中国量子信息产业发展状况及发展态势
思瀚产业研究院 国盾量子    2024-06-12

2023 年 12 月，在中央经济工作会议中提到“开辟量子、生命科学等未来产业新赛道”。2024 年 3 月，国务院《政府工作报告》指出，2023 年我国科技创新实现新的突破，包括“量子技术等前沿领域创新成果不断涌现”等，2024 年要大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力，“制定未来产业发展规划，开辟量子技术、生命科学等新赛道”。

2024 年 3 月，第十四届全国人民代表大会第二次会议批准了《关于 2023 年国民经济和社会发展计划执行情况与 2024 年国民经济和社会发展计划草案的报告》，指出：2023 年，国家战略科技力量持续强化。……人工智能、量子信息、脑科学、农业生物育种等领域科技创新 2030－重大项目加快实施。

2024 年，开辟量子技术、生命科学等新赛道。2024 年 5 月，国务院国资委开展第二批中央企业原创技术策源地布局建设，在量子信息、类脑智能、生物制造等 36个领域，支持 40 家中央企业布局 52 个原创技术策源地。

下一步，国务院国资委将推动各中央企业加大第一、二批策源地建设力度，结合实际加快推进“鼓励关注类”策源地建设，深入实施“加强应用基础研究”等 11 个行动计划，力争在量子信息、6G、深地深海、可控核聚变、前沿材料等领域取得一批原创成果，推动中央企业持续完善创新体系、增强创新能力、激发创新活力，加快发展新质生产力。

依据中央精神并在国家相关政策、规划、指导意见的基础上，全国各省、自治区、直辖市基本都制定了与量子信息产业相关的科技创新规划或产业政策，以支持量子信息产业的发展。

（1）发展状况

量子信息是量子物理与信息技术相结合而产生的新兴交叉领域，主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量三大领域。量子信息技术以量子力学原理为基础，通过对微观量子系统中物理状态的制备、调控和测量，实现信息感知、计算和传输，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备超越经典信息技术的潜力。

经过四十余年发展，量子信息领域逐步从基础研究走向基础与应用研究并重，开始进入科技攻关、工程研发、应用探索和产业培育一体化推进的发展阶段。加快技术研发攻关，推动创新成果应用，构建供应链、人才队伍和未来产业竞争力，成为全球主要国家在量子信息领域布局规划的普遍共识。

根据中国信息通信研究院的统计，截至 2023 年 10 月，全球已有超过 29 个国家和地区制定和发布了量子信息领域的发展战略规划或法案，公开信息不完全统计投资总额超过 280 亿美元。近年来，量子信息三大领域科研与应用探索发展活跃，学术界重要科研进展与产业界样机产品研发成果亮点纷呈，产业生态培育成为各方关注热点，技术标准布局和研究取得阶段性成果。我国高度重视量子信息领域发展，在政策布局、基础科研、工程研发、应用探索和生态培育等方面，取得了诸多重要进展。

未来，以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术有望在前沿科学、信息通信和数字经济等诸多领域引发颠覆性技术创新和改变游戏规则的变革性应用，是量子科技的重要组成部分，也是培育未来产业、构建新质生产力、推动高质量发展的重要方向之一。

（2）发展态势

①量子信息战略布局进一步加强

量子信息技术将引领新一轮科技革命和产业变革方向，量子信息技术发展与应用已成为大国间开展科技、经济等领域综合国力竞争，维护国家技术主权与发展主动权的战略制高点之一。近年来，世界主要地区和国家都高度重视在该领域的政策布局、资金投入、人才引育和国际合作等，政府、科研机构和产业资本紧密结合，将发展量子信息科技和推动相关产业发展上升到国家战略高度，已有20 多个国家和地区制定推出了量子信息领域的发展战略规划或法案文件。

美国已通过《国家量子计划法案》《量子计算网络安全防范法案》等，正在实施相关计划；欧盟发布《战略研究和产业议程》报告，涵盖并统筹了“量子技术旗舰战略研究议程”、“量子芯片战略工业路线图”、欧盟量子通信基础设施工程、欧洲量子计算与模拟基础设施工程和芯片法案等量子技术工业和研发计划，明确在欧洲推进部署量子密钥分发网络和发展量子计算机，全面推进量子技术战略；2023年度，德国政府通过“量子技术行动计划”，英国政府公布了“国家量子战略”，澳大利亚、俄罗斯、日本、韩国、印度等也发布和实施了相关计划。

在我国，量子信息技术作为新质生产力和发展未来产业的重要组成部分，得到党和国家的高度重视和前瞻布局，继“墨子号”量子卫星写入党的十九大报告后，党的二十大报告再次指出量子信息等方面取得重大成果，将之作为我国进入创新型国家的重要标志之一，我国“十四五”规划与 2035 远景目标纲要中也多次提到了有关“量子科技”的内容，多个部委和地方政府出台了相关政策。总体而言，量子信息领域的国际科技竞争正日趋激烈。

②标准化体系逐步建设

标准化工作是新兴技术走向产业化规模应用中重要的环节。2023 年，工业和信息化部、科技部、国家能源局、国家标准化管理委员会四部门发布《新产业标准化领航工程实施方案（2023-2035 年）》，指出“要前瞻布局量子信息产业标准研究，开展量子信息技术标准化路线图研究，聚焦量子通信、量子计算、量子测量领域”。

近年来，首个量子通信领域国家标准《量子保密通信应用基本要求》、行业标准《基于BB84 协议的量子密钥分发（QKD）用关键器件和模块第 1 部分：光源》《基于BB84 协议的量子密钥分发（QKD）用关键器件和模块第 2 部分：单光子探测器》《基于BB84 协议的量子密钥分发（QKD）用关键器件和模块 第 3部分：量子随机数发生器（QRNG）》《量子保密通信网络架构》《量子密钥分发（QKD）网络 网络管理技术要求 第 1 部分：网络管理系统（NMS）功能》《基于 IPSec 协议的量子保密通信应用设备技术规范》《量子密钥分发（QKD）网络Ak 接口技术要求 第 1 部分：应用程序接口（API）》《量子密钥分发与经典光通信共纤传输技术要求》等陆续发布，量子计算领域首个国家标准《量子计算术语和定义》发布，量子测量领域首批国家标准《量子测量术语》《单光子源性能表征及测量方法》等已发布，各领域标准化工作持续推进。

在国际上，ITU、IEEE、ISO/IEC 等国际标准组织近年来纷纷启动量子信息领域的标准化工作，包括国盾量子在内的中国主体在其中发挥着重要作用。例如，中国信息安全测评中心与国盾量子联合牵头制定的 ISO/IEC 国际标准《量子密钥分发的安全要求、测试和评估方法》发布，成为首个系统性地规范量子密钥分发（QKD）安全检测技术的国际标准；国盾量子牵头或参与的《量子密钥分发网络 Ak 接口协议》《量子密钥分发网络 Kq-1 接口协议》等 5 项 ITU-T 国际标准获批准通过，将为QKD 网络的规模化建设、互联互通及广泛应用提供有力支持。

③上下游产业链不断完善

量子通信产业链已经相对较为成熟，是目前实用化进程最快的领域，从产业链来看，量子通信上下游已基本形成。得益于量子通信技术从实验室到市场的衍化，全球已超 30 个国家正在部署或已经实施量子通信基础设施建设，如中国、欧盟成员国、加拿大、英国、韩国、新加坡等，量子通信的基建工作与应用场景得到不同程度的拓展。

近年来，量子通信上下游合作增强、标准规范推进，使得更多行业理解并应用量子保密通信相关技术，进一步投身到量子安全领域中。例如，上游的光芯片行业已经开始加入到轻量化量子保密通信设备核心部件研制中，下游的安全应用企业也开始出谋划策，丰富落地场景。量子计算目前处于基础攻关和实验阶段，主要技术路线在国际上均有布局，不乏科技巨头或量子初创企业在硬件系统和软件算法研发等方面表现活跃。

从产业链来看，硬件是量子计算的主要投资领域，即量子计算原型机的供应链方向，包括研发过程中所需的仪器设备、相关组件、微纳加工所需工艺设备、量子计算原型机组建等。云平台和超量融合是目前国内外量子计算应用服务的主要提供模式，国内外多个知名企事业单位都已推出量子计算云平台的服务，助力量子计算的技术攻关与应用探索。

量子精密测量涉及的产品和技术种类较多，但各技术方向的发展成熟度有较大差异，其中原子钟、原子重力仪等发展相对成熟。从产业链上看，随着量子测量技术和应用的不断发展，国内外均有相关初创企业不断涌现，量子精密测量产业的上游正在快速发展。量子精密测量技术下游应用领域覆盖面广，应用场景丰富，涉及基础科研、生物医疗、能源开发、工业制造、资源勘探、环境监测等，以上游基础材料器件系统、中游系统样机产品和下游多领域行业应用组成的产业链正逐步形成。

④应用探索蓬勃发展

在量子通信方面，欧盟 27 个成员国 2021 年承诺，同意与欧盟委员会和欧洲航天局合作建设 EuroQCI——欧洲量子通信基础设施，在此框架下，欧盟计划借助量子加密技术为成员国的经济、安全和国防等提供安全通信，总投资约 60 亿欧元。美国与量子有关的国家实验室从未停止过 QKD 技术的研究和验证 QKD网络的可使用性。

我国量子保密通信网络已成为国家信息安全基础设施的一部分，建设完成的国家量子保密通信骨干网络覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈等国家重要战略区域，截至 2023 年末地面干线总里程超过 10,000公里，并在大数据服务、政务信息保护、金融业务加密、电力安全保障、移动通信等领域形成一系列示范应用和试商用项目，中国电信、国家电网等央国企在量子安全融合应用方面都推出了一系列的举措。在量子计算方面，由于量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，有望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面实现无可比拟的计算优势。

目前，量子计算距离通用化使用还具有较大距离，但是已经有越来越多的科技企业和机构在小规模实际问题的量子算法上得到实验，由于当前量子计算原型机高昂的投资、较高的维护难度、极其严苛的运行环境，决定了当前量子计算的应用主要还是通过云平台等方式实现。

谷歌、微软、亚马逊和 IBM、中科院量子信息与量子科技创新研究院以及国盾量子都已推出量子计算云平台服务，空客、大众汽车、葛兰素史克、高盛、摩根大通、埃克森美孚、陶氏化学等知名企业也都在各自领域内开展了量子计算应用探索，发掘行业应用场景与特定算法等。在量子精密测量方面，量子测量具有技术方向多元、应用场景丰富、产业化前景明确的特点，正在走向规模化商用，既有原子钟、原子重力仪等成熟产品，也有量子磁力计、光量子雷达和量子陀螺等处于工程化研发和应用探索阶段的样机产品。

下游应用领域覆盖面广，涉及基础科研、生物医疗、能源开发、工业制造、资源勘探、环境监测等诸多领域，应用前景十分广泛。当前量子精密测量技术已经成为传统传感测量领域的有效补充和增强技术方案。

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