影響因子仍然相對較高。另一方面，有些期刊發布數量較多，但影響因子相對較低。這可能是因為該期刊的研究領域較為特定，受眾群體較小，或者在同行評審和學術質量方面存在一定的問題。2023年在頂級期刊上發布的量子計算相關文章的通訊作者所在地區數據則提供了關于不同國家和地區在量子計算研究中的參與度和影響力的重要線索。從通訊作者所在發文機構所屬國家來看，美國以144篇的總數遙遙領先，約占總發文數量的48%。這反映了美國在量子計算技術的絕大多數方面處于國際領導地位，其長期積累的科研實力和政府對量子計算技術的重視，造就了美國在量子計算領域的國際地位。中國以25篇的發文總數位列第二，約占8%，顯示了中國在基

27、礎科學研究和前沿技術領域奮起直追，至今已取得了多項量子計算技術的重要成果，中國科研機構在國際期刊中的發文數量的增長，展現出中國在國際舞臺的影響力逐漸增強。其他國家如日本、德國、英國等也有較多論文發布，表明它們在全球量子計算研究較為活躍，在某些專一領域有較高的國際影響力。從通訊作者所在機構的地理位置來看，美州地區位居第一，占據約1/2的比例，反映了美國在該地區的領導地位以及加拿大在量子計算領域的貢獻。歐洲緊隨其后在該領域的科研活動占據了25%。這顯示了歐洲在量子計算研究中的重要地位和活躍度。亞太地區占據了21.7%，顯示了該地區在量子計算研究中的快速發展和重要性。而其他地區的貢獻相對較少。全球范

28、圍內的國際合作對于推動量子計算的研究和應用至關重要。通過合作共享資源和知識，各國和地區可以加快技術進步和應用創新。因此，加強國際間的合作交流將是未來量子計算發展的重要趨勢。第一章2023量子產業發展概覽13量子電路具有三種常見的度量：電路大小、電路深度和量子比特數。其中，電路大小對應“量子電路中量子門的個數”，電路深度對應“執行量子電路的并行運行時間”，量子比特數對應“量子電路的空間成本”。這三者一般不能同時達到最優，尤其是深度（時間）和比特數（空間）之間往往是此消彼長的。目前，多條技術路線仍未收斂，也未有公認的換算標準。光子盒以時間、核心指標（量子門數量、量子體積、量子比特數量）、組織三大維

29、度，呈現量子計算技術發展趨勢圖。硬件發展路線圖不斷更新05第一章2023量子產業發展概覽14IBM20332019IBM102103104106Quantinnum RigettiIonQ華翊量子中科大九章XanaduPasqalInfleqtionQuEraIntelSQC103104105109PsiQuantum202720252029Google2024超導離子阱光量子中性原子半導體2023量子門數量量子體積量子比特數量211220225230圖表 量子計算發展階段及其硬件趨勢圖（單位：量子比特數量）例如，從量子門數量的維度上來看，IBM在2024年在從內向外的第二個扇形區域內，也就是

30、104，預計為5000門，預計2033年將達到最大扇形區域，即10億量子門；從量子比特數量上來看，IBM落在從內向外的第三個扇形區域，預計有2000量子比特。從量子體積上的維度上來看，Quantinnum在2023年為219，位于從內向外的第二個扇形區域內，而到了2029年，其量子體積將有望達到225。|2024年2月版較此前發布的量子計算產業生態圖譜，本次新增若干企業logo，在分類與結構方面做出調整。第一章2023量子產業發展概覽產業鏈相關企業逐年增多06注：部分整機企業為全棧量子計算機企業，其標識不出現在軟件算法相關部分。研究所和大學不在企業生態考慮范圍之內。15圖表 量子計算產業生態圖

31、譜量子云平臺行業應用國防軍工醫藥汽車金融化學材料整機量子編程軟件量子主機軟件其它藥物探索金融服務化學化工賦能技術探測器激光器線纜測控系統整機低溫微波器件真空系統稀釋制冷機GM/脈沖管制冷機加工制造材料量子比特測控系統量子比特環境其他芯片量子計算硬件整機超導離子阱光量子半導體中性原子其它系統軟件量子應用軟件量子計算云平臺應用合作設備|2024年2月版美國在量子計算產業鏈上具有明顯優勢，政府對量子計算的高度重視和大力支持推動了企業數量的增長，其中涵蓋了各類型的企業，包括IBM、谷歌、微軟、亞馬遜等代表性企業。美國在超導、離子阱、光量子等多個領域都保持領先地位，其科研創新和合作活躍，技術水平和引領能

32、力處于全球前列。中國在量子計算領域崛起迅猛，政府對該領域的高度支持和資金投入推動了企業數量的增加，其中包括騰訊、華為等具有代表性的大型互聯網企業。近些年，中國在光量子計算機等方面取得了顯著優勢，技術水平和挑戰能力迅速提升，然而在中美競爭日益加劇的背景下，尤其是在量子芯片和超低溫設備等方面，中國與美國相比仍存在較大差距。德國、法國等歐洲國家在量子計算生態建設上表現出積極態勢。德國政府通過量子技術行動計劃，旨在成為全球量子技術領導者，投入資金并制定戰略框架。德國量子計算企業數量在全球中位于前列，技術水平較高，特別在離子阱、中性原子等方向領先。但相對于美國，技術上還存在差距，與歐盟協調整合問題亦需解

33、決。法國通過量子技術國家戰略等文件大力支持量子計算。然而，相較美中，投入和產出仍有差距，與德國相比在硬件和軟件能力上稍顯不足。英國、日本、加拿大等國也在量子計算領域有所建設。英國政府發布科學和技術框架及國家量子戰略，致力于鞏固科技超級大國地位，但在與美中的競爭中，量子計算機規模和類型方面仍有不足。日本通過量子未來產業創新戰略，強調實用化與產業化，在量子軟件和服務方面仍有一定劣勢。加拿大也啟動了國家量子戰略，政府支持力度大，尤其是光量子技術路線全球領先，但與美國相比，其在硬件和軟件方面稍顯不足。Government SupportNumber of EnterprisesIndustrial C

34、hain IntegrityScientific ResearchInternational CooperationUSAChinaGermanyFrance UKJapanCanada生態建設日趨完善07第一章2023量子產業發展概覽圖表 2023全球主要科技國量子計算生態建設情況16|2024年2月版16目前，量子計算正處于迅速發展的階段。雖然當前仍然存在一些挑戰，如測控系統優化、量子比特數量與質量、量子比特間的相互干擾等，但在各自得技術路線上，已經有了不少可觀的突破，為產業的進一步發展奠定了基礎。例如，IBM推出得可擴展Quantum System 2架構以及對應的Heron芯片，使得超

35、導技術路線繼續領跑全球；“九章三號”的成功構建則標志著量子比特的穩定性和糾纏性質的控制已經取得了顯著的進展，使得量子計算機在解決某些特定問題上表現出色等。量子計算產業將進入快速成長周期。即隨著量子計算機硬件的不斷升級和算法的不斷優化，更多的軟硬件企業將投身于量子計算領域，并推動量子計算在不同行業的廣泛應用。量子計算將在金融、醫療、材料科學等領域最先發揮作用，為下游行業帶來顛覆性的創新。與此同時，產業鏈上的合作與競爭也將更加激烈，投資和創新以及龐大的市場需求將成為推動產業前進的關鍵驅動力。政府和企業也將共同合作，加大研發投入，以爭取在全球量子計算領域的競爭優勢。第一章2023量子產業發展概覽產業

36、發展即將進入快速成長周期08圖表 量子計算發展生命周期示意圖17產業規模時間-20192020-20272028-20332034-20402040-量子優越性展示進入NISQ 時代專用量子計算機實現多種核心應用示范研制出可糾錯的通用量子計算機進入全面容錯量子計算（FTQC）時代 由計算領域成熟企業引導，完成初步的概念驗證 IBM早在1990年代就建立了專門的量子計算研究團隊；Google團隊首次證明了量子優越性等 代表企業：IBM、Google、Intel、Microsoft等 初創企業以及大部分科研機構開始加入硬件研發以及糾錯的行列，全面推進各個技術路線發展 代表企業：Rigetti、Io

37、nQ、Quantinnum、Xannadu、QuEra、本源量子、國盾量子等 各技術路線的專用量子計算機不斷涌現，并且中下游的量子軟件企業，將在這一階段迅速增長 將優先在金融、醫藥、化工、汽車、機器學習等領域替代經典計算機，產生多種核心應用范例 各技術路線間的優劣勢開始逐漸被放大，或將收斂到單一或幾條特定路線，糾錯成本大幅降低 由下游新應用場景的需求驅動產業鏈進一步細化，產業鏈上游話語權增加，產線擴張直至供需平衡 運算錯誤率接近或小于經典計算機，量子比特數量將達百萬量級 但即使計算機產業進入全面容錯的量子計算時代，量子計算機和經典計算機依舊將并存，各自發揮優勢，二者并非完全替代關系衰退期變革期

38、起步期成長期成熟期|2024年2月版目前，云平臺的主力用戶是大學、科研院所、企業里的軟件算法開發與驗證人員，同行云平臺的開發者，以及在校學生和想要從事相關領域的受訓者；潛在用戶是量子計算所賦能行業的研發機構。對于大部分使用者來說，付費使用量子云平臺比采購和搭建量子計算機更為經濟、方便、易實施。量子計算云平臺的競爭優勢包括平臺的先進的硬件接入、長期使用穩定、軟件工具豐富、混合計算能力、用戶操作友好、強生態支撐、用戶隱私安全和細分行業應用解決方案等方面。此外，量子計算云平臺的后端還連接量子計算模擬器，它是通過經典計算機編程模擬量子特性，依靠模擬的“量子”進行相應計算。由于運算必然會占用一定的存儲和

39、算力資源，因此，大多數公司提供的免費量子計算云平臺是量子模擬器。物理形態的硬件算力支持則更多情況下需要付費，因為支撐云平臺持續運營需要大量資金投入。全球量子計算云平臺的競爭格局呈現出激烈的多元化特征。歐美如IBM、Google、Microsoft、Amazon、AQT等公司涵蓋了多種量子計算技術路線，包括超導、離子阱、中性原子、光子。中國如華為、本源量子、國盾量子、中電信量子集團等公司也嶄露頭角，主要采用超導技術路線。發展趨勢上，未來全球量子計算云平臺將朝著技術融合、計算效率提高、深度融合其他領域以及標準化規范化等方向發展。多技術路線的融合和互操作將為用戶提供更多選擇和靈活性，實現量子計算與經

40、典計算的無縫集成將提高計算效率和降低成本，與人工智能、大數據、云計算等領域深度融合將拓展應用場景，標準化規范化將提高整體安全性和可靠性。這一競爭格局和發展趨勢表明，全球量子計算云平臺正處于一個快速演進的階段，各方將致力于不斷創新和提升綜合實力，以爭奪全球領導地位。第一章量子計算云平臺競爭格局圖表 全球量子計算云平臺地理分布情況182023量子產業發展概覽|2024年2月版19量子安全需求推動了QRNG技術在多個領域的應用，特別是在提升汽車、移動設備和物聯網的安全性能方面。同時，QKD技術在金融、政務和國防等行業的應用正不斷拓展，顯示出量子通信基礎設施的廣泛潛力。此外，通信領域的企業正在開發利用

41、PQC技術的加密解決方案，全球范圍內的政府和軍事機構也越來越重視與私營部門的合作，以加速獲取先進的量子安全技術，從而確保通信和數據傳輸的安全。第一章2023量子產業發展概覽二、量子通信與安全發展情況綜述PQC與QKD的發展呈現并駕齊驅之勢產業生態建設不斷完善下游應用場景逐漸增多量子通信與安全領域的兩大關鍵技術量子密鑰分發（QKD）和后量子密碼學（PQC）正展現出協同發展的態勢。近年來，盡管QKD起初獲得更多關注，但PQC的關注度在2022和2023年迅速增長，使得兩者在投融資、政策支持、研究熱度和商業潛力等方面呈現出并駕齊驅的發展趨勢。QKD技術的全球布局正在擴大，超過30個國家正在建設相關基

42、礎設施。同時，QKD等技術的基礎研究繼續是未來發展的重點，以提高系統安全與效率，并解決實際應用中的挑戰，如光子損耗和噪聲干擾。PQC技術正邁向成長期，受益于標準化和政策支持，其商業化和應用探索在即。PQC技術正在迭代升級，以滿足不同應用場景的需求。同時，PQC商業化和遷移計劃正在啟動，企業和組織正積極探索將現有加密算法遷移至PQC體系，以評估其商業潛力和成本效益。政府機構的參與和NIST的標準化文件為PQC的遷移提供了指導，推動了相關解決方案的發展，以增強通信和數據安全，防范算法破解風險。全球量子政策的支持推動著量子通信與安全領域將持續向好發展。在國家政策層面，2023年見證了多個國家首次或更

43、新發布國家量子戰略，為量子通信的長期發展注入動力。此外，多國政府在科研層面提供資金支持。盡管存在一定的阻礙，但量子通信與安全領域的跨國合作在增加。多國簽署在量子科學與技術方面的合作備忘錄以及一些國家合作以加強在PQC遷移方面的突破。量子通信領域的公司與量子計算、量子精密測量領域的公司常常相互合作，發現新機遇。2023年，這種跨領域合作趨勢愈發明顯，表現為量子計算與量子通信的緊密結合。預計未來跨學科合作將更加普遍，推動量子生態系統的完善，增強量子通信的安全性。量子通信與安全生態蓬勃發展01量子通信與安全產業鏈發展至今，已相對成熟，產業鏈分工更為細分。隨著產業鏈結構進一步明晰，本次對產業鏈結構進行

44、了調整，試圖呈現出當前產業生態現狀。產業鏈上游的核心器件與材料劃分為芯片、光源、單光子探測器、量子隨機數發生器以及其他。產業鏈中游劃分為設備層、網絡建設層和運營層。此外，這一版還將PQC納入產業生態圖譜。產業鏈下游仍以主要應用行業進行劃分。注：部分公司的LOGO出現多次，旨在顯示該公司在不同的版塊均有業務涉及。圖表 量子通信與安全產業鏈上游中游下游 其他量子隨機數發生器單光子探測器芯片光源1313、2424、3838所所量子密鑰分發設備組網設備和網絡管理軟件平臺4444所所核心器件與材料核心設備網絡建設集成保密網絡運營PQC國防電網應用合作金融通信終端第一章2023量子產業發展概覽20產業鏈相

45、對成熟02|2024年2月版技術基本情況部分公司芯片數據處理芯片為FPGA（現場可編程門陣列）芯片通過編程，可以成為實現任意功能的器件。電子學芯片在量子通信中也有所使用，包括模擬信號處理芯片、數模/模數轉換芯片（DAC/ADC）、射頻芯片、存儲芯片等。光學芯片通常指集成了光學功能的芯片，如光波導、光學傳感器等。光源光源是產生光子的器件或設備，是實現基于量子物理的安全通信的基本元素。不同技術路線下對光源可能有不同的需求，激光器是一種常見的光源的設備。單光子探測器單光子探測器可以檢測單個光子的信號強度，并將光信號轉換放大為電信號。在量子通信中，主要探測可見光到近紅外光波長范圍的光信號，探測范圍一般

46、在400納米到1310納米之間。半導體探測器和超導探測器是兩種常見的單光子探測器類型。量子隨機數發生器量子隨機數發生器（QRNG）已成為商業產品，是QKD設備中的核心部件。產品成熟度不斷提升，從成本角度來看，已可具備了替代經典隨機數產品的能力。其他晶體：主要用于生成和調制用于傳輸量子信息的光子。光纖光纜：光纖光纜是量子通信中所使用的一種傳輸介質，低損耗光纖可有效提升量子通信的通信距離和通信速率。在量子通信與安全產業鏈上游，核心器件與材料的涵蓋囊括了關鍵的技術組成部分。首要的是先進的量子芯片技術，作為整個產業鏈的基礎，包括數據處理類芯片、電學芯片和光學芯片。光源則成為量子通信不可或缺的關鍵組件，

47、作為載體，經過對其量子狀態的調制操作后，可攜帶量子信息在不同通信節點間中進行信息傳輸和共享。在通信接收端，單光子探測器發揮著至關重要的作用，確保對量子信息的精準檢測。量子隨機數發生器是保障通信不可預測性的關鍵工具。此外，其他核心器件如PPLN（周期極化鈮酸鋰）晶體、PPLN（周期極化鈮酸鋰）波導、光纖光纜等元件同樣在上游產業鏈中發揮著關鍵作用。這些核心器件和材料為量子通信與安全產業鏈的上游提供了創新動力，為實現更安全、更高效的量子通信系統奠定了堅實基礎。圖表 量子通信與安全上游注：本圖表中行業參與者僅展示部分，更多行業參與者請參考量子通信與安全產業鏈以及實際情況。量子通信與安全產業鏈上游032

48、1第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版在量子通信與安全產業鏈中游，劃分為核心設備、網絡建設集成、保密網絡運營以及PQC。核心設備涉及到關鍵的量子通信設備，如QKD設備、組網設備和網絡管理軟件平臺，這些設備確保信息的安全傳輸。網絡建設集成用于構建高效、安全的量子通信網絡，例如中國的國家骨干網、省骨干網以及城域網。保密網絡運營則包括各運營商參與其中，推動量子通信技術的日常運行與維護。同時，產業鏈中游還加入了PQC領域，包括新一代的加密算法、安全協議、芯片等。這部分的發展使得產業鏈更為全面，更加關注未來密碼學的演進。整個中游通過設備、網絡建設和運營的協同作用，為量子通信與安全的發展提供支

49、撐，為實現更安全、高效的通信提供了關鍵保障。量子通信與安全產業鏈中游04技術基本情況部分公司核心設備主要包括量子密鑰分發（QKD）設備、組網設備和網絡管理軟件平臺。QKD設備的商業化產品當前主要為DV-QKD（離散變量量子密鑰分發）和CV-QKD（連續變量量子密鑰分發）兩大類。組網設備和網絡管理軟件平臺包括信道交換類、數據處理類及網絡管理軟件平臺。網絡建設集成全球大部分QKD網絡建設依托現有光纖通信網絡，通過選擇一些合適的點位，在機房中布設QKD發送端和接收端設備。保密網絡運營運營層主要負責管理和協調整個量子網絡的運作。這包括監控網絡狀態、調度量子信號的傳輸、維護網絡安全性和穩定性。在運營層，

50、重要的工作還包括處理密鑰管理和分發、優化網絡資源分配以及故障檢測和響應。PQC一切可以抵抗量子計算攻擊的新算法均可成為PQC，作為一種基于數學算法，通過芯片和配套軟件系統實現的方案，在成本上和使用鋪蓋效率上較QKD有優勢。圖表 量子通信與安全中游注：本圖表中行業參與者僅展示部分，更多行業參與者請參考量子通信與安全產業鏈以及實際情況。22第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版從PQC公司總部地理分布來看，美國、歐盟、中國的公司分布較為密集。此外，加拿大、英國、日本、韓國、印度等國家也有公司參與PQC研究，并提供PQC產品或服務。從企業業務來看，美國IBM、Microsoft、Googl

51、e等全球科技巨頭將公司業務拓展至PQC領域，其中Google已應用PQC算法保護其旗下Chrome瀏覽器網絡安全。印度QNu Labs公司以NIST的PQC標準工作為參考，開發基于格的PQC算法，提供Hodos產品服務。中游PQC參與者分布圖表 全球PQC研究公司分布23美國加拿大英國中國日本韓國歐盟印度第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版全球PQC科研機構以高校為主。中國參與PQC領域的科研機構較多，但實現商業化轉型的機構仍然有限。主導PQC標準化的NIST機構位于美國，基于此優勢，美國多個科研機構孵化出PQC初創公司，轉型商業化。此外，歐盟、英國、加拿大、日本等國家也有較多PQ

52、C科研機構。圖表 全球PQC科研機構分布24美國加拿大英國中國日本韓國歐盟第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版美國美國發布2023 年國家網絡安全戰略，提出政府應增加對 PQC 遷移的有關投資，廣泛更換容易被量子計算破壞的硬件、軟件和服務。美國CISA、NSA與NIST于8 月聯合發布量子準備：向后量子密碼遷移指南。9月，NIST下屬的國家網絡安全中心（NCCoE）發布向后量子密碼學遷移項目情況說明書，概述了向PQC遷移項目的背景、目標、挑戰、好處和工作流程。此外，NCCoE還列出了參與該項目的28家技術供應商名單，包括IBM、Amazon、Microsoft、SandboxAQ等

53、量子主要參與公司。英國英國國家網絡安全中心（NCSC）發布白皮書，幫助商業企業、公共部門組織和關鍵國家基礎設施提供商的系統和風險所有者思考如何為向PQC遷移做好準備。德國德國聯邦信息安全辦公室（BSI）與羅德與施瓦茨網絡安全有限公司開展了“通用密碼庫的安全實施”項目。該項目建設了Botan密碼庫，到2023年，Botan密碼庫已發展到3.0版本。PQC研究應用工作重要性在于要確保不同廠商PQC方案之間的互操作性和安全性，推動PQC技術的商業化應用和廣泛采用，完成從經典密碼體系向PQC的過渡。美國是諸國中，標準化進程走得最快的。除了美國，英國、德國、法國、中國、日本和韓國等國家在PQC領域也相當

54、重視，開展了PQC相關工作。在國際機構方面，互聯網工程任務組（IETF）成立了后量子加密工作組（PQUIP），旨在協調加密協議的使用。IETF批準英國網絡安全公司Post-Quantum提出和設計的量子安全虛擬專用網絡（VPN）的新標準。此標準規定了VPN如何在量子時代安全地交換通信，VPN新標準將互操作性放在首位，允許使用不同公鑰加密算法的各方相互通信，使多種PQC和經典加密算法被納入VPN成為可能。9月，PQC技術人員、研究人員和專家從業者為推動美國NIST推行的PQC標準化算法理解及采用發起了PQC聯盟（PQC Coalition）。創始聯盟成員包括美國公司IBM Quantum、Mic

55、rosoft、MITRE、SandboxAQ，英國PQShield以及加拿大滑鐵盧大學。全球PQC研究工作推進情況25第一章2023量子產業發展概覽法國第九屆ETSI/IQC量子安全密碼學活動于2023年2月在法國ETSI總部召開，此次會議匯聚了工業界、學術界和政府相關的量子密碼學人才，并聲明ETSI將繼續向量子安全標準化歷程努力。中國中國信息安全標準化技術委員會召開后量子密碼技術與創新實踐研討會，圍繞PQC領域前沿技術、研究動態及發展趨勢等方面進行探討，推動了PQC標準化設立以及應用實施。清華大學丘成桐數學科學中心、北京雁棲湖應用數學研究院主辦的第三屆雁棲湖國際后量子密碼標準化與應用研討會暨

56、后量子技術成果發布會在北京召開，共同商討國際PQC標準化進展與面向行業領域的PQC遷移工作。中國抗量子密碼戰略與政策法律工作組成立與專家聘任儀式在第十三屆中國信息安全法律大會主論壇上舉行。工作組將對抗量子密碼技術、產業、業務的現狀和相關國內外政策、法律法規進行研究，以公開或定向方式發表抗量子密碼相關藍皮書、要報、專題研究報告等成果，推動形成中國抗量子密碼共識和行動方案。日本日本信息通信研究機構（NICT）發布消息稱，NICT與日本凸版印刷株式會社正在合作研究PQC。雙方在NICT運營的試驗床醫療保健長期完整性和保密性保護系統（H-LINCOS）中，建立了一個兼容PQC的私有證書頒發機構，通過增

57、加電子簽名和數字證書簽發功能，以及與凸版印刷和NICT開發的“PQC CARD”聯動，驗證篡改檢測功能的有效性。韓國韓國國家情報院和科學技術信息通信部發布一項總體規劃指出，韓國將在2035年之前將國家密碼系統轉變為后量子密碼學。這兩個組織與國防部、內務安全部、國家安全技術研究院、韓國互聯網振興院、韓國地方信息振興院等成立了工作委員會，并與韓國地方信息振興院共同制定了總體規劃。時間跨度長達十余年的總體規劃路線圖旨在保護韓國免受量子計算威脅，并加強韓國的國家網絡安全。26第一章2023量子產業發展概覽量子通信與安全產業鏈下游涵蓋了廣泛的應用領域，包括國防、金融、電網以及終端等。在國防領域，量子通信

58、技術應用于高度機密的軍事通信，確保敏感信息的安全傳輸，有效防范竊聽和網絡攻擊。金融行業通過量子通信技術實現更安全可靠的數據傳輸，提高對金融交易和客戶信息的保護水平。在電網領域，量子通信可應用于保障電力系統中實時數據的安全傳輸，預防網絡攻擊和數據篡改，確保電網運行的穩定性。量子通信與安全產業鏈下游05美國陸軍授予QuSecure公司一份小型企業創新研究第二階段合同，為陸軍用戶開發基于PQC的加密技術和解決方案，并確定如何在戰術邊緣使用量子技術。SandboxAQ企業獲得美國國防信息系統局提供的合同，提供端到端的PQC管理解決方案。匯豐銀行與Quantinuum簽署一系列探索性項目，此次合作的目標

59、是利用量子計算的力量來增強加密密鑰，同時將其與PQC算法相集成。匯豐銀行使用QKD的加密形式保護了其專有平臺HSBC AI Markets上的一筆交易，將3000萬歐元兌換成了美元。中國國網武漢供電公司在武漢經開區供電環網內的配電自動化終端實現了量子加密通信。新安裝的量子加密通信線路，配電箱里添置了一個量子加密通信模塊，加裝在每個配電設備上，通過與電網通信鏈路連通實現量子加密通信。浙江省首座量子+變電站35千伏稽山變在紹興老城區投運，該變電站由原35千伏城關變經過“無線公網量子通信”技術改造，將變電站的有線通信變為無線通信，貫通了現有配網量子開關與主網量子+變電站之間的電力信息數據，具備主配網

60、一鍵聯動功能。此次”量子變電站“由國盾量子及參股公司浙江國盾量子電力提供設備及技術支持。27國防金融電網第一章2023量子產業發展概覽中國電信與華為合作發布的Mate60 Pro手機終端提供量子密話定制功能。中國電信與三星推出三星W24|W24 Flip兩款引入中國電信量子密話功能的手機。中國電信發布支持量子密話的天翼鉑頓10和天翼鉑頓S9手機終端，其中天翼鉑頓S9是搭載天通衛星通信芯片的5G衛星雙模手機。韓國SKT與IDQ、三星電子合作發布Galaxy Quantum 4量子通信手機，該手機搭載QRNG芯片。法國Thales在其移動安全應用和5G SIM卡中采用混合加密技術，引入了PQC算法

61、通信。美國QuSecure推出具有量子彈性的實時端到端衛星加密通信鏈路。谷歌Chrome在其最新版本（版本116）中推出了一個量子混合密鑰協商機制，添加了抗量子攻擊的X25519Kyber768算法。國盾量子推出安全郵件產品國盾密郵，采用“一次一密”的密鑰分發技術，結合高強度國密算法，為用戶提供端到端的郵件安全收發服務。通信終端2023年，美國、中國、新加坡、加拿大、法國、愛爾蘭、比利時、西班牙等國的陸地QKD基礎設施網絡建設均有進一步發展。相關發展情況如下：網絡建設（陸地部分）：QKD網絡建設06紐約大學量子信息物理學中心（CQIP）和量子安全網絡技術公司Qunnect合作，使用Qunnec

62、t的量子安全網絡技術，通過紐約市的標準電信光纖發送量子信息，成功測試了布魯克林海軍造船廠和紐約大學曼哈頓校區之間10英里（16公里）量子網絡鏈路。在10英里的光纖中，Qunnect和CQIP實現了以每秒15000對的速度傳輸高度糾纏的量子比特通過光纜，測試過程中鏈路正常運行時間達到99%。此次實驗打開了紐約都市區的金融服務、關鍵基礎設施和電信公司試點量子網絡技術的大門。美國開展量子網絡鏈路測試，推動量子通信發展由國科量子建設和運營的長三角區域量子保密通信骨干網建設成果于2023年6月在第五屆長三角一體化發展高層論壇上正式發布。長三角量子網絡線路總里程約2860公里，形成了以合肥、上海為核心節點

63、，鏈接南京、杭州、無錫、金華、蕪湖等城市的環網，通過量子業務運營支撐系統及量子衛星調度系統，為星地一體量子保密通信網絡提供全方位保障。中國長三角區域量子保密通信骨干網建設成果發布，全長2860公里新加坡首個國家量子安全網絡（National Quantum-Safe Network Plus，NQSN+）開始建設，該項目由新加坡國家研究基金會支持，是一項為期三年的量子工程計劃。NQSN+首先進行QKD技術的部署，并結合對PQC的探索，建立QKD/PQC混合體系架構、量子密鑰即服務和面向服務的QKD網絡，實現從“點對點”到“多點互聯”的轉變，建成后將成為一個具有量子加密功能的互操作網絡。11月，

64、新加坡信息通信媒體發展局任命新加坡數字服務提供商SPTel和新加坡量子通信公司SpeQtral聯合建設NQSN+項目。SpeQtral表示將與日本東芝加強在量子通信方面的合作，利用東芝基于光纖的QKD和量子密鑰管理系統產品套件，為“NQSN+”的建設提供支持。IDQ、EvolutionQ、Thales等公司均會參與此項目建設。新加坡首個全國性NQSN+量子安全網絡開始建設，提供商業數據保護加拿大政府與魁北克省政府分別提供360萬加元和400萬加元的資金用來建設加拿大第一個量子通信測試平臺。該項目是測試量子通信技術的必要基礎設施，并有可能成為加拿大未來量子通信網絡的基石。目前，此測試平臺的第一個

65、節點已建設于加拿大舍布魯克市。加拿大加大投資，建設未來全國量子通信網絡基石28第一章2023量子產業發展概覽歐盟EuroQCI項目陸續開展，預計2027年投入使用歐洲量子通信基礎設施（EuroQCI）是一個覆蓋整個歐盟及其海外領土的量子通信與安全基礎設施。歐盟委員會與所有27個歐盟成員國以及歐洲空間局（ESA）合作，設計、開發和部署由地面部分和空間部分組成的EuroQCI。地面部分依賴于連接國家和跨境戰略站點的光纖通信網絡，而太空部分基于衛星進行建設。EuroQCI于2019年6月發布EuroQCI宣言，最初有七個成員國（比利時、德國、意大利、盧森堡、馬耳他、荷蘭和西班牙）簽署了EuroQCI

66、宣言。2021年7月，隨著第27個成員國愛爾蘭的加入，所有成員國都加入了該倡議。EuroQCI項目的陸地部分由歐盟成員國實施，太空部分由ESA實施。EuroQCI的第一個實施階段于2023年1月開始，項目預計持續30個月，將于2025年6月完成。EuroQCI地面部分重點關注以下領域：一系列工業項目，旨在開發EuroQCI的關鍵技術構建塊，以發展歐洲的量子通信生態系統和產業。國家項目允許成員國設計和建設國家量子通信網絡，該網絡將構成地面部分的基礎，通過測試不同的技術和協議使其適應每個國家的具體需求。PETRUS作為所有項目之間的紐帶，負責協調和支持此行動，并確定標準化需求。EuroQCI空間部

67、分主要為歐盟委員會與ESA合作，基于已有的第一顆原型衛星Eagle-1的基礎上制定EuroQCI第一代衛星星座的規格，預計該衛星于2025年底或2026年初發射。圖表 歐盟EuroQCI項目地面部分潛在選址來源：Jean-Franois Buggenhout“EU Quantum Technologies Flagship and the quantum internet”ENISA TELECOM SECURITY FORUM,29 June 202229第一章2023量子產業發展概覽序號國家項目名稱建設內容1比利時BeQCI基建內容：在全國各地的不同節點（布魯塞爾地區、魯汶、根特、哈瑟爾特

68、、雷杜）之間和不同的拓撲中實現沿專用光纖的多個量子鏈路，并選擇不同的QKD系統。探索與空間量子通信網絡的潛在接口以及與鄰近成員國盧森堡和荷蘭建立（長距離）QCI鏈接的可能性。實現三個主題：確保整個通信鏈的安全、降低QKD系統的成本、增加鏈路長度。在硬件方面，目標是開發和集成接收器（用于CV-QKD）、芯片級發射器（用于MDI-QKD）和頻率轉換器（用于與金剛石中的固體自旋量子位態連接）等組件。在軟件方面，目標是設計用于身份驗證的新型QKD協議和經典（后量子）加密協議，并改進安全分析。培訓和傳播：對行政、工業和政府部門的潛在用戶進行QKD教育。對學生進行量子技術（包括QKD）教育。開展幾項外展活

69、動，向廣大公眾介紹量子世界的奇跡。2保加利亞BG QCI協調單位為國家量子通信中心（QUASAR），該中心是保加利亞科學院機器人研究所的一部分基建內容：建造兩條試點量子軌道。第一條線路位于索非亞市境內，將包括內政部、國防部和交通部的信息陣列；第二條線路長280公里，通過將量子網絡帶到庫拉塔過境點，連接索非亞與希臘。3克羅地亞CroQCI建設基于光纖的QKD地面網絡；準備好與鄰近歐盟成員國的量子通信基礎設施連接。4塞浦路斯CYQCI擬建的量子通信網絡跨越塞浦路斯的三個城市，利用當前部署的光通信網絡，部署至少6個用例和11個終端用戶，用于保護公共組織、關鍵基礎設施、學術機構和工業服務。此外，將采用

70、光學地面站與近地軌道衛星進行通信，連接塞浦路斯與歐盟其他國家。最后，建立一個量子通信能力中心，提供研究、教育和培訓課程。5捷克CZQCI量子通信網絡基礎設施建設包括：(1)建設第一個長距離量子通信網絡連接布拉格、布爾諾和俄斯特拉發等城市的骨干網；(2)連接公共機構并測試場景用例和場景的大都市分支；(3)提供包含多種代表性QKD技術的實驗室，以測試和研究基礎設施技術。圖表 歐盟EuroQCI項目開展情況EuroQCI項目的規劃和建設涵蓋了多個關鍵方面，從EuroQCI項目參與國已公開的信息顯示，項目建設主要圍繞四大方面：第一，戰略層面，歐洲技術主權建設，為此后發展技術做儲備和鋪墊。通過該項目，歐

71、洲國家將建立起對量子通信技術的獨立掌控力，確保歐洲在量子領域的技術競爭力；第二，基建層面，建設各國自己的地面QKD線路建設，部分國家涉及空間QKD線路建設，以及跨國線路建設。第三，用例示范，產業生態建設，標準建設。通過展示量子通信技術在實際應用中的效能，推動產業鏈的發展。同時，標準的建設將為整個歐洲的量子通信生態系統提供一致性和可比性，促進技術的廣泛應用。第四，培訓層面，對政府、應用方等利益相關者進行技術教育，教育學生，向公眾傳播量子技術知識。不僅包括量子技術專業人員的培訓，還涵蓋了對政策制定者和決策者的培養。此外，項目還注重教育學生，培養下一代量子通信領域的專業人才。30第一章2023量子產

72、業發展概覽序號國家項目名稱建設內容6愛沙尼亞EstQCI(1)為未來QKD網絡和服務部署建立相關的知識和能力；(2)測試歐盟27國量子通信基礎設施設備情況，了解是否適合愛沙尼亞的條件和需求；(3)在長途量子網絡之間進行網絡測試；(4)與鄰國合作，準備與芬蘭、拉脫維亞和瑞典建立跨境連接。7西班牙EuroQCI-SPAIN(1)設計EuroQCI在西班牙的初步國家架構，從西班牙最大城市馬德里（MAD）和巴塞羅那（BCN）節點開始，逐步擴展到更多地點。部署QKD加密系統，并在馬德里和巴塞羅那節點現場演示QKD系統功能。(2)向公共機構提供量子網絡并展示用例，開發基于國家的量子通信生態系統，未來擴展到

73、私營部門。(3)評估與EuroQCI架構、城內和城際兼容的自由空間和長距離量子通信網絡（包括可信節點和量子中繼器演示器）的可行性，研究QCI空間和地面段之間的接口。8法國FranceQCI地面部分：利用巴黎（ParisRegionQCI）和尼斯（QuantumUCA/Nice）地區的現有基礎設施，推進QKD服務的運營?？臻g部分：量子網絡將在圖盧茲（DGAC/DSNA/DTI實驗室）實施，為法國民航局測試真實的最終用戶服務，包括交換由QKD保護的模擬運行空中交通管制數據。9希臘HellasQCI利用QKD、地面光纖和衛星技術將希臘的戰略地點（雅典、塞薩洛尼基和伊拉克利翁、克里特島）與三個光學地面

74、站（切爾莫斯、霍洛蒙塔和斯金卡）連接起來。10愛爾蘭IrelandQCI(1)使用與現有經典光纖系統集成的暗光纖，沿著從都柏林經沃特福德到科克的主要網絡骨干建立QKD基礎設施。此外，還包括2個城市網絡將連接公共、行業和學術組織；(2)與主要相關方一起測試16個量子安全技術高級用例，收集提供支持40多個愛爾蘭用例的服務的要求；（3）打造創新的量子技術生態系統。包括為公共、工業界和學術界建立測試和工程設施，開發和測試量子網絡中的設備，并與歐洲集成光子學試驗線連接；(4)為主要相關方、公眾提供量子通信教育，并培育量子勞動力。11拉脫維亞LATQN開發國家級實驗性QKD網絡，并與項目合作伙伴現有通信網

75、絡集成。實驗性QKD網絡將由基礎設施QKD主干（公共部分和封閉部分）組成，其中將集成量子加密解決方案。12盧森堡Lux4QCI設計、開發、采購和部署第一個實驗性量子通信基礎設施網絡，專注于政府通信和安全數據中心連接。13芬蘭NaQCI.fi測試芬蘭城域和長途鏈路的QKD技術；部署與鄰國愛沙尼亞和瑞典的跨境鏈接以及未來可能實施的衛星鏈接。14瑞典NQCIS部署和測試適合瑞典特定需求的QKD系統，測試不同的實施方案，確定安全通信的最有效解決方案。包括城域網絡、長途網絡、地面到衛星鏈路和海底鏈路等符合瑞典地理特征的實施方案。15波蘭PIONIER-Q開發并與現有光和數據傳輸技術集成的量子通信網絡設施

76、；部署國家、骨干和城域量子網絡；與公共用戶一起部署和測試用例；提供量子培訓環境。31第一章2023量子產業發展概覽序號國家項目名稱建設內容16馬耳他PRISM在橫跨馬耳他的Melita光纖網絡上建立一個約20個鏈接組成的網絡，并通過Melita海底光纜直達西西里島。在2025年啟動的歐盟范圍計劃的第二階段中，馬耳他網絡將連接到鄰近歐盟國家的類似量子網絡。第三階段涉及覆蓋所有歐盟國家的量子衛星。17葡萄牙PTQCI在現有的光纖基礎設施中部署一個彈性網絡，連接里斯本的不同公共機構，以及涉及學術和私營相關方的測試網絡，并準備擴展網絡至葡萄牙更遠的地域，評估地面到空間部分的基礎設施。18德國Q-net

77、-Q提供柏林和法蘭克福之間的長途QKD鏈路，通過可信中繼配置中的QKD點對點連接鏈實現。每個單獨鏈路生成的QKD密鑰由密鑰管理系統層以加密方式組合，并在柏林和法蘭克福的遠程端點之間生成最終密鑰。QKD節點將安裝在光纖路線沿線的安全位置，相距約80公里。19奧地利QCI-CAT利用維也納市和格拉茨市的現有光纖基礎設施部署QKD測試設施，將易于適應和實施的方式將最先進的現代加密技術（例如PQC）與QKD協議相結合，保護奧地利不同機構、醫院和大學之間傳播敏感信息。利用格拉茨和維也納之間的鏈路，實施可信節點等頂級安全功能，并測試量子中繼器。20丹麥QCI.DK在5個丹麥公共機構和哥本哈根地區的2個相關

78、數據中心之間建立一個量子安全網絡，該基礎設施還包括一條200公里長的長途鏈路，通過城域網絡連接三所參與的大學合作伙伴。此外，還將在一個網絡中結合三種不同的QKD技術，進行測試和應用。21匈牙利QCIHungary將首都布達佩斯與三個不同方向的三個城市（杰爾、瑙吉考尼撒、塞格德）連接起來，未來還可能與奧地利、斯洛伐克、斯洛文尼亞、克羅地亞和羅馬尼亞進行跨境連接。在現有研究基礎上，開發連續變量以及基于光纖糾纏的QKD系統。除了地面光纖QKD系統外，還計劃通過開發自由空間量子鏈路和安裝具有量子能力的地面站，為未來基于衛星的QKD鏈路做準備。22荷蘭QCINed部署量子系統和網絡以測試量子通信技術并將

79、其與現有通信網絡集成；分別在3個地區（烏得勒支地區、阿姆斯特丹海牙地區、埃因霍溫地區）部署三個不同的先進實驗QKD網絡。23意大利QUID開發城域量子通信網絡（QMAN）中的節點，并通過意大利量子骨干網互連，該基礎設施使用商用光纖分發時間和頻率標準信號并將覆蓋意大利領土；此外，還將連接重要站點，以接通光纖通信與歐洲QCI的空間部分；開發密鑰速率更高的QKD技術以及新型光纖。24羅馬尼亞RoNaQCI部署1500公里以上的QCI網絡，包括布加勒斯特、雅西、克盧日納波卡、蒂米什瓦拉、克拉約瓦和康斯坦察等城市的6個都市網絡，其中36條QKD鏈路橫跨羅馬尼亞，連接10所大學、5個研究機構、5個公共機構

80、、3個國家和地區。25斯洛文尼亞SiQUID在節點之間建立QKD鏈路，并基于糾纏分配協議在盧布爾雅那的研究機構測試量子網絡，以實現量子通信協議；此外，還將測試設備無關的QKD和遠程糾纏等先進的量子通信協議，以進一步提高QKD實施的安全性。26斯洛伐克skQCI使用相同的硬件和技術來實施各種基于糾纏的QKD協議，以便在第一階段填充斯洛伐克各地的6-12個節點，從而創建一個國家量子網絡。32第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版拉脫維亞國家廣播電視中心正在與互聯網服務提供商Tet、拉脫維亞電子通信辦公室以及拉脫維亞大學數學和計算機科學研究所合作，于10月開始組建國家量子通信基礎設施系統和

81、網絡。該項目打算在三個合作伙伴之間創建一個有效的量子密鑰分發網絡，使用這些技術及其在現有基礎設施中的集成，同時還可以升級技能并開發新服務。拉脫維亞集成量子通信基礎設施，連接關鍵合作機構法國于4月開展FranceQCI項目，測試量子通信技術并將其集成到法國現有的通信網絡中。利用巴黎和尼斯地區的現有基礎設施，推進QKD服務的運營。量子網絡還將在圖盧茲實施，為法國民航局測試真實的最終用戶服務，包括交換由 QKD 保護的模擬運行空中交通管制數據。該項目由空中客車公司、CNRS、Cryptonext Security、Direction Gnrale de lAviation Civile、Orange

82、、索邦大學、巴黎電信、泰雷茲、泰雷茲阿萊尼亞航天公司、蔚藍海岸大學、Veriqloud 和 Welinq 等共同推進。法國開展量子通信基礎設施項目，保護用戶數據丹麥在3月正式啟動建設量子通信基礎設施項目（QCI.DK），該項目在5個丹麥公共機構和哥本哈根地區的2個相關數據中心之間建立一個量子安全網絡。此外，該基礎設施還包括一條200公里長的長途鏈路，通過城域網絡連接三所參與的大學合作伙伴。QCI.DK將在一個網絡中結合三種不同的 QKD 技術，從而實現廣泛的測試和應用。丹麥啟動量子通信基礎設施項目，測試不同QKD技術以下為EuroQCI項目中部分參與國家在量子通信基礎設施建設方面的最新進展。由

83、于各國在規劃、設計、建設目標以及開展時間等方面存在差異，因此各國的建設進度呈現有所不同。馬耳他公共基礎設施物理安全（PRISM）項目于4月啟動，PRISM將在橫跨馬耳他的 Melita 光纖網絡上建立一個由約20個安全連接組成的網絡，并通過Melita海底光纜直達西西里島。在計劃于2025年啟動的歐盟范圍計劃的第二階段中，馬耳他網絡將連接到鄰近歐盟國家的類似量子網絡。第三階段將涉及覆蓋所有歐盟國家的量子衛星。馬耳他利用海底光纜量子通信，組建安全網絡33第一章2023量子產業發展概覽 比利時量子通信基礎設施（BeQCI）項目已于2023年1月啟動，在比利時各地的不同節點（布魯塞爾地區、魯汶、根特

84、、哈瑟爾特、Redu）之間和不同的拓撲中實現沿專用光纖的多個量子鏈路，并選擇不同的QKD系統。此外，BeQCI還將探索與空間量子通信網絡的潛在接口以及與鄰近成員國盧森堡和荷蘭進行（長距離）QCI鏈接的可能性。比利時引入量子通信，部署量子通信網絡保加利亞第一個量子通信網絡的建設于2月正式啟動，基礎設施的建設將由國家量子通信中心QUASAR協調，該中心是保加利亞科學院機器人研究所的一部分。在接下來的三十個月內，該中心的專家將建造兩條試點量子軌道。其中之一位于索非亞市境內，將包括內政部、國防部和交通部的信息陣列。第二條路線將是一條長280公里的線路，通過將量子網絡帶到庫拉塔過境點，將索非亞與希臘連接

85、起來。保加利亞建設第一個量子通信基礎設施，保護敏感數據和關鍵基礎設施愛爾蘭量子通信基礎設施計劃（IrelandQCI）計劃創建一個量子技術生態系統，研究人員共同將量子設備和系統集成到愛爾蘭的通信基礎設施中。IrelandQCI團隊使用與現有經典光纖系統集成的量子通道，從都柏林經沃特福德（Waterford）到科克的主要網絡主干線建立QKD基礎設施。愛爾蘭開展量子通信基礎設施建設，升級現有網絡34第一章2023量子產業發展概覽2023年，在衛星通信建設方面，美國、中國、新加坡、加拿大等國家均有進一步發展。相關發展情況如下：QuSecure推出首個具有量子彈性的實時端到端衛星加密通信鏈路，這一里程

86、碑標志著美國衛星數據傳輸首次采用PQC來抵御經典和量子解密攻擊，以保護衛星數據通信的安全性。QuSecure的量子彈性加密通信鏈路可以使任何聯邦政府和商業組織都能夠通過太空進行實時、安全、經典和量子安全的通信和數據傳輸。在星鏈網絡上的安全衛星通信測試中，QuSecure成功地將量子彈性數據從Quark服務器通過科羅拉多州Rearden Logic的實驗室發送到星鏈終端。然后通過上行鏈路將信號發送到Starlink衛星，再通過下行鏈路傳回地球。所有這些通信均受到QuSecure的量子安全層（Quantum Secure Layer,QSL）的保護，通過PQC網絡安全保護傳輸中的所有數據。同月，Q

87、uSecure宣布已與愛爾蘭埃森哲（Accenture）公司合作開發并測試PQC保護的多軌道量子彈性衛星通信能力，這有效地結合了低地球軌道衛星和地球同步赤道軌道衛星的優勢，實現了數據在太空和地球之間的傳輸。美國納米衛星服務提供商Sky and Space（SAS）宣布與CyberProtonics建立合作伙伴關系。CyberProtonics將為SAS公司的納米衛星和地面終端機群嵌入PQC技術，為2024年初的發射做準備。這一合作將確保衛星通信的安全性，為未來的衛星網絡提供了更強的數據保護。美國嵌入PQC技術確保衛星通信安全中國科學院科學家、第十四屆全國政協委員潘建偉在接受媒體采訪時表示：“我

88、們正在與國家航天科學中心合作研制一顆中高地球軌道衛星。未來，高軌衛星與近地軌道衛星相結合，將構建廣域量子通信網絡。將有3-5顆專注于QKD的小衛星，產生糾纏粒子用作量子密鑰，且質量在100公斤以下。低地球軌道衛星將提供城市之間的聯系，而更高軌道的衛星將允許創建一個全球性、全天的量子通信網絡。該網絡將使用量子力學的元素來加密和安全傳輸信息。中國還一直在為該網絡建設地面站，目前，已經實現了“墨子號”衛星與北京、濟南、威海、麗江和漠河等城市之間的量子通信演示。中國布局高軌和近地軌道相結合的廣域量子通信網絡網絡建設（太空部分）：衛星通信建設0735第一章2023量子產業發展概覽新加坡量子通信公司Spe

89、Qtral宣布與納米航空電子公司NanoAvionics和衛星光子學公司Mbryonics合作建造SpeQtral-1衛星。SpeQtral-1是SpeQtral項目的第二顆QKD衛星，將作為商業探路者來定義未來的QKD服務。該任務還將與SpeQtre項目一起作為歐洲航天局INT-UQKD計劃的一部分，探索QKD的國際用例。新加坡建設QKD衛星，打造未來商用QKD服務HyperSpace是加拿大和歐洲啟動的一項為期三年的合作項目，此次合作的目標是證明跨大西洋量子衛星鏈路的可行性，該鏈路能夠在加拿大和歐洲的量子地面站之間分配以多種方式糾纏的光子。團隊將重點研究集成量子光子學和光空間通信，包括新穎

90、的協議和量子鏈路技術。HyperSpace衛星的用例之一是通過QKD在兩個量子地面站之間創建加密鏈路。加拿大準備衛星任務架構，布局量子通信網絡納米衛星TAU-SAT3衛星從佛羅里達州卡納維拉爾角太空部隊站SpaceX獵鷹9號火箭發射升空，此衛星由以色列特拉維夫大學（TAU）研究人員開發。TAU-SAT3衛星將在550公里的高空，預計繞地球運行約五年，執行多項科學任務。TAU-SAT3是一顆20厘米的納米衛星，是以色列第一顆為推進太空光學和量子通信研究而建造的衛星。以色列發射第一顆納米衛星，向量子通信邁進拉曼研究所（RRI）發現了一種安全的量子通信鏈路，該鏈路將幫助印度設計和開發安全的通信通道，

91、特別是用于國防和戰略目的。RRI使用QKD成功在固定源和移動接收器之間建立了安全通信，可以為未來基于地面到衛星的安全量子通信鋪平道路，該研究所表示這是印度的首次此類演示。這項研究是利用衛星技術進行量子實驗（QuEST）項目的一部分，自 2017 年以來，RRI一直與印度空間研究組織（ISRO）的UR Rao衛星中心合作。印度完成量子通信鏈路演示實驗，為基于衛星的量子通信鋪路36第一章2023量子產業發展概覽2023年，量子精密測量領域呈現多樣性和分散性。各領域發展路線多元，從量子陀螺儀到量子電場強計、再到量子加速度計，各自處于不同階段，反映了科研進展和應用需求的多元化。不同物理量的量子傳感器成

92、熟度存在差異，量子陀螺儀尚未展現優勢，量子電場強計相對成熟，差距反映了技術挑戰和商業應用的不同情況。未來，不同量子傳感器之間的成熟度差異將逐步縮小，技術創新將成為推動產業發展的主要動力，跨領域合作將進一步加強，解決特定領域的技術難題，推動整個產業向成熟和商業化邁進。未來量子精密測量將進一步以技術創新、標準完善和市場擴展為主導，合作推動技術實用化，標準制定提高可比性，量子傳感器逐漸小型化和集成化推動產業鏈向前發展。各領域發展趨向協同，形成更完善的生態系統。技術突破將主導整體趨勢，跨領域合作解決技術難題，推動產業向成熟和商業化邁進，取得顯著成果。產業已進入多元化發展周期圖表 2023年量子精密測量

93、產業發展周期示意圖舊的行業競爭格局穩定后，新一輪的技術創新開始孕育少數企業探索新產品及服務模式，大部分客戶及參與者持觀望態度客戶需求與行業供給達到適配，行業引爆點開始出現客戶人數、購買頻次與金額接近峰值企業間不斷整合，市場出清，行業逐漸進入長治久安階段傳感器產業利潤技術成熟度量子優越性探索階段實驗室樣機演示階段專用級量子傳感器階段工業級量子傳感器階段消費級量子傳感器階段 由傳感器領域成熟企業與初創企業共同引導，完成初步概念驗證 相比于MEMS等經典陀螺儀，量子陀螺儀在實際應用中尚未展現出量子優勢 代表企業：North Groumman、Twinleaf、AOSense 初創企業及大量科研機構開

94、始加入硬件研發行列，樣機尺寸、功率超過經典傳感器 量子電場強計技術較為成熟，僅缺乏相關標準制定；量子加速度計已有工程樣機 代表企業：M Squared、清遠天 之衡 各技術路線的專用量子傳感器不斷涌現，并且在某些參數指標上對比經典傳感器有較大的優勢 該階段產品具有高動態可靠性；高精度；高成像分辨率；抗干擾能力強等優勢 代表企業：國盛量子、微伽量子、中科酷原 傳感器開始小型化、集成化，并且參數指標上對比經典傳感器有數量級的優勢 主要由下游新應用場景的需求驅動產業鏈進一步細化，產業鏈上游話語權增加，產線擴張直至供需平衡 代表企業：天奧電子、Microchip 全系統集成的新測量方案，可搭配經典系統

95、使用，適配量子傳感器網絡，設備芯片化、可手持，參數比經典傳感器好3個數量級以上 在成本可控的前提下，量子傳感器與經典傳感器多為替代關系，少部分將與經典傳感器互補共存衰退期變革期起步期成長期成熟期量子陀螺儀量子時鐘量子磁力計量子重力儀量子增強雷達量子電場強計量子加速度計0137三、量子精密測量發展情況綜述第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版37新版產業生態概覽圖較此前光子盒發布版本，新增若干企業logo，在結構上也做了新的調整。產業鏈相關企業逐年增多圖表 量子精密測量產業生態概覽下游應用中游整機賦能技術低溫設備測控線路器件儀器真空系統磁體/超導磁體激光器單光子探測器材料時間測量設備磁

96、場測量設備其它目標識別設備慣性測量設備重力測量設備衛星導航軍事國防醫療通信科學研究第一章 2023量子產業發展概覽0238|2024年2月版38SignificantLarge ModerateSmallMinimal 量子精密測量技術在各領域的下游應用市場展現出廣闊的前景。從2023年到2035年，不同領域對于量子精密測量的需求逐漸增長，呈現出多元化的應用場景。首先，對于一些低市場規模的應用，如網絡時頻管理、心理健康治療等，雖然市場規模相對較小，但量子精密測量的高精度和靈敏度為這些領域帶來了更為精準的數據和解決方案，為技術的逐步商業化提供了契機。特別是在老年癡呆癥治療、氣候變化對抗等領域，量

97、子精密測量的精確診斷和數據采集能力將成為未來關鍵技術，推動這些領域的創新和發展。其次，隨著技術的不斷成熟，大規模商業化的領域也將在未來幾年逐漸崛起。例如，航空交通管制雷達、無衛星導航、衛星導航等領域對于高精度測量的需求逐漸增大，量子精密測量技術將在這些領域發揮更為重要的作用。而在深海探測、電池改良、智能駕駛等領域，量子精密測量的高靈敏度和高精度將成為技術突破的助推器，為產業的不斷升級提供動力。最后，2023年至2030年之間，量子雷達技術的應用也將逐漸拓展。量子雷達的高分辨率和高靈敏度使其在國防安全、環境/能源監測、航空交通管理雷達等領域具有獨特優勢。預計隨著技術的進一步發展，量子雷達將在未來

98、成為下一代雷達技術的重要組成部分。產品豐富且市場初具規模2023202720302035Mental health therapiesImproved batteriesDementia managementBrain-computer interfacelmagersMagnetic sensorsGravity,acceleration and rotation sensorsAtom Clock圖表 精密測量產業應用時間及市場規模概覽BrainimagingDefence&SecurityCombating climate changeQuantum radarAugmented Rea

99、lity and Virtual Reality ProductsIntelligent drivingEnyironment/energy（CCS/oil/gas/mining）Network lnfrastructureNavigation without satelliesDeep-sea explorationCivil engineering（transport/housing/utility repairs）Conventianal radars forsater air traffic controlPrecisian agriculture（u/ground water）Net

100、work managementFintechSatellite navigation第一章 2023量子產業發展概覽0339|2024年2月版39各技術路線概況圖表 量子時鐘產業化發展現狀銣、銫鐘是目前最成熟和最廣泛應用的原子鐘技術，主要應用于衛星導航、軍事、通信等領域，市場規模較大，但由于其頻率穩定性和準確度受到物理極限的限制，難以滿足未來更高的計時需求。光鐘是目前最先進和最高精度的原子鐘技術，主要應用于科學研究、國家授時、量子信息等領域，市場規模較小，但由于其頻率穩定性和準確度遠高于銣、銫原子鐘，有望成為未來重新定義秒的基礎。40注：*為實驗室條件下的穩定度，來源論文見參考文獻。目前原子鐘

101、市場的發展方向主要受到多個因素的綜合影響，其中技術創新是推動市場發展的主要動力。在技術創新方面，原子鐘技術不斷取得突破，體現在以下幾個關鍵方面。首先，提高原子鐘的頻率穩定性和準確度是技術創新的一個核心目標。通過不斷突破物理極限，原子鐘能夠滿足更高精度的計時需求，使其在各個領域得到更廣泛的應用。其次，降低原子鐘的體積、功耗和成本是另一個重要的技術創新方向。實現原子鐘的微型化、集成化和商業化將拓展其應用領域，使其更適用于便攜式、手持式設備等多樣化場景，同時提高市場規模。同時，開發新型原子鐘也是技術創新的重要方向。其中包括芯片級光學原子鐘、分子鐘等的研發，探索新的物理原理和技術途徑。這些新型原子鐘有

102、望為未來原子鐘的發展提供全新的可能性，推動市場不斷向前發展。9x10-14（梅剛華，中科院精測院，2024）成熟的技術基礎；頻率穩定性相對較低，體積大型號：AR133-3穩定度：5X10-117x10-15（Xuan He，北京大學，2021）成熟的技術基礎；頻率穩定性相對較低，體積大型號：5071B穩定度：8.5X10-136.69x10-16（Alexandr A.Belyaev，俄羅斯Vremya-CH，2019）成熟的技術基礎；頻率穩定性相對較低，體積大型號：iMaser3000穩定度：2X10-16銣鐘銫鐘氫鐘2x10-13（張首剛,中國科學院國家授時中心，2021）小型化、低功耗;

103、長期精度方面較低型號：XHTF1045穩定度：3X10-11CPT原子鐘1x10-16（王新文，中國科學院上海光學精密機械研究所，2019）高頻率穩定性、減少了相干失諧；復雜低溫環境型號：AOS-CAFS-1-X穩定度：2x10-144x10-19（潘建偉，中科大，2022）極高精度；構建和維護相對復雜，成本較高型號：可搬運Sr光晶格原子鐘穩定度：5.5X10-18冷原子鐘光鐘以色列美國瑞士美國日本中國優劣勢類型實驗室穩定度*代表公司舉例產品參數產品樣圖技術優劣勢第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版圖表 量子磁力計產業化發展現狀各技術路線概況在當前量子磁力計市場中，技術多樣性是顯著

104、的特點。各種技術，包括質子磁力計、SQUID磁力計、OPM磁力計、SERF磁力計、NV色心磁力計等，都在不同的應用場景中發揮獨特優勢。這使得市場在技術上呈現出多元化和廣泛的選擇。應用廣泛且多樣化，包括軍事國防、科研、醫學、工業檢測、導航等領域。企業涉足的領域多樣，如軍事國防、生物醫學、地球物理勘探、導航系統等，體現了量子磁力計在不同領域的重要性和適應性。411x10-2pT/Hz（Orang Alem，美國科羅拉多大學，2023）無零點漂移，響應快速，精度較高；受到光強和氣壓等環境的影響型號：QTFM Gen-2靈敏度：3 pT/Hz動態范圍：1000 nT150,000 nTOPM美國8.9

105、x10-5pT/Hz（北航、華東師范，2020）靈敏度極高，易于小型化；需要高溫和低磁場的條件型號：SERF Magnetometer靈敏度：10-2 pT/Hz動態范圍：5nT SERF中國8.9pT/Hz（杜江峰團隊，中科大、浙江大學 2022）高頻率穩定性、減少了相干失諧；復雜低溫環境型號：量子磁強計靈敏度：4.2pT/Hz動態范圍：10nT 50mT NV色心中國3x10-3pT/Hz（Antonio Vettoliere，意大利應用科學與智能系統研究所，2023）較高的溫度磁場范圍、靈敏度較高；需要低溫制冷，體積較大型號：MPMS3靈敏度：10-2 pT/Hz動態范圍：1x10-5

106、nT 8x10-5 nTSQUID美國注：*為實驗室條件下的靈敏度，來源論文見參考文獻。由于不同應用場景對精度、穩定性、重量和價格的差異化需求，未來將推動量子磁力計市場進一步多樣化，逐步替代經典磁力計，并且滿足更多層次用戶的需求。未來的發展將聚焦于技術創新，以提高磁力計的靈敏度、分辨率，并增加多模態整合能力，以滿足更廣泛的應用需求。便攜性和實用性將是未來的趨勢，磁力計設備將更加便攜，方便在醫療、導航等領域實現實時監測和移動診斷。隨著人工智能技術的不斷發展，未來的磁力計設備將更加注重智能分析模型的研發，以提高數據處理效率和診斷準確度。引入新型材料，如碳化硅等，將提高磁力計的性能，從而拓展在量子傳

107、感領域的應用。醫學應用將迎來更深入的發展，量子磁力計有望在神經科學、心血管疾病等領域取得更多的突破。預計SERF磁力計和NV色心磁力計將逐漸獲得更多市場份額，逐步取代SQUID磁力計，成為主流技術路線。磁力計市場將沿各技術路線繼續細分，以滿足不同應用場景的需求，產生更專業化、差異化的產品和解決方案。這種多元化的市場細分將推動量子磁力計技術更全面、更深入地滲透到各個行業。類型實驗室靈敏度*代表公司舉例產品參數產品樣圖技術優劣勢第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版隨著技術的進一步成熟，量子重力儀正朝著小型化和可移動化的方向發展，為各種應用提供更廣泛的可能性。而目前高精度動態冷原子重力梯

108、度儀的研制仍面臨一系列技術難題。通過布拉格衍射、布洛赫振蕩等大動量轉移技術提高標度因子，利用光導引型干涉技術解決原子橫向抖動問題，這些技術難題需要不斷攻克，以實現更高水平的性能。通過微納加工和集成電路技術，實現更緊湊、低功耗、高精度和穩定的量子重力傳感器。針對外場動態測量技術的挑戰，未來將致力于解決原子干涉儀在高動態范圍下的性能問題，以提高帶寬和擴展動態測量范圍。在系統化集成方案與工藝探索方面，未來將進一步完善系統集成方案，探索微納工藝的創新，以實現更緊湊、更穩定的便捷式高性能激光系統。技術水平方面，未來將繼續提升在自旋噪聲機理、磁屏蔽技術、長弛豫時間原子氣室制備技術、原子極化及穩定控制技術等

109、方面的研究水平。同時，加強與微小型高性能原子氣室制備、微小型磁屏蔽制備、高性能半導體激光研制等領域的基礎研究。注：*為實驗室條件下靈敏度，來源見參考文獻；Muquans于2021年5月被iXblue收購；由于冷原子技術實現較復雜，發展時間短且方案多樣，整體準確度和重復性不及經典的FG5X等儀器。FG5X在經典儀器中處于領先地位；1E=10-9 s-2各技術路線概況靈敏度：28E/Hz分辨率：7E（BIEDERMANN G，斯坦福大學，2015）高精度、無偏差、低漂移、自校準;價格昂貴、無法全張量測量型號：量子重力梯度儀樣機重力梯度分辨率：0.15E靈敏度：50E/Hz量子重力梯度儀法國量子絕對

110、重力儀型號：WAG-H5-2靈敏度（Sensitivity）：15Gal/Hz長期穩定性（Long-term stability）：1Gal準確度（Accuracy）:10 Gal中國靈敏度：4.2 Gal/Hz穩定性：3Gal（XU Y Y，華中科技大學，2022）高精度、無漂移、可長期連續工作、適用于靜態與動態場景；準確度、和可重復性與經典*相比無優勢型號：MGAG-LH靈敏度（Sensitivity）：優于25Gal/Hz長期穩定性*（Long-term stability）：1 Gal準確度（Accuracy）:5-10Gal中國圖表 量子重力儀產業化發展現狀型號：Absolute Q

111、uantum Gravimeter靈敏度（Sensitivity）：50Gal/Hz長期穩定性（Long-term stability）：2Gal準確度（Accuracy）:10 Gal法國*型號：WAGG-H5-1重力梯度分辨率：3.3E靈敏度：350E/VHz中國42類型實驗室參數*代表公司舉例產品參數產品樣圖技術優劣勢第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版注：*為理論條件下的精度，來源論文見參考文獻。10-2/h 發展較早，動態范圍大，已進入芯片化產品研發階段；需要外加磁場形態：工程樣機零篇穩定性：10-2/h 核磁共振陀螺儀美國10-5/h 極高精度，穩定性好、抗干擾能力強；

112、體積大、功耗高、成本高形態：實驗室樣機零篇穩定性：10-4/h 原子干涉陀螺儀美國103/h 體積小，啟動快；需要高質量的金剛石樣品和精確的納米加工形態：學術研究零篇穩定性：0.4/sNV色心陀螺儀美國10-8g靈敏度高、穩定性好、抗干擾能力強；體積大、功耗高、成本高形態：工程樣機精度：10-8g原子干涉加速度計英國10-4/h 高精度、帶寬較??；技術難度大，處于實驗室樣機階段形態：實驗室樣機零篇穩定性：10-3/h SERF陀螺儀美國相比經典慣性傳感器，理論上量子陀螺儀和加速度計具有更高的精度、更低的漂移、更強的抗干擾能力等優勢。但這些優勢能否在實際工程化應用中得到體現，會受到眾多因素影響，

113、包括設備的設計、制造工藝、使用環境等，現階段由于產品大多處于樣機階段，面臨體積大、成本高、穩定性不足等挑戰，優越性還未得到體現。目前量子慣性領域的研發由高校主導，歐美頂尖團隊有斯坦福、普林斯頓、巴黎天文臺、Sandia 國家實驗室等，中國團隊如北航、東南大學、中科院精密測量院等也在推進研究，但目前產品整體性能指標比國際先進水平低約2-3個數量級。各類型產品中，核磁共振陀螺儀是短期內最有望推廣應用的產品，冷原子干涉加速度計和陀螺儀展現了極高的精度，具有很大的應用前景，可能在未來成為高精度慣性導航領域的主流技術。近年來，隨著量子精密測量技術的快速發展,以原子陀螺儀和原子加速度計為代表的量子慣性傳感

114、器可以提供對角速度和加速度更高靈敏度和長期穩定性的絕對測量。通過替代傳統慣性傳感器，長時間內可以保證INS的定位精度,而無需頻繁進行重新校準。另外，在長距離航行時，還可以利用安裝在載體上的高精度原子重力儀或原子重力梯度儀來實現重力場匹配導航的復合式慣導方案，限制INS誤差隨時間積累，延長系統的重調周期。各技術路線概況圖表 量子加速度計&陀螺儀產業化發展現狀43類型理論精度*代表機構舉例機構產品/樣機參數樣圖技術優劣勢第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版基于單光子探測器大氣風場與艉流測量徑向信噪比高、近紅外光波段；需要低溫環境、成本較高型號：高分辨測風激光雷達風速測量精度：垂直0.3

115、m/s3km風速范圍：50m/s中國型號：Quantum Gas探測距離：200 米可探測甲烷泄漏率：0.012 g/s英國溫室氣體泄露檢測連續、實時監控、小型、低功耗；需要保持相干性，抑制噪聲型號：Quantum Photonic Vibrometer精度：110 nm頻率范圍：直流至 4 kHz 美國遠程監控檢測遠程精確識別材料固有頻率、保真度高、功耗低；部分性能指標仍在測試當中無線電通訊高靈敏度，寬帶寬；體積大、激光系統復雜型號：原子無線電接收機響應頻率：100kHz40GHz分辨率：0.11mm基于原子天線中國注：*量子雷達產品可涉及多種應用場景，并且許多公司產品線也涉及多款量子雷達，

116、因此本部分僅選取一類典型產品及應用做分析。目前量子雷達技術正面臨著多樣性目標的探測難題，不同目標的尺寸和結構特征的多樣性給探測帶來了巨大挑戰。為解決這一問題，近年來，干涉式量子雷達技術成為優化設計遠距離空中目標探測系統的重要手段。通過結合量子糾纏態與干涉儀，這一技術提高了干涉條紋的可見度，實現了超靈敏的探測和高分辨率的目標識別。同時，通過氣動外形和電磁吸收材料等技術手段，將電磁波的后向散射最小化，從而減小系統的能量損耗，提高了采集時間或傳輸功率。未來的發展趨勢將更加重視全面考慮雷達動態范圍、靈敏度和帶寬等綜合因素，以確保系統在各種環境條件下的應用效果。量子雷達系統將逐步采用“經典量子雙通道”的

117、系統形態，實現量子通道與經典雷達的有機結合。這種結合可以在保持當前經典雷達應用場景和技術能力條件下，充分發揮量子通道的高精度和高靈敏度特性，提升整體雷達性能。在中短期內，這種雙通道系統形態將成為主流，更好地應對各種復雜環境和極端天氣條件。量子雷達技術將在不遠的將來實現復雜噪聲背景下的遠程目標探測、高分辨成像，并在軍事和民用領域得到廣泛應用。全球合作和持續創新將推動量子雷達技術向前發展，為未來提供更為精準、高效的目標探測與識別解決方案。接收端增強量子雷達通過加入壓縮光和相位敏感放大器，降低接收端標準量子噪聲，對信號進行無噪聲放大，以提高量子雷達的信噪比，是近年來備受關注的發展方向量子雷達產品概況

118、圖表 量子雷達產業化發展現狀。44類型應用領域*代表公司舉例產品參數產品樣圖技術優劣勢第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版未來，提高技術性能、拓寬應用領域以及強化國際合作將成為三個主要發展趨勢。首先，通過進行下一代量子傳感器及其核心組件技術的研發，能夠創造更優越的高性能傳感器，滿足軍工領域更為復雜的任務需求。其次，各國將量子技術應用于除無GPS的慣性導航系統、監測氣候變化、測試磁異常導航等應用方向，繼續拓寬應用領域。最后，強化國際合作將是未來發展的關鍵，促使各國共同應對國防軍工領域的復雜需求，共享科技成果，將進一步推動整個領域的進步。應用方向全球導航衛星系統和全球定位系統磁異常導航

119、，即在GPS無法使用或故意拒絕或欺騙的情況下提供不間斷的導航基于低成本衛星的近地觀測用于星載和機載任務，測試監測氣候變化的量子傳感解決方案無 GPS 的慣性導航系統核心進展進行下一代量子原子鐘、量子傳感器和組件技術的研發。這項工作對于創造更好的時鐘、高性能傳感器和相關技術是必要的，這些技術在空間領域更具彈性公司的量子導航原型機安裝在一架美國空軍C-17 Globe Master III軍用運輸機上，并在地面和多次飛行測試中成功接收了地磁導航數據公司已經得到合作研究中心項目的支持，未來將交付用于空天的量子重力儀，預測甚至預防干旱或采礦活動對水資源和農業影響支持NASA測試其專有的量子光子系統，該

120、系統用于遠程感應應用，以監測氣候變化,如測量不同類型積雪的物理特性，包括密度、顆粒大小和深度等使用超冷原子進行加速度的測量，有潛力在無全球定位系統（GPS）和全球導航衛星系統（GNSS）的環境中提供高精度的位置數據合作方時間磁場重力目標識別美國美國美國慣性澳大利亞英國技術路線冷原子鐘光泵磁力計冷原子絕對重力儀量子增強雷達冷原子加速度計下游應用市場前景廣闊圖表 量子精密測量在國防軍工領域的進展舉例在量子精密測量類型方面，涵蓋了時間、測量、重力、慣性、目標識別等多個方面，反映了量子精密測量技術在軍工領域的廣泛應用，從全球導航衛星系統和全球定位系統到磁異常導航和近地觀測，為軍事任務提供了全方位的支持

121、?；谲姽脤τ趪野踩匾?，在其實際應用中，各國更側重于在軍工領域的研發，導致各國更傾向于保持相對封閉的研發環境。以下圖表主要選取2023年，量子精密測量在國防軍工領域中的代表性進展進行論述與分析，選擇標準為量子精密測量中游企業與國防軍工領域知名企業或機構間的合作，并且優先以產生實際或定量結果為主，少量為合作探索。0445國防軍工第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版45在醫療健康領域，量子精密測量主要應用于心臟磁圖（MCG）和腦磁圖（MEG）等細分領域，量子磁力計以其無創、無輻射、無造影劑、抗電磁干擾等優勢，使其成為醫療診斷中的重要工具。隨著技術的進步，量子精密測量技術將進一

122、步擴展到醫學的多個領域。除了已經涉足的心臟和腦科學領域，未來可能會看到在癌癥診斷、神經疾病治療和其他醫學應用方面的創新。量子精密測量有望為醫療診斷提供更全面、準確的數據，幫助醫生更好地理解和治療疾病。此外個性化醫療將成為一個關鍵趨勢。通過更精準的測量數據，醫生可以為每位患者制定個性化的治療方案，提高治療效果，減少不必要的藥物和治療過程。量子磁力測量技術的創新將推動醫學研究和治療方法的革新，這樣的技術創新有望改善患者的生活質量，并為新型疾病治療方法的發展打開大門。設備方面，未來的發展將集中于提高測量精確性、降低成本、提高設備的便攜性和易用性。這將促使更多的醫療機構和臨床實驗室采用量子精密測量技術

123、，推動其在醫療領域的廣泛應用。此外，如果SERF磁力計在性能、靈敏度和成本方面取得進一步突破，它可能成為未來醫學領域磁力測量技術的主導工具。這可能會帶來更加精確和經濟高效的磁力測量解決方案，推動醫學磁力學領域的快速發展應用方向非侵入性方式檢測和測量大腦活動、腦機接口、神經反饋研究冠狀動脈微血管疾病非侵入診斷心磁圖儀磁尿圖和肌磁圖核心進展最新一代配備氦氣回收和最新一代磁傳感器的MEG 系統在瑞士日內瓦交付，安裝調試后被用于提供大腦活動精確且完整的圖像公司心電磁圖設備（CardioFlux MCG）獲得突破性設備認證，可用于以識別可能患有冠狀微血管疾病的患者中的心肌缺血公司64通道無液氦心磁圖儀落

124、地北京安貞醫院，并舉行了中國醫學裝備協會“心磁圖裝備技術與臨床應用培訓基地”掛牌揭幕儀式及簽約儀式演示通過設置使用肌肉模型進行模擬動作電位信號檢測，以及NV磁力計在非屏蔽生物磁場測量磁尿圖和肌磁圖中的潛在應用合作方磁場技術路線SQUIDOPMSERFNV色心圖表 量子精密測量在醫療健康領域的進展舉例全球范圍內的量子精密測量在醫療健康領域的應用呈現出明顯的國際合作趨勢。美國、中國、德國、瑞士、芬蘭等國均為全球醫療健康領域提供了先進的量子磁力測量解決方案。以下圖表主要選取2023年，量子精密測量在醫療健康領域中的代表性進展進行論述與分析，選擇標準為量子精密測量中游企業與醫療健康領域知名企業或機構間

125、的合作，并且優先以產生實際或定量結果為主，少量為合作探索。芬蘭、瑞士美國中國德國、中國46醫療健康第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版46未來，量子精密測量技術將廣泛滲透于能源環保領域，展現出多樣化的應用場景。智能電網的優化將通過量子同步解決方案實現時空同步的精度提升，從而優化電力系統的運行效率，減少能源浪費，提高能源利用率。同時，氣候監測與應對將得益于量子增強雷達系統的高靈敏度監測，實現對關鍵氣候因素的準確監測，為更有針對性的環保舉措提供支持。冷原子絕對重力儀在地球引力變化研究中的應用，則有望為地質學、地球物理學等領域提供精確的數據，推動對地球內部結構和運動的深入認識。在技術創新

126、方面，未來的發展將不斷追求提高測量精度、拓展適用領域和降低成本的目標。新型傳感器的設計將聚焦于靈敏性、緊湊性和可靠性，以適應各種環境和應用場景，提高測量的準確性。高效數據處理算法的制定將使量子測量數據更為有效地處理，提高實時性和準確性。先進實驗裝置的設計和制造則將確保在各種條件下進行可靠的量子精密測量。應用方向智能電網重要氣候因素的讀數：海平面上升、冰融化速度、陸地水資源變化和海洋儲熱變化基于低成本衛星的近地觀測平流層氣球系統核心進展采用衛星時間和定位 技術的新同步解決方案，以解決 GPS 和其他 GNSS 系統日益受到干擾和欺騙攻擊的漏洞，可服務于智能電網等行業開發光子集成電路（PIC），以

127、探測來自太空的地球引力的微小變化。該設備使用許多激光和光學器件來冷卻和捕獲原子，以極高的靈敏度測量重力梯度。試驗的圖像盡管沒有出現甲烷濃度的熱點，但敞口污水箱的擴散排放仍能夠量化其精確流量從近地到大氣邊緣的操作相關環境中測試推動量子和平流層探索領域的下一代射頻傳感技術合作方時間重力目標識別技術路線銣原子鐘冷原子絕對重力儀量子增強雷達里德堡原子天線圖表 量子精密測量在能源環保領域的進展舉例美國、瑞士美國美國英國 目前在能源環保領域，歐美國家是主要的推動者，亞太地區在該領域相對有所欠缺。從技術路線上來看，通過提供高精度的同步解決方案、重力梯度測量、氣象監測和射頻傳感，量子精密測量技術為智能電網的高

128、效運行、氣候變化的監測和理解、環保決策的制定以及大氣層動態變化的理解提供了重要支持。這些技術的應用有助于推動能源環保領域的創新和發展。以下圖表主要選取2023年，量子精密測量在能源環保領域中的代表性進展進行論述與分析，選擇標準為量子精密測量中游企業與能源環保領域知名企業或機構間的合作，并且優先以產生實際或定量結果為主，少量為合作探索。47能源環保第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版47未來，芯片級原子鐘有望替代5G基站中現有的晶振技術。芯片級原子鐘的小型化設計使其更容易嵌入到通信設備中，提供更高的頻率穩定性和時間同步性能，有助于提升通信系統的效率和性能。這對于移動通信基站等場景，尤

129、其是對于需要高度精確時間同步的5G網絡，具有重要的推動作用。光鐘技術將成為同步通信領域的關鍵技術之一。光鐘以其出色的頻率穩定性和準確性，將成為金融交易和網絡通信等領域的理想選擇。未來，隨著光學技術的不斷進步，光鐘的性能有望進一步提高，從而滿足對于時間同步極高要求的場景，推動同步通信系統實現更為精準的數據傳輸和處理。在鐘組中，一般采用多次測量取平均值是一種常見的策略，通過集成不同模態的測量技術，可以更好地抵御外部干擾，提高測量的準確性和穩定性。這對于同步通信系統的可靠性和魯棒性具有積極的影響。未來的發展將更加注重量子精密測量技術的多模態集成，即將不同類型的測量技術融合在一起，以提供更為全面和全方

130、位的測量解決方案。應用方向同步飛機和控制塔之間的關鍵通信5G 基站和數據中心鐵路移動通信系統無線寬帶、網絡同步、無人駕駛車輛、傳感器網絡核心進展新一代銫原子鐘可幫助美國的空中交通管制利用廣播自動相關監視 和廣域多點定位 來精確定位飛機在全國空域的位置 利用低地球軌道 衛星作為獨特的時間源，不僅提供了 GNSS 的有效替代方案，而且還增強了 GNSS 的可靠性和安全性。這種雙源方法符合零信任原則德鐵利用公司的光學銫原子鐘技術為其全國鐵路網絡帶來精確計時。增強型主參考時鐘解決方案將使德國鐵路能夠在整個網絡中實施預測性維護和其他技術進步公司的Tiqker冷原子鐘產品在 2023 年軍事+航空航天電子

131、（MAE）創新者獎中獲得了白金獎合作方時間技術路線銫原子鐘銣原子鐘光學原子鐘冷原子鐘圖表 量子精密測量在同步通信領域的進展舉例在同步通信領域，量子精密測量技術在全球范圍內得到了廣泛的應用和合作，尤其以歐美國家為主導。這一領域的技術路線主要涉及原子鐘及其細分技術路線產品。這些企業通過銣原子鐘、銫原子鐘、光鐘以及冷原子鐘等技術路線產品的研發和應用，推動了如同步飛機和控制塔之間的關鍵通信、5G基站和數據中心、鐵路移動通信系統等應用方向的發展。以下圖表主要選取2023年，量子精密測量在同步通信領域中的代表性進展進行論述與分析，選擇標準為量子精密測量中游企業與同步通信領域知名企業或機構間的合作，并且優先

132、以產生實際或定量結果為主，少量為合作探索。美國美國美國、瑞士德國、瑞士48同步通信第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版48注：*量子加速測量的冷原子銣干涉儀在軌 探路者任務準備為歐盟整體項目，并且iXblue也為法國公司，因此此處國家位置僅列出“歐盟”。未來，量子精密測量技術在科研領域的替代性將更為凸顯。量子精密測量技術不僅提供了更高的精度，還在科研實驗中展現了更為卓越的性能。此外，量子精密測量技術在科研中的廣泛應用也體現在對表面磁場、電流和電場的定量數據提供上。這些量子傳感器的納米分辨率和高靈敏度使其在實驗室環境中成為必不可少的工具，有助于科學家們深入研究微小尺度的物理現象。最后

133、，量子精密測量技術在模擬全球排雷工作中的應用也凸顯了其在科研領域的實際意義。這種技術不僅能在實驗室中驗證綜合領域的條件與環境，還能應用于衛星觀測，協助完成一系列相關實驗，推動科研領域對復雜問題的深刻理解。在科研領域，量子精密測量技術正通過不斷創新，為科學家們提供更為強大的工具，推動科學研究不斷取得新的突破。應用方向天文研究基于自旋和光子的量子技術研究地雷探測與驗證用于量子加速測量的冷原子銣干涉儀在軌 探路者任務準備核心進展對其公司最新的OSA 3300-HP 高性能光學銫原子鐘進行了為期三個月的評估，結果其性能遠遠超出了產品規格。該技術對于天文研究將產生重要作用可以提供表面磁場、電流和電場的定

134、量數據，具有納米分辨率和高靈敏度。目前該設備已安裝到Vidya Praveen Bhallamudi 教授的實驗室中模擬全球排雷工作所經歷的條件與環境中驗證包含 143 種不同物品的綜合領域，包括地雷、子彈、未爆炸彈藥和簡易爆炸裝置等 用于研究基于衛星的地球質量分布變化觀測，例如冰川融化或地下水流失，可以實現基于量子傳感器的太空任務的獨立開發和操作，協助完成一系列相關實驗合作方時間磁場目標識別重力技術路線銫原子鐘金剛石NV色心量子增強雷達冷原子絕對重力儀圖表 量子精密測量在科學研究領域的進展舉例在科研領域，量子精密測量技術展現出了廣而深的應用前景。從國家地區的角度來看，歐美國家在推動量子精密測

135、量技術在科研領域的發展上扮演著重要角色。在全球合作中，德國、瑞士、印度等國與科研機構合作，共同推動了量子精密測量技術的創新。以下圖表主要選取2023年，量子精密測量在科研領域中的代表性進展進行論述與分析，選擇標準為量子精密測量中游企業與科研領域知名機構間的合作，并且優先以產生實際或定量結果為主，少量為合作探索。美國德國、瑞士瑞士、印度歐盟*第四章行業應用49科學研究第一章2023量子產業發展概覽|2024年2月版49各地區政策及進展第二章一、美國二、中國三、歐洲四、英國五、德國六、法國七、加拿大八、澳大利亞九、日本十、韓國第二章各地區政策及進展第二章全球各地區產業發展現狀目錄51本節聚焦美國政

136、府在量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了美國在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。美國是最早制定量子政策的國家，也是目前制作最多量子政策的國家。這些政策極大地推動了量子產業的發展，幫助量子企業更好地募集資金。除了政策以外，美國政府及其下屬機構還設立了為數眾多的、提供可觀資金的量子項目，這在一定程度上幫助美國量子初創公司避免過早因資金鏈斷裂而夭折，同時也滿足了美國政府發展量子產業、保持自身量子技術領先的訴求。政策52政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述量子準備：遷移到后量子密碼學Migration

137、to Post-Quantum Cryptography美國國家網絡安全中心（NCCoE）制定了量子就緒路線圖的建議、準備加密清單的步驟、了解和評估供應鏈的注意事項、組織應如何與其技術供應商討論后量子密碼，并明確了技術供應商的責任。遷移到后量子密碼學量子準備：密碼學發現Migration to Post-Quantum Cryptography Quantum Readiness:Cryptographic Discovery美國國家標準技術研究所（NIST）概述了功能測試計劃，描述了用例場景，表明了支持PQC遷移第一步是確定在企業中使用公鑰加密的位置和目的，然后識別并準備可遷移的資產清單。遷

138、移到后量子密碼學量子準備：測試標準Migration to Post-Quantum Cryptography Quantum Readiness:Testing Draft Standards美國國家標準技術研究所（NIST）強調了如何協調量子彈性算法與現有網絡基礎設施，并提供了受控的非生產環境中兼容性問題的解決方案，以及PQC算法與現有基礎設施的協調融合問題并提供了兼容性的解決方案。關鍵和新興技術國家標準戰略National Standards Strategy for Critical and Emerging Technology拜登政府特別指出了量子技術將在加強美國創新生態系統和全球

139、競爭力方面發揮的關鍵作用。量子信息科學與工程能力擴展項目Expanding Capacity in Quantum Information Science and Engineering(ExpandQISE)program美國國家科學基金會（NSF）NSF將投資3800萬美元擴大對量子信息科學與工程（QISE）的支持。關于處理美國在有關國家投資某些國家安全技術和產品的行政命令Executive Order on Addressing United States Investments in Certain National Security Technologies and Products

140、 in Countries of Concern拜登政府拜登政府授權美國財政部部長禁止或限制美國對中國半導體和微電子、量子信息技術以及人工智能三個領域的某些投資。一、美國第二章各地區政策及進展53政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述芯片和科學法案the CHIPS Act美國商務部將限制接受者與受關注的國家實體進行某些聯合研究或技術許可工作。其中，用于量子計算的芯片將受到更嚴格的限制。國家量子倡議再授權法案The National Quantum Initiative Reauthorization Act美國眾議院科學、空間與技術委員會確保美國能夠繼續加速量子科學的突破，加強量子生態

141、系統，在未來幾十年保持競爭力。關于美國和意大利科技合作的聯合聲明Joint Statement on U.S.Italy Science and Technology Cooperation美國政府、意大利政府雙方支持繼續開展研究合作，包括加強物理學和天體物理學合作的機會;地球科學、應用和觀測；健康和生命科學；氣候變化和減緩；先進材料；量子信息科學；數字化轉型和人工智能；能源轉型。美印提升戰略關系暨關鍵和新興技術倡議United States and India Elevate Strategic Partnership with the initiative on Critical and

142、Emerging Technology(iCET)美國國家安全顧問、印度國家安全顧問美印基于共同民主價值觀，將要推動兩國包括量子技術在內的前沿和重要科技領域的合作，并進一步完善未來兩國科技合作的制度框架。關于量子信息科學與技術合作的聯合聲明Joint Statement on Cooperation in Quantum Information Science and Technology(QIST)美國政府、荷蘭政府內容包括量子計算機、量子網絡和量子傳感器等設備在氣候、能源、醫療和數據安全等領域具有潛在優勢。美荷各自啟動了國家計劃，通過各自的國家量子計劃和量子Delta NL計劃加速QIST

143、。拜登總統和特魯多總理的聯合聲明Joint Statement by President Biden and Prime Minister Trudeau美國總統拜登、加拿大總理特魯多在關鍵礦產和半導體供應鏈方面，雙方同意增加對相關產業的投資，并打算就量子信息科學與技術的共同優先事項深化合作。美荷兩國關于量子信息科技合作的聯合聲明Joint Statement of the United States of America and the Netherlands on Cooperation in Quantum Information Science and Technology美國駐荷蘭大

144、使館、荷蘭經濟事務和氣候政策部強調了在新興技術方面穩固的雙邊關系，促進 QIST，包括但不限于量子計算、量子網絡和量子傳感，這支撐社會和產業的發展。并初步提出了具體的合作方式。美印聯合聲明Joint Statement from the United States and India美國政府、印度政府為促進工業界、學術界和政府之間的合作，將建立印美聯合量子協調機制。印美聯合聲明Joint Statement from India and the United States美國政府、印度政府美國重申致力于與印度在量子領域開展雙邊合作。第二章各地區政策及進展54政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布

145、機構概述美國-新加坡關鍵和新興技術對話The U.S.-Singapore Critical and Emerging Technology(CET)Dialogue美國政府、新加坡政府將深化美國商務部國家標準與技術研究院、國土安全部、新加坡國家量子辦公室和通信與信息部之間關于后量子密碼學遷移的信息共享。量子視野：量子科學研究與創新為核科學服務Quantum Horizons:Qis Research And Innovation For Nuclear Science美國能源部（DoE）美國能源部將撥款910萬美元用于推進量子信息科學和核物理研究。擴大量子信息科學與工程能力Expanding

146、 Capacity in Quantum Information Science and Engineering(ExpandQISE)美國國家科學基金會(NSF)、美國能源部（DoE）旨在增加研究能力并擴大對量子信息科學與工程(QISE)的參與。第二章各地區政策及進展|2024年2月版進展谷歌量子AI團隊采用了表面碼糾錯技術，通過將多個量子比特組合成一個邏輯量子比特，實現了量子糾錯的盈虧平衡點，并證明了這種方法可以顯著降低容錯率，達到實現通用計所需的邏輯錯誤率。Psiquantum研究團隊提出了一種基于光子量子計算機的主動體積編譯技術，通過光學元件和光學干涉來實現量子比特和量子門的糾錯，能夠

147、將運行量子算法的時間和成本降低50倍，并可自動優化網絡結構和資源分配。IBM通過“錯誤緩解”方法，在127量子比特的處理器上準確獲得復雜量子線路運行結果，并可在不進行糾錯的情況下超越經典計算機。IBM發布超過1000量子比特的量子計算處理器Condor，其擁有1121量子比特。IBM還推出模塊化量子計算機，結合可擴展低溫基礎設施和經典服務器，實現了計算的超級計算架構。IBM發布了133量子比特可擴展芯Heron。Quantinuum在其H1-1量子處理器上實現了524288（219）的量子體積，并在H2上展示了非阿貝爾拓撲有序狀態的新物質狀態。PsiQuantum與英國科學和技術設施委員會（S

148、TFC）合作，共同開發下一代高功率低溫模塊。不僅如此PsiQuantum還與SkyWater Technology合作開發光量子芯片。55聯手開發三代離子阱量子處理器，利用MAGIC技術提供高計算能力的QPU，并通過共同設計策略實現基于離子阱的量子計算機功能不斷增強，未來將通過云端訪問提供給工業和科學用戶。宣布將于2024年推出的第二代中性原子量子計算機:已經在其量子計算平臺中創建了一個1225個站點的原子陣列,目前填充了1180個量子比特。實現了48個邏輯量子比特，能夠檢測和糾正糾纏邏輯門操作過程中出現的任意錯誤。谷歌與盧森堡大學以及BIFOLD合作，共同開發機器學習算法以處理復雜的量子系統

149、。第二章各地區政策及進展美國伯克利實驗室與AQT公司開發了Fluxonium量子比特，性能優于目前廣泛使用的超導量子比特。Quantinuum發布了量子自然語言處理工具ambeq的更新版本0.3.0，通過與PennyLane的集成，增強了功能和用戶體驗。英偉達的DGX Quantum利用CUDA Quantum和H100 NVL可以利用針對語言大模型的加速解決方案來加速GPT的訓練和部署。Rigetti與Moodys以及倫敦帝國學院合作，使用量子增強的數據轉換和經典特征核方法相結合的機器學習技術，提出了解決經濟衰退預測問題的新方法。Ionq計劃優化離子阱技術，增加量子比特數量和密度，并預測將在

150、2024年實現量子機器學習的量子優勢。德克薩斯大學奧斯汀分校驗證了拓撲絕緣體中的反?；魻栃?，為探索新型物理現象和新型物質提供了理論和實驗支持。芝加哥大學普利茲克分子工程學院研究人員開發了一種新工具用于幫助解釋設計材料中的電子態起源，這意味著利用材料用于未來量子技術的應用又邁進一步。紐約哥倫比亞大學的一個研究小組偶然發現了一種名為Re6Se8Cl2（由錸、硒和氯元素組成）的超原子材料，它是迄今為止最快、最高效的半導體，讓實驗中的電子在不到納秒的時間內移動幾微米。56和寶馬集團共同發起了一項名為“量子交通探索”的全球量子計算挑戰賽，以應對航空和汽車領域最緊迫的挑戰。收購公司用于研發下一代網絡量子

151、計算機架構和全棧量子編譯器；為AWS提供新的（Aria系統，25個算法量子比特）后端支持；與美國空軍研究實驗室（AFRL）簽訂了2550萬美元的合同。將CUDA Quantum集成到其平臺的新的合作伙伴，包括量子硬件公司Anyon Systems、Atom Computing、IonQ、ORCA Computing、Oxford Quantum Circuits和QuEra；量子軟件公司Agnostiq和QMware；以及幾家超算中心合計120+企業，大舉切入量子業務。第二章各地區政策及進展與Microsoft Azure Quantum、KPMG、福特汽車、匯豐銀行等眾多領域展開合作，包括在

152、量子算法開發、電動汽車電池材料模擬、銀行領域潛在收益研究、全新實驗室揭幕、量子化學模擬、可持續交通研究、量子蒙特卡羅集成引擎發布等方面的合作項目。升級云服務平臺服務能力；已形成250+機構的生態網絡社群；與Moderna合作利用量子計算和人工智能研究mRNA疫苗，以加速新型信使RNA疫苗和療法的發現；與安永展開戰略合作，安永成為IBM Quantum Network成員，可通過訪問IBM的量子計算系統解決復雜業務問題。ColdQuanta新的公司品牌和名稱，標志著公司從研究和開發量子技術轉向了將其用于商業用途。2023年，公司成功地與多個合作伙伴，包括日本量子登月計劃、Riverlane公司以

153、及L3Harris等進行了合作。與NVIDIA、NOVONIX、安永等領軍企業展開戰略合作，致力于推動藥物研發、電池設計、清潔能源等領域的創新應用。同時，通過建立戰略伙伴關系，如與大學和教育機構的合作，推動人才培養和推廣量子和STEM教育。Sandbox AQ在推進人工智能和量子技術生態系統的可持續發展，促進創新和就業增長方面取得實質性進展。IBM宣布，將與芝加哥大學、慶應義塾大學、東京大學、延世大學和首爾國立大學合作，共同支持日本、韓國和美國的量子教育活動。Infleqtion公司推出了mini MOT V2，這款用于中性原子研究和量子應用開發的緊湊型真空系統，提供了控制量子態的能力，可用于

154、學術研究和物理教育。與 30 多所大學、企業和教育組織合作，擴大AI和量子培訓。這些機構與公司開展正式或非正式的合作，以擴展其人工智能、量子和 STEM 課程。與 HQS Quantum Simulations 宣布，已在該公司的全棧量子計算系統 SEEQC System Red 上成功運行了一種算法，該系統顯示出在短期內實現商業上有用的量子優勢的巨大潛力。提出了新穎的張量網絡算法，旨在優化絕熱量子計算的關鍵組成部分（量子線路）。研究小組通過對固定深度的參數化量子線路進行經典優化,在多個時間步長內同時封裝絕熱時間演化和反絕熱驅動。57實現首次讓量子計算和經典計算能夠在云中無縫集成。研究人員現在

155、可以通過它開發將經典代碼和量子代碼混合在一起的應用程序，這些混合量子應用目前可在Azure Quantum云平臺上Quantinuum公司的量子機器中運行。這是微軟在具有AI、HPC和量子計算的超大規模云計算道路上邁出的重要一步。第二章各地區政策及進展上線了具有433量子比特的Osprey量子處理器，并于12月上線了具有模塊化可擴展性能的133量子比特Heron量子處理器。將Q-CTRL的錯誤抑制技術（Q-CTRL Embedded）集成到IBM云量子服務中，用戶只需輕按開關，就能降低錯誤率。新的高級計算云平臺正式上市，新平臺增加了新的經典與量子啟發式解決方案，還打算向該平臺引入利用了人工智能

156、技術的新工具，并即將推出測試版給用戶使用。IBM的127量子比特Eagle處理器上線Strangework云平臺，并作為現收現付系統的方式來提供。IBM、Quantinuum因其在量子計算領域取得的矚目成就往往被視為專注于量子計算的公司。然而，這些公司當前研發和業務布局已不局限于量子計算領域，已發布量子通信與安全領域的發展路線圖或者推出了相關產品和解決方案。IBM于5月發布了量子安全路線圖，該路線圖包括組織/公司可以采取實施的量子通信與安全步驟。同時，IBM還發布了一套端到端的解決方案IBM Quantum Safe以支持量子安全路線的實施。IBM Quantum Safe包含IBM Quan

157、tum Safe Explorer、IBM Quantum Safe Advisor及IBM Quantum Safe Remediator。此技術由三個關鍵操作組成：發現（確定加密使用情況，分析依賴關系，并生成加密物料清單）、觀察（分析漏洞的加密態勢，并根據風險確定補救措施的優先級）、變換（通過加密敏捷性和內置自動化進行修復和緩解）。IBM在2022年就表示，將在2025 年推出名為“Kookaburra”的量子處理器。Kookaburra是一個具有量子通信鏈路的1386量子比特多芯片處理器。IBM將三個Kookaburra芯片連接成一個通過量子通信連接的4158量子比特系統。58Quant

158、inuum推出Quantum Origin Onboard是一個能夠提供量子計算強化密鑰增強的商用企業軟件解決方案。它可以直接安裝在設備上，并用于提供基礎級保護，無需額外的硬件升級即可直接集成到連接的設備中。這種獨特的方法確保了任何環境中的設備，無論是在線還是離線，都可以生成量子計算強化密鑰，以不斷最大限度地提高保護設備的加密措施的強度。美國量子計算公司QCI在4月開始拓展其商業產品線，推出可重新編程和不可重復的QRNG。關鍵基礎設施的安全保障對于提升網絡防御能力，確保數據和系統的安全尤為重要。例如，Honeywell利用Quantinuum的Quantum Origin技術，通過量子計算增強

159、的隨機性生成密鑰，使其真正不可預測，保護智能電表用戶數據和關鍵基礎設施免受高級網絡安全威脅，幫助正在數字化轉型中的公用事業部門提高可靠性和信任度。由美國寬帶服務提供商EPB聯合量子公司Qubitekk和Aliro Quantum推出的EPB Quantum Network已向顧客開放。EPB Quantum Network是美國首個可配置商用量子網絡的，專為量子技術公司和研究人員而設計，為量子開發人員消除商業化的障礙。EPB Quantum Network是一種量子即服務產品，為量子技術人員提供光纖基礎設施和軟件，以加快將量子技術和應用推向市場的進程?？蛻艨梢允褂米钚碌幕A量子設備通過EPB

160、Quantum Network的專用光纜生成、分發和測量量子位?，F已向客戶開放，允許用戶為他們需要的一系列網絡配置指定參數，可以使用由Aliro Quantum設計和制造的AliroNet TM來構建、測試、驗證、表征和運行其產品，進行控制和配置。第二章各地區政策及進展上線了具有433量子比特的Osprey量子處理器，并于12月上線了具有模塊化可擴展性能的133量子比特Heron量子處理器。將Q-CTRL的錯誤抑制技術（Q-CTRL Embedded）集成到IBM云量子服務中，用戶只需輕按開關，就能降低錯誤率?；趯崟r、端到端量子彈性加密通信衛星太空鏈路進行衛星數據傳輸。此衛星鏈路由QuSec

161、ure與埃森哲合作完成，使用PQC保護的多軌道數據通信，從地球到低地球軌道衛星的加密量子彈性通道，同時可以通過切換到地球同步衛星，并再次傳回地球，以模擬在單個軌道中衛星受到威脅故障或遭受攻擊時的冗余備份方案。整個傳輸使用傳統網絡安全和QuSecure的QuProtectTM平臺的量子彈性網絡安全進行保護。59進行下一代量子原子鐘、量子傳感器和組件技術的研發。這項工作對于創造更好的時鐘、高性能傳感器和相關技術是必要的，這些技術在空間領域更具彈性。公司的量子導航原型機安裝在一架美國空軍C-17 Globe Master III軍用運輸機上，并在地面和多次飛行測試中成功接收了地磁導航數據。推出用于星

162、載和機載任務，測試監測氣候變化的量子傳感解決方案，支持NASA測試其專有的量子光子系統，該系統用于遠程感應應用，以監測氣候變化,如測量不同類型積雪的物理特性，包括密度、顆粒大小和深度等。開發光子集成電路（PIC），以探測來自太空的地球引力的微小變化。該設備使用許多激光和光學器件來冷卻和捕獲原子，以極高的靈敏度測量重力梯度。新一代銫原子鐘可幫助美國的空中交通管制利用廣播自動相關監視 和廣域多點定位 來精確定位飛機在全國空域的位置。Tiqker冷原子鐘產品在 2023 年軍事+航空航天電子（MAE）創新者獎中獲得了白金獎。模擬全球排雷工作所經歷的條件與環境中驗證包含 143 種不同物品的綜合領域，

163、包括地雷、子彈、未爆炸彈藥和簡易爆炸裝置等。第二章各地區政策及進展60政策名稱發布機構政策內容質量強國建設綱要中共中央、國務院提到實施質量基礎設施能力提升行動，突破量子化計量及扁平化量值傳遞關鍵技術等。十四屆全國人大一次會議作政府工作報告國務院政府工作報告中指出：一些關鍵核心技術攻關取得新突破，載人航天、探月探火、深海深地探測、超級計算機、衛星導航、量子信息、核電技術、大飛機制造、人工智能等領域創新成果不斷涌現。橫琴粵澳深度合作區鼓勵類產業目錄國家發展與改革委員會科技研發與高端制造產業包括：量子通信技術，量子、類腦等新機理計算機系統開發等。2022年度普通高等學校本科專業備案和審批結果教育部西

164、南大學、北京理工大學、安徽大學、鄭州輕工業大學、湖北大學5所學校將新增“量子信息科學”專業。第二代量子體系的構筑和操控重大研究計劃2023年度項目指南國家自然科學基金委員會旨在通過對展示糾纏/疊加量子態等量子行為的第二代量子體系進行構筑和操控，開展量子信息科學方面的前瞻性和基礎性的研究，推動數理、信息、工程與材料、化學等多學科交叉研究，為實現量子計算機等量子技術奠定物理基礎。新產業標準化領航工程實施方案（20232035年）工業和信息化部、科技部、國家能源局、國家標準委加快研制量子信息術語定義、功能模型、參考架構、基準測評等基礎共性標準。河套深港科技創新合作區深圳園區發展規劃國務院面向信息科學

165、與技術、材料科學與技術、生命科學與技術等重點方向，聚焦網絡與通信、區塊鏈與量子信息、細胞與基因等前沿交叉領域，支持深港聯合國內外高校、科研院所在深圳園區共建卓越研究中心、前沿交叉研究平臺、人工智能應用示范平臺、數字經濟與金融超級計算集群、“量子谷”，促進粵港澳大灣區科技資源深度融合。協同香港引進國際頂尖研發型企業，設立聯合研發中心，推動深港及粵港澳大灣區應用基礎研究能力躍升。本節聚焦中國政府在量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了中國在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。中國作為量子大國，少不了政策的推動與

166、資金的支持。2023年，中國制定了一系列的量子政策，包括設立量子信息科學專業、標準制定、園區建設等。國家自然科學基金“十四五”發展規劃明確指出，圍繞量子計算、量子通信、量子傳感、量子精密測量等重要領域，重點研究量子計算、量子模擬與量子算法，量子通信實用化技術及其科學基礎，量子存儲和量子中繼，量子導航、量子感知和高靈敏探測，高精度光鐘、時頻傳遞的新原理與方法，空域-時域精密譜學及量子態動力學測量技術，為量子科技領域提供人才儲備和科技支撐。未來，中國中央及各級政府將繼續在量子領域加強政策制定、加大資金投入，推動中國量子產業蓬勃發展。政策二、中國第二章各地區政策及進展61進展南方科技大學、深圳量子研

167、究院、福州大學和清華大學利用具有定制頻率梳的脈沖應用于輔助量子比特，超過糾錯盈虧平衡點約16。中國科學技術大學與北京大學合作，成功實現了51個超導量子比特簇態制備和驗證，刷新了所有量子系統中真糾纏比特數目的世界紀錄，并首次實現了基于測量的變分量子算法的演示。華翊量子發布離子阱量子計算第一代商業化原型機HYQ-A37，實現可編程的通用量子邏輯門集合與絕熱量子計算。最高水平可維持包含92個鐿-171離子的一維離子晶體長達數小時不發生霧化。本源量子與中科大團隊合作，實現硅基量子計算自旋量子比特的超快調控。雙方還發展并驗證了一種可適用于不同耦合強度和多量子比特系統的響應理論方法。此外，雙方還通過調控微

168、波驅動頻率、幅值等參數，實現任意能級結構，進而實現高速、抗噪聲的量子比特操控。中科大團隊成功構建了255個光子的量子計算原型機“九章三號”。該原型機由255個光子構成，在解決高斯玻色取樣數學問題方面比全球最快的超級計算機快一億億倍，再度刷新了光量子信息技術的世界紀錄。第二章各地區政策及進展政策名稱發布機構政策內容元宇宙產業創新發展三年行動計劃（20232025年）工業和信息化部辦公廳、教育部辦公廳 文化和旅游部辦公廳、國務院國資委辦公廳、廣電總局辦公廳將推動5G-A/6G、千兆光網/萬兆光網、FTTR、高速無線局域網、衛星互聯網、云網融合等新型網絡技術創新，加快高性能計算、異構計算、智能計算、

169、量子計算、類腦計算等突破，推動云網、算網協同發展。關鍵數字技術專利分類體系（2023）國家知識產權局面向國家重大需求，瞄準新興數字產業和前沿技術領域，重點選取人工智能、高端芯片、量子信息、物聯網、區塊鏈、工業互聯網和元宇宙等七類關鍵數字技術，明確技術邊界并劃分技術分支，構建技術分支與國際專利分類的參照關系。國家自然科學基金“十四五”發展規劃國家自然科學基金委員會公布了完整的115項“十四五”優先發展領域，其中包括量子材料與器件、量子信息、量子精密測量等領域。前海深港現代服務業合作區總體發展規劃國家發展與改革委員會超前布局第六代移動通信（6G)、量子通信等前沿技術，構建新一代高速通信網絡體系。產

170、業結構調整指導目錄（2024年本）國家發展與改革委員會包含量子、類腦等新機理計算機系統的研究與制造；量子通信設備，寬帶數字集群設備、采用時分雙工（TDD）方式載波聚合的230MHz頻段寬帶無線數據傳輸設備等下一代專網通信設備，基于 LTE-V2X 無線通信技術的車聯網直連通信設備等車聯網無線通信設備。|2024年2月版62國盾量子與合肥一中以及合肥十中合作，共同籌建了量子科學探究實驗室和量子信息創新實驗室，以滿足學生對量子科技的理論學習和實驗需求，并通過科普講座等形式探索量子信息技術在高中階段的培養模式。發布新一代便攜式核磁量子計算機旗艦產品雙子座MiniPro和三角座Mini；舉辦第二屆“量

171、旋杯”量子計算挑戰營；在深圳中學、桂林首附中學落地量子計算教育解決方案；向印尼萬隆理工學院、墨西哥國立自治大學交付教育級量子計算機。與中國地質大學（武漢）數學與物理學院簽訂校企合作協議，并舉行實習實踐基地授牌儀式。開發專為高?？破战逃O計的VR教學系統，幫助用戶深入了解量子技術、認知量子比特狀態演化，并通過搭建超導量子計算機進行實踐；公司還舉辦了”司南杯“量子計算編程挑戰賽，助力高校、企業量子計算人才培養。推出更強勁的量子模擬器mqvector，新發布GPU模擬器mqvector_gpu，支持更多量子門，方便用戶開發新量子算法。發布量子化學pyChemiQ軟件；7月，上線新一代量子計算操作系統

172、本源司南PilotOS，支持量子計算任務批量處理，支持量超協同計算，用戶可以直接進行本地量子計算編程，不需要聯網使用，實現對軟件的“打開即用”。與國儀量子在量子算法和融合計算平臺等領域合作；9月，與阿法納生物發布了“MiQro RNA藥物設計平臺”，這是國內首個基于量子計算和生物醫藥的藥物設計平臺。第二章各地區政策及進展與平安銀行合作，共同開展金融欺詐領域的量子金融算法研究與落地，通過量子計算機真機驗證實現量子算法在金融業務中的應用，有望提升反欺詐和反洗錢業務的計算速度，顯著提高銀行金融服務的智能化水平。與平安銀行達成戰略合作，探索量子計算與金融科技應用新場景；全線業務升級，發布發布超導量子芯

173、片、量子芯片EDA軟件、超導量子測控系統、量子軟件編程框架及云平臺；成功向一家中東科研機構交付超導量子芯片，這是中國首枚向海外出口的超導量子計算芯片。發布模塊化離子阱量子計算工程機，與中國移動研究院在移動通信和算力網絡等多個領域開展深入合作；與上海計算機軟件技術開發中心成立上海量子軟件技術研究與驗證中心；作為創始成員，參與中國首個量子計算產業知識產權聯盟的創立；簽約入駐粵港澳大灣區算力調度平臺。啟科量子與中山大學合作開展PT對稱性量子比特的研究，實現了量子速度極限，并在50比特離子阱量子計算工程機上實踐應用。63發布“天衍”量子計算云平臺。該平臺融合了“天翼云”超算及176量子比特超導量子計算

174、能力，構建混合計算框架體系，支持量子算法與量子模擬計算等系列量子程序應用。在基于光纖傳輸的TF-QKD（雙場量子密鑰分發系統）線路距離方面，于2023年首次突破1000公里，達到1002公里，這一成果是邁向未來大規模量子網絡的關鍵一步。此次突破通過實驗證明了在長距離光纖上使用發送或不發送（SNS）協議的TF-QKD的可行性。利用光頻梳技術開發的量子密鑰分發開放式新架構，成功實現615公里光纖量子密鑰分發通信實驗。此次實驗是基于相干邊帶穩相與異地激光源頻率校準技術研制的開放式架構、無需服務光纖的新型TF-QKD完成。達到低損耗光纖四百公里級、五百公里級、六百公里級的安全成碼，并且打破無中繼QKD

175、的碼率界限，成功演示了臂長差為百公里的量子密鑰分發實驗。通過發展高保真度集成光子學量子態調控、高計數率超導單光子探測等關鍵技術，可實現百兆比特率（115.8 Mbs）的實時量子密鑰分發，此實驗結果將先前的成碼率紀錄提升一個數量級。第二章各地區政策及進展通過“關系樹”的方式，可以對最大割問題的主要貪婪算法進行分類，并且通過對不同類型的圖進行數值性能研究，發現Prim類算法在一般密集圖上表現更好，而Kruskal類算法在圖比較稀疏時表現更好。和北京大學團隊在固定節點DMC中應用了基于神經網絡的試驗波函數，它可以準確計算具有不同電子特性的各種原子和分子系統。發布新一代量子計算云平臺“QUAFU”，可

176、訪問包含136個、18個和10個量子比特的超導量子計算芯片。與中科院軟件所、中電科十六所、弧光量子等合作，推出量子計算云平臺，將“祖沖之號”同款176量子比特（66量子比特，110耦合比特）量子計算機上云，配備圖形及編程兩種實驗方式，引入多款國產編程語言，面向全球開放。啟科量子與上海軟件中心提出了一個量子模擬器軟件的質量評估框架，該框架從功能性和性能效率等七個指標上來評估模擬器的性能。為驗證有效性，分別在代表性的量子模擬器平臺上實現了這一基準測試，并在不同算法范式上比較了它們的模擬能力，從而驗證了框架的有效性研究了如何設計量子電路以制備特定的量子態，以及如何改進酉矩陣合成的量子電路。通過引入輔

177、助量子比特，在各類不同的量子比特連接性約束下，實現了高效的量子電路，在量子態制備、受控量子態制備和酉矩陣合成的量子電路復雜性方面得到了漸近最優的深度和大小。64中國國網武漢供電公司在武漢經開區供電環網內的配電自動化終端實現了量子加密通信這是湖北首例電網量子加密技術的成功應用。新安裝的量子加密通信線路，配電箱里添置了一個量子加密通信模塊，加裝在每個配電設備上，通過與電網通信鏈路連通實現量子加密通信。公司64通道無液氦心磁圖儀落地北京安貞醫院，并舉行了中國醫學裝備協會“心磁圖裝備技術與臨床應用培訓基地”掛牌揭幕儀式及簽約儀式。第二章各地區政策及進展模式匹配量子密鑰分發（MP-QKD）協議，利用極大

178、似然估計的數據后處理方法精確地估算出兩個獨立激光器的頻率差用于參數估計，實現了實驗室標準光纖百公里級、兩百公里級、三百公里級以及超低損光纖四百公里級的安全成碼，相較于之前的原始MDI實驗，成碼率有明顯提升，并且在三百公里和四百公里距離上較之前實驗成碼率提升了3個數量級?！爱惒狡ヅ洹奔夹g應用于量子通信，可大大提高了密鑰率，且集中了“雙場”協議與“測量設備無關”協議的優勢，以更簡單的量子通信架構，實現了盡可能長的量子通信距離。使用異步配對符合的策略改進了測量設備無關（MDI）量子密鑰分發方案，使之既具有雙場協議打破成碼率-傳輸損耗限制關系的特點，又具有結構簡化的優點。在成碼率方面成功實現57kbp

179、s201km、5kbps306km、590bps413km、42.64bps508km。通過將量子非局域性、量子安全算法和零知識證明三個領域相結合，首次實現了一套以器件無關量子隨機數發生器作為熵源，以后量子密碼作為身份認證的隨機數信標公共服務，將其應用到零知識證明（ZKP）領域中，消除了非交互式零知識證明（NIZKP）中實現真隨機數的困難所帶來的安全隱患，提高了NIZKP的安全性。利用雪崩光電二極管電子隧穿效應實現的離散型QRNG在常溫常壓下能以100 Mbps的速率輸出原始隨機序列，8,000,000 bits統計最小熵達到0.9944 bits/bit，NIST SP 800-90B認證最

180、小熵達到0.9872 bits/bit。使得實現長時間連續輸出無任何后處理的高隨機性隨機數的量子隨機數發生器成為可能。此外，此次研究的QRNG輸出的原始數據在長時間連續穩定保持高隨機性方面也獲得進展，系統11,744 s連續輸出1,174 Gbits原始數據，以每8 Mbits作為基本單元得到統計最小熵分布，其平均值為0.9892 bits/bit。最新一項具有全天時工作和抗強背景噪聲特性的混合鏈路QKD技術成功完成演示。這項技術采用了空間鏈路和光纖鏈路相結合的方法，以實現Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉。在傳統的BB84協議無法正常工作的鏈路條件下，該技術仍能夠有效進行多維干涉量子

181、密鑰分發（MDI-QKD）。此外，研究人員還深入研究了基于衛星的HOM干涉的可行性，為構建天地一體的混合通信網絡奠定了重要基礎。65政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述歐洲量子通信基礎設施倡議The European Quantum Communication Infrastructure(EuroQCI)Initiative歐盟委員會EuroQCI將通過將基于量子的系統集成到現有通信基礎設施中來保護敏感數據和關鍵基礎設施，提供基于量子物理學的額外安全層。歐洲芯片法案European Chips Act歐盟委員會該倡議將得到33億歐元的歐盟資金支持，并將支持諸如建立先進的預商業生產線以

182、加速創新和技術開發、開發基于云的設計平臺、建立能力中心、開發量子芯片以及創建芯片基金以促進獲得債務融資和股權等活動。歐洲創新委員會2024工作規劃European Innovation Council(EIC)2024 work programme歐洲創新理事會將為戰略技術和擴大公司規模提供了價值超過 12 億歐元的融資機會，大部分致力于中小企業和初創企業，包括量子企業。歐洲量子技術宣言European Declaration on Quantum Technologies歐盟委員會歐盟簽署成員國承諾合作在整個歐洲發展世界級的量子技術生態系統，最終目標是使歐洲成為世界的“量子谷”，成為全球量子

183、卓越和創新的領先地區。2030年數字指南針：數字十年的歐洲方式2030 Digital Compass:the European way for the Digital Decade歐盟委員會到2025年，歐洲將擁有第一臺量子加速計算機，為歐洲到2030年成為量子能力的前沿鋪平道路。歐洲高性能計算聯合承諾EuroHPC Joint Undertaking歐盟委員會將有助于歐盟開發、部署、擴展和維護集成了世界一流超級計算與量子計算的基礎設施，以及開發、支持高度競爭和創新的高性能計算（HPC）生態系統。與量子計算相關的預算為6300萬歐元。本節聚焦歐洲整體在量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息

184、產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了歐洲（除英德法）在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。盡管歐洲有44個國家，但是歐盟、歐洲安全與合作組織、歐洲經濟區、歐洲自由貿易協會、歐洲委員會等組織的存在，令歐洲在眾多方面能夠協同運作。例如，2023年，歐盟頒發了多項涉及所有成員國的量子政策，這無疑將推動歐洲地區量子科技共同發展，保障歐洲的量子上游產業鏈獨立自主。目前，歐洲量子研發仍以老牌歐洲發達國家為主，比如英德法。因此，本章除了列出英德法這三個占據歐洲過半市場份額的國家，還單獨給出一節展示面向歐洲整體量子發展的政策。政策三、歐洲第二章各地區政策及進展

185、66政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述數字歐洲工作計劃2023-2024Digital Europe Work Programme 2023-2024歐盟委員會提到對量子技術進行投資；把獲取與EuroHPC相連接的超級計算機和量子計算機、開發和部署超安全的量子和天基通信基礎設施作為未來計劃。量子技術的標準化路線圖Standardization Roadmap on Quantum Technologies歐洲標準化委員會、歐洲電工標準化委員會該文件全面闡述了歐洲對量子計算、量子通信和量子計量學的標準化需求。歐洲量子通信基礎設施倡議The European Quantum Commun

186、ication Infrastructure(EuroQCI)Initiative歐盟委員會EuroQCI將通過將基于量子的系統集成到現有通信基礎設施中來保護敏感數據和關鍵基礎設施，提供基于量子物理學的額外安全層。歐洲量子技術能力框架The European Competence Framework for Quantum Technologies歐洲委員會新版本的歐洲量子技術能力框架，其中納入了反饋并擴展了具有熟練水平和關鍵技能的框架，以準備、映射和比較量子技術的教育計劃。量子旗艦計劃Quantum Flagship initiative歐盟委員會新增多項量子研究項目，包括空間系統的量子通信

187、技術、量子空間重力學階段-A研究、量子光子集成電路技術、投資替代量子計算和模擬平臺技術、下一代量子傳感和計量技術、開發大規模量子計算平臺技術的框架合作協議、跳上設施、量子空間重力B期研究和技術成熟、用于市場吸收的量子傳感和量子計量學、促進下一代量子技術的跨國研發。歐洲創新理事會加速器項目EIC Accelerator program歐洲創新理事會旨在為初創企業和中小企業提供支持。歐洲量子技術實驗生產能力Experimental production capabilities for quantum technologies in Europe(Qu-Pilot)歐盟委員會旨在開發和提供首個聯合

188、歐洲量子技術制造（生產）能力，建立并連接歐洲現有的基礎設施。第二章各地區政策及進展|2024年2月版67利用量子真空態生成隨機數通常在速度上存在限制。因此，研究人員通過利用粒子和反粒子對的行為來創建量子隨機數發生器，發現其速度比傳統系統快200倍，在實驗中達到了每秒100 Gbit的生成速率，將基于真空的量子隨機數產生速度記錄提高了一個數量級。新的神經網絡訓練方法“遞歸學習”（Recursive Learning）可以通過周期性循環旋轉信息，實現對NIST公布的四種PQC算法中Crystals-Kyber算法的最高5階掩碼的側信道攻擊，以高于99%的概率從中恢復了信息位（message bit

189、）。這一發現表明使用神經網絡即可破解NIST的PQC算法，突顯了PQC算法安全性評估的重要性。量子隱形傳態（QT）是量子網絡的一項基本功能，允許在不直接交換量子信息的情況下傳輸量子比特。此次實驗展示了遠距離進行量子傳輸的方法，從波長為通信波段的光子比特到存儲在固態量子存儲中的物質量子比特，多路復用量子存儲器實現從光子到固態量子比特的量子隱形傳態的傳輸距離超過1公里。這一系統采用主動前饋方案，通過對從存儲中檢索的量子比特進行條件相移，滿足了協議要求。其獨特之處在于采用了時分復用的方法，不僅提高了傳輸速率，而且直接與已部署的電信網絡兼容。這些關鍵特征使得這一技術在長距離量子通信的發展中具有潛在的可

190、擴展性和實際實施的可能性。第二章各地區政策及進展代爾夫特理工大學的量子物理學家首次證明使用超導體控制和操縱芯片上的自旋波是可能的。磁鐵中的這些微小的波可能會在未來提供電子產品的替代品。進展宣布加入 IBM Quantum Network，旨在進一步探索量子計算如何為畢馬威專業人士和客戶帶來未來機遇。瑞典查爾姆斯理工大學開發的免費開源軟件，通過對量子組件進行高級模擬和分析，實現該領域的新發現。新的傳輸記錄建立在QKD加密新理論之上，該理論解除了量子安全通信中先前對距離和數據傳輸速率的限制。利用傳統光纖和光放大器的方法可實現在光纖電纜上發送了超過1032公里的量子安全通信，數據傳輸速率（密鑰速率）

191、明顯高于之前的記錄。瑞士WISeKey的子公司SEALSQ在2023年6月開發了基于人工智能的PQC量子解決方案，利用NIST公布的Kyber和Dilithium CRYSTAL算法保證通信安全，創建了第一個抗量子USB演示器。最新一代配備氦氣回收和最新一代磁傳感器的MEG 系統在瑞士日內瓦交付，安裝調試后被用于提供大腦活動精確且完整的圖像。68利用量子真空態生成隨機數通常在速度上存在限制。因此，研究人員通過利用粒子和反粒子對的行為來創建量子隨機數發生器，發現其速度比傳統系統快200倍，在實驗中達到了每秒100 Gbit的生成速率，將基于真空的量子隨機數產生速度記錄提高了一個數量級。采用衛星時

192、間和定位 技術的新同步解決方案，以解決 GPS 和其他 GNSS 系統日益受到干擾和欺騙攻擊的漏洞，可服務于智能電網等行業。利用低地球軌道 衛星作為時間源，不僅提供了 GNSS 的有效替代方案，而且還增強了 GNSS 的可靠性和安全性。這種雙源方法符合零信任原則。德鐵利用公司的光學銫原子鐘技術為其全國鐵路網絡帶來精確計時。增強型主參考時鐘解決方案將使德國鐵路能夠在整個網絡中實施預測性維護和其他技術進步。對其公司最新的OSA 3300-HP 高性能光學銫原子鐘進行了為期三個月的評估，結果其性能遠遠超出了產品規格。該技術對于天文研究將產生重要作用?？梢蕴峁┍砻娲艌?、電流和電場的定量數據，具有納米分

193、辨率和高靈敏度。目前該設備已安裝到Vidya Praveen Bhallamudi 教授的實驗室中。用于研究基于衛星的地球質量分布變化觀測，例如冰川融化或地下水流失，可以實現基于量子傳感器的太空任務的獨立開發和操作，協助完成一系列相關實驗。第二章各地區政策及進展歐盟委員會與27個歐盟成員國和歐洲航天局（ESA）合作，共同設計、開發和部署歐洲量子通信基礎設施（EuroQCI）項目。EuroQCI項目由兩部分組成，第一是連接國家和跨境戰略站點的光纖通信網絡的地面部分，第二個是基于衛星的空間部分。EuroQCI于2019年發布EuroQCI宣言，最初由七個成員國簽署，隨著2021年7月愛爾蘭完成簽署

194、EuroQCI，所有27個歐盟國均已加入EuroQCI。EuroQCI計劃在整個歐盟及其海外領土部署量子通信基礎設施，到2027年投入使用。此項目由協調組織方PETRUS進行協作支持，PETRUS成員單位包括DT（德國電信）、Airbus（法國空客）、Thales（法國泰雷茲）和AIT（奧地利理工學院）。在地面建設部分，EuroQCI的首個實施階段已于2023年1月開始，預計持續30個月，將于2025年6月完成。目前，馬耳他、愛爾蘭、西班牙、法國、丹麥、保加利亞等多個國家紛紛啟動量子通信基礎設施建設。在太空領域，歐盟委員會目前正在與歐洲航天局（ESA）合作制定第一代EuroQCI衛星星座的規格

195、。這顆衛星是由ESA和一個工業聯盟在第一顆原型衛星Eagle-1的基礎上開發的，預計于2025年底或2026年初發射。2023年11月，由歐洲衛星公司SES牽頭負責開發量子安全天基EAGLE-1系統，并與ESA密切合作，TNO和Airbus加入為該任務設計和建造光學地面站。69政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述國家量子戰略National Quantum Strategy英國科學、創新與技術部提出了英國量子領域的十年愿景和計劃，承諾在此期間投入25億英鎊用于研究、創新、技能和其他活動，并承諾在未來兩年內，將額外8000萬英鎊用于關鍵活動。創新英國變革性技術基金Innovate UK

196、Transformative Technologies FundingInnovate UK啟動了一項2000萬英鎊基金，資助的行業包括半導體、未來通信、人工智能、工程生物學、量子科技和可持續材料與制造?？茖W與技術框架Science and Technology Framework英國科學、創新與技術部將提供超過3.7億英鎊的新政府資金支持，技術涉及人工智能、量子技術、生物工程。英國國際技術戰略The UKs International Technology Strategy英國科學、創新與技術部將量子技術列為優先技術之一，實施以國家量子技術計劃的世界領先優勢為基礎的國家量子戰略；開展量子方面

197、的國際合作；繼續參與全球領先的多邊研究伙伴關系；領導量子風險和機遇的全球定義，并與國際合作伙伴合作制定負責任和安全的量子開發和部署的共同原則。國家半導體戰略National semiconductor strategy英國科學、創新與技術部將在未來十年投資10億英鎊，以推動英國半導體產業的發展。小型企業資助計劃競賽：量子催化劑基金，第一階段和第二階段Small Business Research Initiative(SBRI):Quantum Catalyst Fund,phase 1 and phase 2英國科學、創新與技術部由英國科學、創新和技術部（DSIT）和英國創新組織（IUK）資

198、助的小企業研究計劃競賽分兩階段，第一階段的總預算為200萬英鎊，將持續3個月；第二階段的總預算高達1300萬英鎊，將持續15個月。小型企業資助計劃競賽：量子計算測試平臺的開發和交付Small Business Research Initiative(SBRI):Development and Delivery of Quantum Computing Testbeds英國創新署英國創新署為國家量子計算中心（NQCC）舉辦的小型企業研究計劃（SBRI）競賽提供了3000萬英鎊的資金，該比賽旨在開發量子計算機硬件測試平臺，以加速英國的量子計算技術供應鏈、技術基礎和基礎設施的發展。本節聚焦英國政府在

199、量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了英國在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。政策四、英國第二章各地區政策及進展|2024年2月版70進展QuantrolOx 宣布推出其首款產品 Quantum Edge，該產品可自動調整和優化超導量子計算機。LTIMindtree公司在倫敦啟動了量子安全虛擬專用網（VPN）鏈接。該量子安全VPN由LTIMindtree、Quantum Xchange、Fortinet合作實現，使用基于量子的密鑰生成和帶外密鑰傳輸，并由PQC算法提供安全保護，以增強加密數據的安全性和完整

200、性。英國Quantum Dice公司和新加坡量子通信技術公司SpeQtral推出使用Zenith的QRNG，此設備為專為太空設計的產品，可在為計劃在SpeQtral-1衛星任務中實現安全量子通信技術提供支持。Zenith QRNG是Quantum Dice的首款太空產品，提供高速率、穩健且低尺寸、重量和功耗(SWaP)解決方案，采用Quantum Dice專有的DISC TM協議，擁有200至1000 Mbps數據速率。此前，Quantum Dice推出的DISC QRNG系列具有7.5 Gbps隨機數生成速率。使用超冷原子進行加速度的測量，有潛力在無全球定位系統（GPS）和全球導航衛星系統（

201、GNSS）的環境中提供高精度的位置數據。試驗的圖像盡管沒有出現甲烷濃度的熱點，但敞口污水箱的擴散排放仍能夠量化其精確流量。從近地到大氣邊緣的操作相關環境中測試推動量子和平流層探索領域的下一代射頻傳感技術。第二章各地區政策及進展71政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述量子技術行動計劃Quantum Technology Action Plan德國聯邦政府德國將在2026年前投資30億歐元用于量子技術發展，并成立了跨部門的協調機構量子技術工作組。2023-2025年專題領域的任務和目標Aufgaben und Ziele der Themenbereiche fr 20232025德國國家

202、計量局 制定了 2023 年至 2025 年的具體任務和目標?；谛酒牧孔与S機數器件項目Chip Based Quantum Random Number Devices德國聯邦教育和研究部資助基于芯片的量子隨機數器件（CBQD）項目，用以研究量子安全高速通信。本節聚焦德國政府在量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了德國在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。政策五、德國進展與PASQAL達成為期兩年的研發協議，以優化量子算法功能、提升企業的量子效益。該公司創造了首個“算法壓縮技術”，減少了量子算法的長度。演

203、示通過設置使用肌肉模型進行模擬動作電位信號檢測，以及NV磁力計在非屏蔽生物磁場測量磁尿圖和肌磁圖中的潛在應用。第二章各地區政策及進展|2024年2月版72政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述創新和可持續發展協議A Pact for Innovation and Sustainable Growth法國政府、荷蘭政府兩國圍繞數字和可持續雙轉型以及歐盟戰略自主的關鍵經濟領域，圍繞具體項目開展結構性對話并加強公私合作。本節聚焦法國政府在量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了法國在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的

204、重要進展。政策六、法國進展成功在歐洲OVHcloud數據中心安裝了其首臺量子計算機MosaiQ，標志著歐洲領先的光子量子計算公司向工業客戶提供量子平臺的重要里程碑。Atos的Eviden推出了量子計算產品Qaptiva，以使用同類最佳的量子計算技術實現現實世界的應用程序開發和使用。推出中性原子量子計算探索平臺 Quantum Discovery，包括訪問 量子仿真器和 100 量子比特量子處理單元。第二章各地區政策及進展|2024年2月版73政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述加拿大國家量子戰略Canadas National Quantum Strategy創新、科學和經濟發展部規定

205、了三個關鍵任務，以確保加拿大始終走在量子創新和領導的道路上。量子2030Quantum 2030加拿大國防部、武裝部隊該計劃確定了四項具有國防與安全應用前景的量子技術，分別是：量子增強雷達、量子增強型光探測和測距（激光雷達）、用于國防和安全的量子算法、量子網絡。量子2030-量子科學和技術戰略實施計劃Quantum 2030-Quantum Science&Technology Strategy Implementation Plan國防部和武裝部隊該計劃是確保DND/CAF為未來七年量子技術在國防和安全方面的顛覆性潛力做好更好準備的路線圖。本節聚焦加拿大政府在量子領域的政策制定和實施，包括對

206、量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了加拿大在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。2023年，加拿大重磅發布三項量子政策/規劃，意圖確保加拿大走在量子創新和領導的道路上。政策七、加拿大進展Xanadu與加拿大金斯頓女王大學簽署了備忘錄，致力于開發量子計算教育工具并提供教育計劃，為學生在量子領域的職業生涯做好準備。第二章各地區政策及進展|2024年2月版D-Wave 在 5000 多個量子比特上展示了有史以來第一個相干量子自旋玻璃動力學。D-Wave 在 Advantage2 原型上展示了誤差緩解功能，將相干退火范圍擴展了一個數量級。74政

207、策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述國家量子戰略National Quantum Strategy澳大利亞政府該戰略確定了五個優先領域：投資研發和商業化、保護基礎設施和材料、培養熟練勞動力、支持國家利益以及促進可信、合乎道德、包容的生態系統。培養澳大利亞世界級的量子技術畢業生Training Australias world class quantum technology graduates澳大利亞政府、工業和科學部總計460萬美元的贈款將促進該國量子領域的教育和合作。本節聚焦澳大利亞政府在量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了

208、澳大利亞在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。政策八、澳大利亞進展Q-CTRL宣布其嵌入式軟件已作為選件集成到IBM Quantum的“現收現付計劃”（Pay-As-You-Go Plan）中，以提高量子計算的實用性和性能。將軟件開發工具包Qristal SDK，以及高性能的模擬器Qristal Emulator整合到HPC數據中心內的量子加速器。與牛津量子電路公司（OQC）合作，在運行復雜算法時展示了量子硬件性能的巨大提升。Q-CTRL 的誤差抑制軟件能減少硬件誤差和不穩定性，使用戶在運行量子算法時從硬件中獲得最佳結果。為了克服連續可變量子隱形傳態在保真度和傳輸

209、距離上存在的限制，通過無噪聲線性放大來克服這些限制的預測量子傳輸器，使用適度量子糾纏的相干態傳輸的高保真度達到了92%。我們的傳輸器原則上允許幾乎完全消除由于在不完美的量子通道中傳輸的輸入態而引起的損失。此外，還進一步演示了位移熱態的純化，這是傳統確定性放大或傳輸方法無法實現的。高保真度的相干態傳輸與對熱化輸入態的純化相結合，使得量子態能夠在相當長的距離上進行傳輸。此次實驗克服了通往高效連續變量量子傳輸的長期障礙，同時為將傳輸應用于從熱噪聲中純化量子系統提供了新的啟示。第二章各地區政策及進展|2024年2月版75政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述量子未來產業創新戰略量子未來産業創出戦

210、略日本內閣府綜合創新戰略推進會在“量子未來社會愿景”中提出通過使用量子技術實現可持續社會、經濟和環境的愿景，并設定了三個目標。確保云程序的穩定供應安定供給確保）日本經濟產業省支持提供利用下一代高速計算機“量子計算機”的云服務的東京大學。經經濟產業省認定后，東京大學將獲得約42億日元的補助。經濟產業省希望擴大使用計算機的機會，同時也讓風險企業參與進來。日韓量子技術研發合作框架Collaborative Framework for Research and Development in Quantum Technologies韓國政府、日本政府韓國政府、日本政府發起一項量子技術研發合作框架，兩國的

211、國家研究機構日本國立產業技術綜合研究所和韓國標準科學研究院，將簽署一份諒解備忘錄。本節聚焦日本政府在量子領域的政策制定和實施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了日本在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。政策九、日本進展3月27日，日本理化學研究所等研發的日本首臺國產量子計算機正式投入使用，大學等機構的研究人員可通過云端利用這臺量子計算機。12月22日，日本第3臺國產超導量子計算機在大阪大學正式投入使用，共有42家聯合研發機構獲得算力優先使用權，主要用于新藥物、新材料研發及量子計算相關領域研究。這臺量子計算機共有64個量子比特，采

212、用大阪大學研發的量子糾錯算法，并將低噪聲電源、低溫放大器、磁屏蔽裝置等重要組件替換為日本國產元件。10月5日，富士通宣布成功與日本理化學研究所等單位開發了日本的第二臺量子計算機，這是繼去年推出第一臺量子計算機后的又一重大突破。這臺量子計算機擁有64個量子比特，是量子計算機性能的重要指標。它將與一個40個量子比特的量子計算機模擬器集成，以提高運算的準確性和穩定性。第二章各地區政策及進展|2024年2月版76政策名稱（中文）政策名稱（原文）發布機構概述韓國量子科技戰略South Koreas Quantum Science and Technology Strategy韓國科技信息通信部到2035

213、年，韓國將向量子科學技術投入超過3萬億韓元（23億美元），目標是成為該領域的全球第四大強國。通過培養10萬人工智能和軟件核心人才，為量子轉型時代做準備 10 韓國國家情報局、韓國科技信息通信部將在2035年之前將其國家密碼系統轉變為PQC。量子信息科學與技術合作聯合聲明Joint Statement on Cooperation in Quantum Information Science and Technology(QIST)美國政府、韓國政府加強公共和私人合作，以保護和促進關鍵和新興技術，包括量子技術，并申明積極支持量子技術領域專家之間的人文交流。本節聚焦韓國政府在量子領域的政策制定和實

214、施，包括對量子信息產業的關注與支持，以及國家戰略中的位置。此外，本節匯總了美國在量子計算、量子通信與安全、量子精密測量三大領域上中下游的重要進展。政策十、韓國進展韓國互聯網服務提供商SK Broadband推出韓國首個支持QKD和PQC在線安全方法的專線服務，客戶可以根據具體情況選擇和使用QKD或PQC，這一服務獲得了韓國密碼模塊驗證計劃（KCMVP）的認證。在此專線服務中，客戶可以自主選擇QKD和PQC的使用。SK Broadband表明，專用的QKD線路在安全性上表現出色，適用于政府、公共機構、醫療中心和金融機構等大型客戶。而對于中小型企業，則可以選擇無需安裝單獨設備的PQC。當然，也可以

215、靈活地將兩種方法結合運用。以銀行的生物特征認證安全性為例，可在銀行內部數據中心采用QKD技術，同時在客戶的智能手機和認證服務器之間采用PQC技術，以保護生物特征信息。這種綜合運用的方式既發揮了QKD在專用場景的優勢，又充分利用了PQC在中小型企業中的便捷性。第二章各地區政策及進展|2024年2月版投融資第三章一、融資金額大幅下降二、融資主體地理分布分散三、融資輪次普遍較少第三章投融資第三章投融資目錄78光子盒統計了2020年至2023年全球主要量子計算企業的融資情況，具體如下：全球量子計算領域的投資規模在過去的四年中呈現出快速增長的態勢。從2020年至2023年，全球量子計算總融資金額高達59

216、.8億美元，年復合增長率（CAGR）達34.53%。然而，2023年的投資情況出現了一些變化。盡管總體融資金額仍然可觀，但較去年略有下降，僅為去年的75%左右。這表明全球對量子計算的投資熱情出現了短暫的回落，未能延續前幾年的動能。這種投資回落背后有多重原因。首先是大環境的影響，經濟衰退、利率上升或市場波動增加導致用于新興技術如量子計算的風險資本減少。其次，量子計算領域內部可能出現投資焦點的轉移，比如從硬件轉向軟件，或從廣泛的量子計算平臺轉向更專業化的應用。這種轉變可能反映了行業的自然演化，但會暫時減少整體投資水平，直到新的焦點領域成熟。另外，2023年量子計算初創公司成立數量較2022年有所下

217、降。這表明在全球經濟下行的大背景下，創業者采取了更加謹慎的態度，等待更清晰的實用、可擴展的量子優勢證據出現后再進行針對性的融資。投資者越來越重視商業可行性的證明和明確的盈利路徑。尚處于技術開發早期階段的量子計算公司可能發現在沒有展示實際應用和潛在市場需求的情況下，難以獲得資金支持。此外，技術挑戰仍是量子計算面臨的重要問題，如量子比特相干時間、錯誤率和可擴展性等。這些挑戰可能導致投資者重新評估實現商業可行量子計算機的時間線，從而影響投資流動。除了技術挑戰，其他技術的競爭也在分散投資者對量子計算的關注和資源，如高級經典計算方法、機器學習優化等新興技術。0.00500.001000.001500.0

218、02000.002500.003000.003500.004000.002020202120222023量子計算量子通信與安全量子精密測量79GR37.17%GR 16.50%GR-44.50%CAGR-2.95%第三章投融資圖表 2020-2023年全球三大量子產業融資總額（單位：百萬美元）2120.652909.803389.791881.26一、融資金額大幅下降|2024年2月版0100200300400500600700800韓國德國澳大利亞中國其他加拿大法國英國歐洲美國量子計算量子通信與安全量子精密測量第三章投融資全球主要國家和地區的三大量子產業投融資情況圖表 2023主要國家和地區

219、的三大量子產業投融資情況（單位：百萬美元）80689.4586.66255.63203.71160.36145.8141.17114.9642.884英國 15筆$255.63M美國 10筆$689.4M中國 22筆$141.17M加拿大 5筆$160.36M以色列 2筆$32.0M新加坡 2筆$22.8M荷蘭 2筆$6.54M澳大利亞 5筆$114.96M德國7筆$42.88M法國 6筆$203.71M丹麥 4筆$34.5M芬蘭 3筆$22.0M韓國 1筆$4M印度 1筆$6.5M西班牙 1筆$10.9M瑞士2筆$10.5M2023年，各國量子投融資依舊保持多元化與地區分散化?？傮w來說，美國

220、在量子領域的投資規模和水平仍然遙遙領先，歐洲多國在量子領域的投資活躍度和水平較高，中國在量子風險投資的規模上距離歐美國家還差距較大。二、融資主體地理分布分散注：日本、韓國、俄羅斯信息不夠公開，導致日本、俄羅斯數據空缺，以及韓國數據可能存在較大偏差。|2024年2月版國家/地區按三大量子產業融資總額從高到低排序，量子計算、量子通信與安全、量子精密測量的融資數額分別為美國579.4M、20M、90M，歐洲505.74M、63.08M、17.84M，英國223.7M、22.17M、9.76M，法國184.2M、19.51M、0M，加拿大159.4M、0.66M、0M，除美英法加中澳德韓日九國以外的其

221、他國家384.64M、28.56M、7.56M，中國60.6M、6.75M、73.82M，澳大利亞107.4M、0M、0M，德國34.8M、0M、8.08M，韓國4M、0M、0M。從總融資規模來看，在美、英、法、加、中、澳、德、韓八國中，美國以6.89億美元的總融資規模位居首位，遠超其他國家和地區。這表明美國在量子計算領域的投資熱度和實力，以及其在量子計算技術和市場上的領先地位。其次是英國的2.24億美元和法國的1.84億美元，分別位居第二和第三位，顯示了歐洲在量子計算領域的整體發展水平和活躍度。盡管中國的0.60億美元總融資規模在亞洲國家中位居首位，但與美國相比仍有數量級的差距。其他亞太國家

222、的投資規模與歐美、中國相比，存在較大差距。第三章投融資81后疫情時代經濟環境低迷仍在持續，在高通脹率等諸多因素的沖擊下，這對量子信息科技等前沿技術領域的投資產生不利影響。在量子計算領域，融資金額均較2022年相比有所下降，但融資數量上略有上升。2023年，量子領域共發生89輪次融資事件，種子輪/天使輪最多（21輪），其次為A輪（29輪）、B輪（8輪）與非股權形式的政府資助（13筆），其它輪次的情況為18輪。獲得融資的公司，主營業務是多元化的，包括不同的技術路線，以及核心硬件、軟件等。較2022年的融資領域分布，已有更多超出整機層面外的硬件，以及符合輕資產模型的量子軟件企業。全球量子公司的融資輪

223、次情況融資輪次量子計算 量子通信與安全 量子精密測量Seed/Angel21筆$165M29筆$399M8筆$407M13筆$180M18筆$772M第三章投融資圖表 2023年全球量子計算公司融資概覽31%31%12%13%13%融資輪次與筆數種子AB補助金未披露ABGrantOtherSeedABGrantOther82CD三、融資輪次普遍較少|2024年2月版量子產業規模第四章一、總體產業規模二、各領域產業規模01 全球量子計算產業規模02 全球量子通信產業規模03 全球量子精密測量產業規模三、各地區產業規模01 各地區量子計算產業規模02 各地區量子通信產業規模03 各地區量子精密測量

224、產業規模第四章量子產業規模第四章量子產業規模目錄842023-2035年，量子產業呈現出穩步增長趨勢，產業規模從2023年的72.4億美元增長到2030年的2377.8億美元，7年間的年復合增長率（CAGR）達到64.68%；再到2035年的8716.5億美元，5年間的年復合增長率（CAGR）達到29.67%。圖表 全球量子產業規模（2023 2035E，單位：十億美元）第四章量子產業規模85量子計算量子通信與安全量子精密測量4.71.461.08215.519.682.60811.756.083.8720237.242030E237.782035E871.65目前，量子計算的技術成熟度相對較

225、低，部分技術路線還處于實驗室探索階段。隨著上游部件的不斷改進、更多中游技術路線走出實驗室以及更多下游應用場景的出現，量子計算行業將迎來更快的增速，產業規模有望超出預期。在量子通信與安全領域，現階段只有QKD、PQC、QRNG的技術相對成熟，預測產業規模時只考慮了這三者。未來，量子隱形傳態、量子直接通信等技術或將取得突破，但這些技術與QKD之間存在替代關系，因此量子通信與安全領域產業規模預計不會出現重大變動。盡管量子精密測量的應用場景眾多，但經典傳感器足以滿足多數民用場景，且其技術成熟度相對較高，因此增長率相對較低。一、總體產業規模|2024年2月版光子盒仍然認為2027年末至2028年初會是全

226、行業一個重要的時間點，專用量子計算機將逐漸解決特定問題，如組合優化、量子化學、機器學習，引導材料設計和藥物開發。相比去年，本報告量子計算產業規模預期上調的主要原因有兩方面。首先，參考了IBM最新發布的技術路線圖，預計到2028年，量子門數量、以及糾錯等計算技術將達到較為成熟階段，為實際的商業化應用奠定堅實基礎。其次，隨著量子計算技術的不斷演進，以及人工智能（AI）技術等領域的快速發展，量子計算的應用邊界被不斷拓展，從而使量子計算的商業潛力更加廣泛和深遠。2023年，全球量子計算產業規模達到47億美元，2023至2030年的年平均增長率（CAGR）達到36%，規模達到2155億美元，基本符合行業

227、發展規律。2027年，專用量子計算機預計將實現性能突破，帶動整體產業規?？焖侔l展。在2028年至2035年，產業規模將繼續迅速擴大，受益于通用量子計算機的技術進步和專用量子計算機在特定領域的廣泛應用，到2035年總產業規模有望達到8117億美元。這一接近萬億級別的產業規模標志著量子計算會在此進入全面成熟和商業化的關鍵階段，預示著未來量子計算將在各個領域帶來深遠而持久的影響。第四章量子產業規模全球量子計算產業規模01圖表 全球量子計算產業規模（2021 2035E）（單位：十億美元）864.706.10215.50811.700.00100.00200.00300.00400.00500.006

228、00.00700.00800.00900.0020232025E2030E2035ECAGR 36%CAGR 29%CAGR 25%一、各領域產業規模|2024年2月版87圖表 全球量子通信產業規模預測（2023 2035E,單位:十億美元）0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0020232025E2030E2035EQKDPQCQRNGCAGR 29%CAGR 23%CAGR 25%1.085.4619.6856.08量子通信與安全領域的產品及技術服務主要歸屬于網絡安全領域，是龐大的網絡安全產業中的一個較為核心和根本的子產業，可向下擴展至涉及多個行業的安全產品。量

229、子通信與安全產業從目前已經發展的形態來看，主要是由量子物理加密產品與技術（例如QKD）、PQC、QRNG等帶來的產業價值。全球量子通信產業規模02第四章量子產業規模2023年，全球量子通信與安全產業規模達到10.8億美元，2023至2030年的年平均增長率（CAGR）達到29%，2030至2035年的年平均增長率達到23%，基本符合行業發展規律。一方面，預計PQC將于2025年實現突破，同時QRNG也將逐漸應用至更多設備，從而帶動整體市場快速發展。另一方面，根據現有QKD市場發展狀況判斷，QKD市場發展速度相對緩慢，并且歐美國家對QKD的熱情相對較低。綜合這兩方面，預計到2030年，總產業規模

230、有望達到196.8億美元；到2035年，總產業規模有望達到560.8億美元。隨著量子通信與安全的發展，未來將會有更多電信運營商的加入，這將反過來推動量子通信與安全的發展。|2024年2月版88PQC是對當前密碼體系進行升級和強化的一項措施。在量子計算技術尚未成熟時，對現有安全產業的影響有限。隨著量子計算能力以及數據安全需求的不斷提升，未來必然會出現新的安全軟件或安全芯片。隨著PQC技術的成熟和市場認知的提高，PQC將逐漸滲透到各個領域。PQC產品的兩大主要形式，即軟件和硬件，為應對不同領域和應用場景的安全需求提供了多樣化的選擇。軟件類產品，包括先進的PQC算法，將能夠在各種軟件系統中實現更高層

231、次的安全性，尤其是在瀏覽器等網絡通信環境中發揮關鍵作用。硬件類產品，如模塊化設備和嵌入芯片，將為下游行業的硬件系統提供更加可靠和強大的安全解決方案。PQC市場增長與PQC標準化進程及量子計算機的實用化有較大關聯。2023年，PQC產業規模仍處在初期成長階段，約為1億美元。根據NIST的PQC標準化工作預計完成的時間點（2024年），預計2024年后，行業將迎來小幅加速發展；預計到2030年，全球PQC產業規模將達到86億美元；到2035年，全球PQC產業規模將達到225.1億美元。第四章量子產業規模PQC由于對安全通信和數據保護的需求不斷增加，QRNG應用場景也在不斷增加。目前，QRNG在各個

232、領域都有應用，包括汽車、手機、物聯網以及其他市場。在汽車行業，QRNG芯片用于安全通信和加密，增強車輛網絡安全。手機也受益于QRNG芯片，可確保安全交易并保護用戶敏感數據。在物聯網和邊緣設備領域，QRNG為通過互連設備傳輸的關鍵信息提供安全保障。未來，QRNG將會在金融服務、醫療保健和國防等多個行業中不斷整合，在這些領域中對安全通信、數據存儲和數字交易的需求將為QRNG產業發展創造豐富的機會，推動QRNG市場規模增長。2023年，全球QRNG產業規模約為8000萬美元。隨著QRNG芯片技術趨于成熟，以及各方對其認知度的提高和下游應用普及，預計到2030年，QRNG產業規模將達到34億美元；到2

233、035年，QRNG產業規模將達到192.2億美元。QRNGQKD產品技術發展已較為成熟，目前主要集中在產品的升級迭代，以提升性能、優化價格應用競爭力、縮小整機尺寸、用戶友好性和產品的可擴展性等方面。QKD產品是網絡安全領域中一種補充和增強的手段。QKD產品的發展方向將更多地關注于不同領域的深度融合，為安全通信提供更為全面和創新的解決方案。隨著技術的不斷成熟和市場對高度安全性的需求增加，QKD作為一種補充手段將在網絡安全領域發揮越來越重要的作用。2023年全球QKD產業規模約為9億美元。隨著全球經濟的逐步恢復，QKD的應用場景逐漸清晰與增多等驅動引蘇，未來幾年將是QKD行業快速增長階段，到203

234、0年，預計產業規模將達到76.8億美元；到2035年，預計產業規模將達到143.5億美元。QKD量子精密測量作為高精度測量時間、重力、電場、磁場等的重要工具，在各個領域的應用需求正在不斷增加。例如：隨著通信技術，尤其是5G等新興技術的發展，對高精度同步和時間標準的需求也在逐漸增強。量子時鐘在通信領域為數據傳輸和網絡同步提供了關鍵支持。全球衛星導航系統等導航和定位系統對高精度時間測量的依賴性也在增加，量子時鐘的穩定性和準確性使其成為這些系統中的關鍵組件。量子重力儀和量子重力梯度儀具有更高的靈敏度和抗干擾能力，使其在復雜地質環境中更具優勢。量子磁力計的高精度和靈敏度使其成為新材料研發領域的重要工具

235、。在新能源材料、磁性材料等領域，科學家們需要準確測量磁場特性，以促進新材料的創新和開發。而隨著新材料需求的增加，量子磁力計將在這一領域獲得更多關注。未來，隨著全球產業鏈的不斷完善，量子傳感器有望在更廣泛的領域得到應用。隨著市場認知的提高和成本的降低，量子傳感器將在未來幾年內持續發揮其不可替代的作用，為全球科技進步和產業升級做出積極貢獻。全球量子精密測量產業規模2023-2035年，全球量子精密測量產業呈現出穩步增長趨勢，產業規模從2023年的14.6億美元增長到2035年的38.7億美元，年復合增長率（CAGR）達到8%。圖表 全球量子精密測量產業規模（2023 2035E，單位：十億美元）第

236、四章量子產業規模03891.461.972.603.870.000.501.001.502.002.503.003.504.0020232025E2030E2035ECAGR 9%CAGR 8%CAGR 16%|2024年2月版全球量子計算產業呈現出動態變化的趨勢。2023年，全球量子計算產業規模達到47億美元，占比分別為美國24%、加拿大6%、英國2%、德國4%、法國6%、澳大利亞1%、中國15%、日本6%、韓國2%、其他地區35%。受益于其深厚的研發基礎、科研機構的活躍以及政策支持等因素，美國占比最大，反映了當前美國在量子計算領域的較為顯著的影響力。2035年，隨著量子計算產業的不斷成熟和

237、發展，全球產業規模飆升至8117億美元。在這一時期，中國的產業份額顯著增加到20%，顯示出中國在全球產業中的崛起。美、日、韓、其他地區略微下降，歐洲產業份額基本保持不變。24%24%6%6%2%2%4%4%6%6%1 1%15%15%6%6%2%2%35%35%2023第四章量子產業規模各地區量子計算產業規模01圖表 全球量子計算各地區產業規模（2023&2035E）9022%22%6%6%2%2%4%4%6%6%2%2%20%20%4%4%1%1%33%33%美國加拿大英國德國法國澳大利亞中國日本韓國其他2035二、各地區產業規模|2024年2月版18%18%2%2%8%8%2%2%1%1%

238、1 1%52%52%4%4%5%5%7%7%全球量子通信產業呈現出動態變化的趨勢。2023年，全球量子通信與安全產業規模達到54.6億美元，占比分別為美國18%、加拿大2%、英國8%、德國2%、法國1%、澳大利亞1%、中國52%、日本4%、韓國5%、其他地區7%。受益于其在量子通信（主要為QKD）深厚的研發基礎、科研機構的活躍以及政策支持等因素，中國占比最大，反映了當前中國在量子通信與安全領域的較為顯著的影響力。2035年，隨著量子通信產業（尤其是PQC）的不斷成熟和發展，全球產業規模飆升至560.8億美元。在這一時期，隨著QKD產業份額下降、PQC產業份額大幅增加，中國的產業份額顯著下降到3

239、6%。美歐日韓等國家地區因主要研究PQC而占據了更多產業份額。第四章量子產業規模各地區量子通信產業規模02圖表 全球量子通信各地區產業規模（2023&2035E）91202334%34%3%3%7%7%1%1%1%1%0%0%36%36%5%5%9%9%4%4%美國加拿大英國德國法國澳大利亞中國日本韓國其他2035|2024年2月版全球量子精密測量產業呈現出動態變化的趨勢。2023年，全球量子精密測量產業規模達到14.6億美元，占比分別為美國34%、加拿大3%、英國7%、德國10%、法國5%、澳大利亞1%、中國15%、日本5%、韓國3%、其他地區16%。受益于其在量子精密測量深厚的研發基礎、科

240、研機構的活躍以及政策支持等因素，美國占比最大，反映了當前美國國在量子精密測量領域的較為顯著的影響力。2035年，隨著量子精密測量產業的不斷成熟和發展，全球產業規模提升至38.7億美元。但量子精密測量作為一個相對成熟的產業，變化不大。在這一時期，中國的產業份額顯著增加到22%。原因有三，一是中國在基礎科研、工業設施等方面具有較為深厚的積淀，二是中國奉行產業鏈獨立自主的方針，不畏國外技術卡脖子，三是優勢技術先行、多技術路線同步發展。因此，中國企業能夠在量子精密測量這一相對成熟的領域以較短時間逐步縮小與歐美之間的差距，占據更多的產業份額。第四章量子產業規模各地區量子精密測量產業規模03圖表 全球量子

241、精密測量各地區產業規模（2023&2035E）9234%34%3%3%7%7%10%10%5%5%1 1%15%15%5%5%3%3%16%16%202332%32%2%2%6%6%10%10%5%5%2%2%22%22%5%5%3%3%13%13%美國加拿大英國德國法國澳大利亞中國日本韓國其他2035|2024年2月版產業展望第五章第五章產業展望第五章產業展望目錄94一、量子生態位日趨明確01 中美各有所長穩坐量子第一梯隊02 歐洲尋求量子產業鏈上游自主可控03 亞太多國積極融入歐美量子生態圈二、量子技術不斷突破01 機群技術與云平臺聯手推動量子計算02 PQC與QKD的未來發展呈現并駕齊驅

242、之勢03 量子精密測量六大方向各有明確突破目標中美兩國在量子技術領域無疑處于全球領先地位，各有所長，形成了第一梯隊。第五章產業展望95一、量子生態位日趨明確中美各有所長穩坐量子第一梯隊012023年，中國政府頒布的質量強國建設綱要、十四屆全國人大一次會議作政府工作報告、國家自然科學基金“十四五”發展規劃等文件均提及量子信息產業。除了政府投入，還有來自私營部門和風投資本的支持，然而2023年融資規模相對往年較少，僅1.4億多美元。中國的量子技術發展得益于國家實驗室和量子院等科研單位的主導作用。這些單位在QKD、量子加速度計、陀螺儀等細分領域的應用上取得了顯著進展。例如北京量子院研究團隊利用光頻梳

243、技術開發的QKD開放式新架構，成功實現615公里光纖量子密鑰分發通信實驗。此外，中國因國外的各種封鎖政策，正謀求在上中下游整個產業鏈做到獨立自主。因此，中國的科研院所和企業除了持續推進中游整機的研發、不斷攻堅關鍵部件之外，同時還在大力建設整個量子生態，尤其是量子計算的生態，包括算法、云平臺、下游應用等。盡管如此，中國仍應嘗試開展國際合作，促進量子技術交流與共享，推動產品出海。未來幾年，中美兩國在量子技術領域的競爭會更加激烈。美國將繼續在量子計算領域保持領先地位，推動量子計算的商業化應用。由于目前量子計算與通信的各技術路線并未收斂，中國除在量子通信領域優勢的QKD方面繼續發力外，還將致力于推動量

244、子計算多個技術路線的產業化和應用。兩國將繼續在量子三大領域展開激烈競爭，在競爭中尋求技術收斂，以此來不斷推動全球量子技術的發展。美國在量子技術領域的領先地位主要得益于其強大的科研基礎、大量的政策推動、豐富的資金支持以及活躍的私營企業參與。根據2018年頒布的國家量子倡議法案，美國政府計劃在未來十年內投資12.75億美元用于量子研發。此外，IBM、谷歌、微軟等科技巨頭在量子計算技術和應用方面投入了大量資源和人力。例如，IBM升級云服務平臺服務能力；形成了250+機構的生態網絡社群。在投融資方面，美國量子技術的投融資活躍，風險投資和政府資助均表現出顯著增長。2023年，美國的量子技術領域共獲得約6

245、.9億美元的投資，涵蓋了量子計算、通信和精密測量三大領域，其中量子計算占據了美國投融資總額的84%。美國的量子產業生態系統非常成熟，企業與研究機構之間的合作緊密。隨著這些領域的持續研究，美國或將在這些前沿技術上取得更多突破，推動整個產業向前發展。美國率先實現量子優勢中國展現后發優勢，力破技術封鎖中美各有所長，未來勝負難辨雖然中美兩國在量子技術領域均處于領先地位，但各自的優勢和特點有所不同。美國在量子計算方面的技術積累和產業化進程較為領先，尤其是在量子計算機的研發和應用上，谷歌、IBM等企業已經取得了顯著的成果。美國的科研機構和企業之間的合作也非常緊密，形成了一個成熟的產業生態系統。中國則在量子

246、通信領域表現突出，與美國主要走的PQC路線不同的是，中國主要探索QKD，并已取得了顯著成就。此外，中國在量子傳感領域也有顯著的進展，尤其是在國防應用上。當前，全球經濟正面臨多重挑戰。盡管全球經濟在2024年和2025年預計將以3.2%的速度增長，但這一增速仍處于幾十年來的最低水平，全球通脹壓力依然存在。然而，地緣政治緊張局勢、貿易碎片化、長期高利率以及氣候相關災害等因素，給全球經濟帶來了巨大不確定性。在這種背景下，各國紛紛尋求通過技術創新和產業升級來提升自身競爭力，量子技術作為前沿科技，成為各國爭相投入的重點領域。而歐洲則面臨著獨特的挑戰。首先，歐洲各國經濟增長乏力，增速低于全球平均水平。其次

247、，歐洲在高科技領域的競爭力相對較弱，尤其是在與美國和中國的競爭中，歐洲在技術創新和產業化方面存在明顯差距。此外，歐洲還面臨著人才短缺、資金不足以及政策協調不力等問題，這些因素都制約了歐洲在高科技領域的發展。第五章產業展望96歐洲尋求量子產業鏈上游自主可控022023年，歐盟的量子技術投資總額為8億歐元，其中政府資助占5億歐元，企業投資占3億歐元。量子計算、量子通信和量子傳感三大領域均有顯著的投資，預計到2025年，歐盟量子技術產業規模將達到約15億歐元。在資助旗艦項目和QuantERA（支持31個歐洲國家的量子研究）方面，歐盟自2016年以來為歐洲量子研究提供了超過1.75億歐元的資金?？蒲蟹?/p>

248、面，所有參與量子技術旗艦計劃的1654名科學家和236個組織通過合作，發表了1313篇科學論文（包括223篇在審論文）。量子技術的商業應用方面，成立了25家初創公司，申請了105項專利，其中64項已經獲得授權。在這樣的背景下，歐洲各國意識到，必須在量子產業上游實現自主可控，以確保在全球科技競爭中不落后。歐洲選擇主攻量子計算的上游產業鏈，主要是基于其在技術、產業和政策方面的優勢。歐洲在量子計算的基礎研究方面具有深厚的積累，擁有眾多世界領先的研究機構和大學，如德國的于利希研究中心和奧地利的維也納大學量子光學與量子信息研究所。此外，歐洲還擁有一批在量子技術領域具有競爭力的企業，如IQM、HQS Qu

249、antum Simulations、ParityQC和ID Quantique，這些企業在量子計算硬件、軟件和應用方面都有顯著的優勢。政策方面，歐洲各國政府和歐盟層面都出臺了多項政策，支持量子技術的發展。例如，歐盟的量子旗艦計劃和QuantERA計劃，通過大規模的資金投入和國際合作，推動量子技術的研究和應用。具體舉措包括法國、德國、荷蘭等國紛紛制定國家量子技術戰略，投入大量資金支持量子技術的研發和產業化。法國的Atos公司、德國的Fraunhofer研究所、芬蘭的IQM公司、荷蘭的QuTech研究所等在量子計算和量子通信領域表現突出。歐洲力求量子產業上游自主可控歐洲逐步加大資金投入總的來說，歐

250、洲各國在量子產業上游尋求自主可控，是應對全球經濟挑戰、提升國際競爭力和確保戰略安全的必然選擇。減少對外依賴，提升戰略安全，推動技術創新，提升國際競爭力，促進產業升級，推動經濟增長，是歐洲在量子技術領域的目標。通過加強政策協調、推動技術創新和促進產業升級，歐洲有望在量子技術領域取得更多突破，推動整個產業向前發展。亞太地區（除中國）因量子產業起步相對較晚、政策支持相對較少，導致投融資規模較小，且當下主要集中于日本、韓國、新加坡、澳大利亞、以色列等相對發達的國家。亞太地區其他國家在量子產業投入較少，隨著量子產業的發展與成熟，未來將吸引更多亞太地區的國家發展、投資量子信息產業。第五章產業展望97亞太多

251、國積極融入歐美量子生態圈03為使本國量子產業快速發展、縮小與歐美國家的差距、融入歐美量子生態圈，日本、韓國、新加坡、澳大利亞、以色列等國家紛紛選擇與歐美國家建立合作關系，包括上游部件的供應、中游整機的研發以及下游應用的開展。目前，全球量子生態圈已經初步成型。例如，澳大利亞Q-CTRL公司與美國IBM公司合作，將其錯誤抑制技術（Q-CTRL Embedded）集成到IBM云量子服務中。再比如，日本的量子革命戰略產業聯盟（Q-STAR）與美國的量子經濟發展聯盟（QED-C）、歐洲的量子產業聯盟（QuIC）和加拿大量子產業聯盟（QIC）共同簽署了一份諒解備忘錄，四大量子產業聯盟正式成立國際量子產業協

252、會理事會，旨在加強參與財團之間在量子技術發展目標和應用方法方面的溝通和協作。上述亞太地區國家體量相對歐美、中國較小，難以建立完整且獨立的量子生態，所以它們往往選擇參與全球產業鏈分工，成為其中的重要環節。而未來幾年，美國將繼續在量子領域保持優勢，推動量子計算機、量子通信與安全產品、量子傳感器的商業化應用。因此，這些亞太國家必將繼續緊跟歐美的腳步，開展研發及商業活動，并與歐美建立更加密切的合作伙伴關系，旨在通過與歐美量子產業鏈深度綁定，成為歐美量子生態不可或缺的一環，進而形成其量子產業護城河，保障其量子產業穩定與安全。目前，亞太地區其他國家正在不斷制定與量子相關的政策，推動量子產業的發展。比如，澳

253、大利亞發布了國家量子戰略、培養澳大利亞世界級的量子技術畢業生，日本頒布了量子未來產業創新戰略、確保云程序的穩定供應、日韓量子技術研發合作框架等政策，韓國也出臺了韓國量子科技戰略、通過培養10萬人工智能和軟件核心人才，為量子轉型時代做準備、量子信息科學與技術合作聯合聲明等文件。這些政策勢必培養出更多的量子勞動力，推動本國量子產業發展，保障算力供應與信息安全。與此同時，亞太地區其他國家也在不斷加大量子信息產業的融資，例如，在2023年，澳大利亞融資規模達到了1.4億美元，新加坡也達到了0.2億美元。但是，與歐美、中國相比，存在顯著差距。隨著亞太各國的政策推動，亞太地區其他國家的高校、科研院所和量子

254、企業將獲得更多的政府資助、風險投資，促進量子產業的發展。效仿中美歐進行政策制定與資金投入融入歐美量子生態圈，形成量子產業護城河第五章產業展望98二、量子技術不斷突破機群技術與云平臺聯手推動量子計算01隨著量子計算機的發展，單個量子芯片上的量子比特數量和質量成為了性能瓶頸。為了克服這一限制，引入了機群技術，即將多個量子處理器通過網絡連接在一起，形成一個更大的量子系統，這不僅提高了量子計算機的性能，而且為量子計算與超算的融合創造了新的可能性。將量子計算機與超算集成，可以充分利用超級計算機在大規模數據處理和經典計算方面的優勢，以及量子計算機在特定問題上的指數級優勢。例如，IBM推出的Quantum

255、System 2是第一臺模塊化量子計算機，內含3塊擁有133個量子比特的Heron芯片，結合了可擴展的低溫基礎設施、第三代控制電子設備和經典計算機。這種模塊化設計不僅提高了量子計算機的性能，而且使得系統更具靈活性。根據計算需求，可以方便地增加或減少模塊數量，從而實現對計算資源的靈活配置。此外，線下機群形式的量子計算機還帶來了其他一系列優勢。首先，它有效地解決了單個處理器上量子比特數量受限的問題，通過集成多個處理器，整體的量子比特數量得到了顯著提升。其次，模塊化設計提高了量子計算機的可維護性和可升級性，降低了總體成本。隨著技術的不斷發展和完善，線下機群形式的量子計算機有望成為未來的主流趨勢。這將

256、推動量子計算領域的進一步發展，為解決復雜和重要的問題提供更為強大的計算能力。這種趨勢還將激發更多的創新應用和解決方案，推動量子計算技術在各個領域的廣泛應用。多個企業和科研機構推出了自己的量子云計算平臺，提供了方便快捷的量子計算服務，降低了量子計算的門檻和成本，擴大了量子計算的應用范圍和影響力。云平臺技術可使用戶通過互聯網提供量子計算的服務，使用戶無需購買量子硬件就可以通過遠程訪問和控制量子計算機，進行量子算法的設計、量子線路的編譯、量子程序的運行等操作。云平臺有效解決了量子計算中的高成本、高門檻、低普及等問題，為量子計算的發展和應用提供了便利。預計在未來，隨著互聯網技術的發展和用戶需求的增長，

257、云平臺技術將會有更多的創新和優化，提供更多的功能和服務，滿足更多的場景和問題。此外，將量子計算機集成到超級計算機機群中，目前也需要依托云平臺實現遠程鏈接。這一集成方式既可降低量子計算機的部署成本和維護難度，又可擴大用戶訪問范圍，形成一種靈活高效的計算資源共享架構。例如，歐洲多個超級計算中心已經在通過云服務將量子計算機與超級計算機相連接，為用戶提供全面的量子計算能力。同樣的，以機群形式呈現的量子計算機能夠實現強大且穩定的計算能力，可實現更為緊密和高效的量子-經典協同計算。中國發布的量子計算機和超級計算機協同運算方案，充分彰顯了這種集成方式的優勢。通過將量子計算機作為超級計算機的加速器，成功縮小了

258、經典計算機在特定問題上的計算范圍，極大提升了整個系統的處理速度。這一趨勢有望在未來推動量子計算領域更為深入和廣泛的發展，為解決更為復雜和重要的問題提供更為先進的計算工具。機群技術或將突破量子計算機性能瓶頸云平臺助力量子計算擴大影響普及應用第五章產業展望99PQC與QKD的未來發展呈現并駕齊驅之勢02全球范圍內已有超過30個國家正在部署或已經實施QKD基礎設施建設，包括中國、歐盟成員國、加拿大、英國、韓國、新加坡等。在這些國家的推動下，QKD在地面和空間的基建工作和應用場景均有不同程度拓展。在地面和空間網絡布局方面，2023年1月起，歐盟EuroQCI項目已有大多數個國家進入動工階段，政策、資金

259、方面的不斷支持正積極推動量子通信基礎設施的建設。歐盟全部成員國（共26個國家）在QKD基礎設施建設方面還展開了跨國合作，通過合作，整合各國的資源，加速QKD網絡的布局建設，促進標準的制定和互操作性的提高。此外，中國在QKD基礎設施建設方面也在不斷擴大骨干網絡覆蓋范圍，2023年已完成長三角區域量子保密通信骨干網的建設工作。在應用領域布局方面，金融、政務、國防、通信、電網等不同行業的應用布局，推動了QKD的行業應用，促使QKD基礎設施網絡在更廣泛的范圍內有更多的業務嘗試。例如，匯豐銀行測試QKD技術應用到外匯交易系統的安全性，并成功完成了一筆3000萬歐元兌換成美元的交易。在QKD衛星建設方面，

260、新加坡SpeQtral公司將與NanoAvionics和Mbryonics合作建設QKD衛星，探索未來的應用方案。QKD布局范圍不斷擴大PQC發展即將迎來成長期隨著美國NIST在PQC領域的標準化工作推進，以及美國、加拿大及韓國多項有關PQC文件的發布，PQC技術即將走出起步期，迎來成長期。標準化工作的推進及各類政策文件的發布將為PQC技術發展掃清政策門檻，使得對PQC的認知可以得到更大范圍的擴散，對這一新技術的發展起到促進作用。首先，以美國NIST主導的PQC標準化工作歷時八年即將完成第一階段PQC標準草案的制定，意味著PQC技術也將迎來商業化與潛在應用探索階段。雖然已獲NIST提名的PQC

261、算法仍存在安全性漏洞，但對網絡信息的安全需求和對量子計算破譯能力的擔憂是PQC技術不斷升級的動力源。隨著PQC算法的迭代與升級，PQC技術將逐步優化，有望應對不同領域、不同規模的實際應用場景。其次，未來將有更多公司在PQC技術領域試水或嶄露頭角，爭相研發和提供PQC解決方案，以應對量子計算帶來的“先存儲，后解密”的挑戰。PQC公司的涌現將深入推動PQC領域的業務發展，PQC領域產業鏈也將趨于完善。最后，PQC領域的投融資規模有望提升。在全球經濟下行的大背景下，以往較受關注的QKD、QRNG等細分領域較前兩年有所下降，但PQC領域的投資卻呈現逐年上升的趨勢。隨著PQC技術研究與應用的不斷探索，已

262、經逐漸在實際應用中嵌入，展現其商業潛力，未來或將有更多的資金流入這一領域，迎來更大的投融資規模推動PQC領域發展。第五章產業展望100PQC商業化的推進使得更多企業和組織尋求將現有加密算法遷移到PQC體系。而PQC的遷移也會帶動商業化發展，更加關注PQC技術的商業實際性、成本效益等。美國陸軍與QuSecure公司、美國國防信息系統局與SandboxAQ公司均于2023年6月簽署合同，要求科技公司提供PQC加密技術與解決方案。政府單位在PQC應用方面的參與起到示范帶頭作用，推動了PQC研究的商業化應用以及遷移計劃。在PQC遷移方面，美國NIST在2023年12月發布遷移到后量子密碼學 量子準備：

263、密碼學發現以及遷移到后量子密碼學 量子準備：測試標準草案，概述了遷移到PQC時可能出現的問題以及可能的解決方案。前者描述了PQC功能測試計劃以及用例場景，后者則強調了PQC與現有網絡的的協調問題，并提供解決方案。此前，美國國家網絡安全中心還發布了向后量子密碼學遷移，針對PQC遷移的背景、目標、挑戰、好處和工作流程進行了說明。一系列文件的發布，使PQC遷移進入了更為系統和標準的階段，也展示出PQC時代來臨的確定性。在商業化方面，多家企業發布和迭代PQC軟硬件及解決方案，如WISeKey、QuSecure、Quantum Xchange等，支撐著這種新的方式來保證通信安全與數據安全。隨著PQC的商

264、業化與遷移計劃的推進，越來越多的企業能夠利用PQC技術建立安全防線，保護企業及個人重要信息免受當前算法被破解所帶來的威脅。QKD和PQC是當前量子通信與安全領域的兩大關鍵且實用的技術分支，早些年QKD的發展進程和社會認知度明顯高于PQC，近兩年，PQC的關注度迅速上升。當前QKD與PQC從投融資情況、相關政策、研究熱度和商業期待度等方面發展來看，兩者發展勁頭基本相當。從投資金額方面看，2023年QKD和PQC都吸引了大量的資金投入。發展較早的QKD技術由于其基礎牢固，一直備受青睞，得到了一定資金支持。而隨著對PQC認識的不斷深入，PQC也逐漸成為投資者關注的焦點。2023年的融資數據顯示，QK

265、D和PQC在融資金額上存在一定的競爭，PQC融資金額約為2700萬美元，而QKD約為1260萬美元。從政策層面看，多個國家在2023年發布了支持量子技術發展的政策，雖然不同國家對QKD與PQC的側重點有所不同，但大部分國家對兩類技術都秉持支持其發展的態度，這兩方面均獲得了政策利好帶來的技術研發和商業化的助力。最后，不同國家層面對QKD與PQC的發展側重點不同。例如，美國更加關注PQC技術的發展與遷移，而中國和歐盟則將更多資源放到QKD技術，實施基礎設施建設。未來這兩大技術誰將占據主到地位，或者是相互支持、融合，當前還是未知的。在技術和市場格局定型的這些年，QKD和PQC將在全球范圍內存在一定的

266、競爭關系，各自發揮特長，促進技術的不斷進步，迎接量子時代的全面來臨。PQC與QKD的未來發展呈現并駕齊驅之勢PQC遷移計劃與商業化逐步開啟第五章產業展望101量子精密測量六大方向各有明確突破目標03原子鐘技術已在實驗室和商業應用中積累了豐富的使用場景，未來的發展趨勢一方面是進一步提高頻率穩定性和延長保持時間，以滿足不同領域對更高精度和更長時間同步的需求。另一方面，在面對全球導航衛星系統（GNSS）漏洞和網絡攻擊的時候，原子鐘技術的自主可靠性和安全性將成為關鍵的發展方向。銣、銫鐘是目前最常用的原子鐘技術，它們利用原子的微波躍遷頻率來計量時間。但是，微波躍遷頻率受到外界環境的干擾，導致原子鐘的精度

267、和穩定性有限。光鐘是利用頻率在光學波段的原子躍遷，它比微波躍遷頻率高4到5個數量級，因此可以達到比微波鐘更高的精度和穩定性。目前，原子（SERF等）、固態自旋（金剛石NV色心等）、超導（SQUID等）體系在不同領域均展示出了自己獨特的優勢，適用于不同的應用場景。例如超導量子傳感器，其在測量極弱磁場方面表現出色，被廣泛應用于地質勘探、醫學診斷等領域。金剛石NV色心磁力計的特點是無需低溫冷卻即可保證高靈敏度以及良好的生物相容性，其生物信號成像在理論上接近光學衍射極限，具有極優的空間分辨率且具有工作溫度范圍廣、分辨率高等優點，因此被廣泛應用在心磁圖、腦磁圖以及對生物大分子的科學研究中。金剛石NV色心

268、傳感器近些年發展較快，正在更多領域中得到應用。當下，基于單 NV 色心的磁測量技術在靈敏度指標上己經實現了納米尺度分辨率，以及可測得單核自旋的靈敏度。在應用方面，基于系綜 NV 色心的磁力計己測得了蠕蟲神經元產生的磁信號、渦流成像、古地磁學中的礦石檢測等。量子磁力計將繼續保持多元化的發展趨勢，為不同行業與場景提供定制化解決方案。隨著技術的不斷進步，未來量子重力儀有望實現更小型化，使得其更加適用于不同領域和應用場景，從而拓寬其應用范圍。并且通過小型化，量子重力儀可以更靈活地集成到各類設備中，實現更廣泛的動態測量需求，例如在工業自動化、建筑監測等移動場景中的應用。法國iXblue在CARIOQA-

269、PMP項目中利用原子冷卻激光系統開發用于空間應用的量子傳感器，可用于監測地球質量分布變化等氣候變化相關的重要信息，為科學家和決策者提供了更準確的數據支持。降低成本也是未來重力儀發展的重要方向。澳大利亞Q-CTRL公司展示最新的量子重力儀原型機。公司建立一種通過重力和磁力觀察地球的全新方式，利用小型低成本衛星開發持久的近地觀測能力。這將進一步推動重力儀在市場上的普及和應用，為更多行業提供高質量的動態測量解決方案。此外，通過簡化儀器的操作界面、提供用戶友好的軟件接口等方式，量子重力儀將更容易被推廣，進一步推動量子重力儀在更多實際場景下的應用拓展。重力儀趨于小型化、低成本、更用戶友好量子磁力計持續多

270、技術路線發展光鐘或將取代原子鐘進行量子時頻測量第五章產業展望102針對冷原子干涉加速度計，未來的發展方向之一是解決死時間問題，即在快速加速或急劇變化的情況下，儀器可能出現無法響應的情況。提高設備可用性將成為重要目標，確保在各種實際應用場景中保持高效、準確的感知和輸出。冷原子干涉陀螺儀將更加注重實現對三軸加速度的測量。這不僅可以提高導航系統對運動狀態的感知，還有助于更全面地理解加速度場的變化，提升整體系統性能。未來的發展方向還包括提高整體系統性能，通過優化儀器的各個組成部分，整合先進的控制算法，提高抗干擾能力和穩定性，從而滿足不同應用場景下對高精度和高穩定性的需求。在保持當前經典雷達的應用場景和

271、技術能力條件下，利用量子通道的高精度和高靈敏度特性，提高雷達性能。雙通道系統形態使得量子雷達能夠更好地適應各種復雜環境和極端天氣條件。通過經典雷達提供的穩健性和量子雷達的高靈敏度，系統在惡劣條件下依然能夠保持高效穩定的性能。雙通道系統形態的采用將允許雷達系統在綜合考慮雷達動態范圍、靈敏度和帶寬等綜合因素的基礎上，實現更為全面的性能提升。這將有助于解決量子雷達技術在探測多樣性目標時面臨的挑戰。在量子電場測量領域，目前里德堡原子已經展現了其可重復、精確和穩定的優勢。里德堡原子場強計的高靈敏度和分辨率將有助于科學家們深入研究電場對物質的微觀影響，推動科學研究在電場調控下的新突破。這將在材料科學、量子

272、信息等領域帶來更為深入的認識。未來的研究將更加側重于這些領域，在高頻電場測量中取得更為精確的結果，為科研和應用提供更全面的信息，推動其在實驗室環境中成為研究微小尺度物理現象的不可或缺的工具。隨著量子電場測量技術的不斷進步，制定相關標準將變得至關重要。里德堡原子電場強計的發展將強調標準制定的必要性，以確保不同實驗室和研究團隊之間的測量結果具有可比性和可信度。國際標準化組織（ISO）等機構可能需要參與制定這些標準，促進該技術在各領域的廣泛應用。金剛石NV色心作為電場測量中的關鍵技術，展現了在10納米級電場成像和電荷態精確調控方面的優越性。未來的研究將致力于提高金剛石NV色心場強計的測量穩定性和分辨

273、率。通過優化實驗條件和技術參數，可望實現更為準確的電場測量，特別是在微小電場強度下的高靈敏度檢測，使其在未來電場測量中更為廣泛地應用于實際場景，如通信、醫學、環境監測等領域。未來的發展將著重于提高其對復雜環境的適應性，確保在實際應用中能夠提供可靠的測量解決方案。這包括對不同物質的適應性以及在復雜電場背景下的性能穩定性。此外，金剛石NV色心的生物友好性將成為該技術在醫學影像等應用中的競爭優勢。未來應更加注重金剛石NV色心電場強計的生物友好性，使其能夠廣泛應用于醫學等領域。電場強計兩條技術路線有待各破各局量子雷達將以經典量子雙通道形式出現冷原子干涉技術或成下一代慣性導航的核心光子盒創立于2020年2月，作為中國量子科技產業服務平臺，光子盒通過推送前沿量子科技新聞、科普量子知識、舉辦量子活動、鏈接產業化資源、開展量子產業研究等形式，致力成為中國量子科技產業最值得信賴的服務機構。光子盒不斷擴充自有量子科技產業數據庫的廣度與深度，建立多維量子產業數據信息，提供客觀、專業、深入及具有時效性的量子行業報道與咨詢服務。未來，光子盒將繼續聯合量子產業科技公司、金融行業投資公司、國家/省級量子相關科研院所、政策戰略研究單位等共同促進量子產業持續向好發展。103聯系我們https:/