计算机行业量子科技：三大产业方向的价值与落地.docx

2024年1月 《关于推动未来产业创

新发展的实施意见》

2023年3月 《横琴鲁澳深度合作区

鼓励类产业目录》

建设标志性场景，聚焦元宇宙、量子信息等重点领域，制定标准化路线图，研制基础通用、关键技术、实验方法、重点产品、典型应用以及安全伦理等标准，适时推动相关标准制定

在科技研发与高端制造产业中，包括：量子通信技术等新机理计算机系统开发等

2023年2月 《质量强国建设纲要》 实施质量基础设施能力提升行动，突破量子化计算

及扁平化量值传递关键技术

2022年12月

《扩大内需战略规划纲要（2022-2035年）》

以需求为导向，增强国家广域量子保密通信骨干网络服务能力。在人工智能、量子信息、脑科学等前沿领域实施一批前瞻性、战略性国家重大科技项目面向关键核心技术攻关，聚焦国家科技发展的重点

2022年8月 《“十四五”国家科学技

术普及发展规划》

《气象高质量发展纲要

方向，强化脑科学、量子计算等战略导向基础研究

领域的科普，引导科研人员从实践中提炼重大科学问题，为科学家潜心研究创造良好氛围

加强人工智能、大数据、量子计算与气象深度融合

2022年4月

2021年12月

（2022-2035年）》

《“十四五”国家信息化规划》

应用。推动国际气象科技深度合作，探索牵头组织

地球系统、气候变化等领域国际大科学计划和工程加强人工智能、量子信息、集成电路、空天信息、类脑计算、神经芯片、DNA存储、脑机接口、数字孪生、新型非易失性存储、硅基光电子、非硅基半导体等关键前沿领域的战略研究布局和技术融通创新

2021年10月 《国家标准化发展纲要》在人工智能、量子信息、生物技术等领域，开展标准化研究

2021年3月

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》

加快布局量子计算、量子通信、神经芯片、DNA存储等前沿技术

资料来源：政府官网，

我国在量子信息技术领域具备研究基础。从专利数量来看，我国量子通信和量子测量方面位居世界第一，量子计算领域位居世界第二。截至2022年9月，全球各

国量子信息领域的专利申请占比情况如下图所示：其中，量子计算领域中国专利申请数量占比达到26%，位居第二；在量子通信和量子测量领域，中国专利申请数量均处于全球领先，占比分别为54%和49%。从专利申请数量角度看，中国在量子信息技术领域的创新能力较强。

图1、量子信息三大领域各国专利申请占比情况

资料来源：中国信通院《量子信息技术发展与应用研究报告2022》，

2、产业前瞻：三大方向，孕育未来巨大产值潜力

、量子计算：推动算力突破，产值空间或将最广阔

量子计算正走向应用和产业化。量子计算技术发展演进可大致分为三个阶段，阶段一是实现量子计算优越性验证，目前已完成；阶段二是实现可在若干具有实用

价值的计算难题中展现量子计算优越性并带来社会经济价值的专用量子计算机，这是当前正在重点攻关的目标；阶段三是建成大规模可容错通用量子计算机。2023年7月，美国Gartner发布计算技术成熟度曲线，数年前量子计算技术向着“过高期望”顶点逐渐靠近，现阶段已跨越了“过高期望”顶点。根据ICV研究，目前量子计算处于中等规模含噪声量子（noisyintermediate-scalequantum,NISQ）时代。

图2、量子计算发展生命周期示意图

资料来源：ICV《2024全球量子计算产业发展展望》，

从产业分布来看，量子计算主要包括三部分：量子计算机、量子计算软件与云平台、量子计算行业应用。

图3、量子计算技术与应用体系

资料来源：中国信通院《量子信息技术应用与发展研究报告2022》，

量子计算机是量子计算的硬件基础，目前处于多种技术路径并行发展阶段；量子计算软件和云平台是连接用户与硬件的关键纽带，目前处于开放研发和生态建设早期阶段；量子计算的行业应用目前在多领域广泛开展探索。

? 量子计算机：量子计算的硬件基础

与传统计算机相比，量子计算机具有天然的量子并行计算能力，其存储能力强、运算速度快，将带来计算能力的再次飞跃。经典计算机在执行某些任务时遇到瓶颈，如大数因数分解、数据库随机搜索等问题可以通过量子计算的大数质因子

（Shor算法）、随机数据库搜索（Grover算法）得以很好的解决。

国内外部分量子计算机：

IBM系列量子计算机。2021年12月，IBMQuantum发布了最新一代量子处

理器Eagle。Eagle是首台拥有127个高质量量子位的量子计算机。2022年11月，IBM发布了Osprey，Osprey将应用在IBM下一代采用模块化设计的量子系统IBM