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近(jin)日，繼2019年的版本之后(hou)，國(guo)家發(fa)改委發(fa)布《產(chan)業(ye)結(jie)構調整目(mu)錄(lu)（2024年本）》，值得關注的是，在(zai)信(xin)息產(chan)業(ye)、計算機(ji)(ji)及相(xiang)關設(she)備領域，增加了“量(liang)(liang)(liang)(liang)子、類腦等(deng)新機(ji)(ji)理計算機(ji)(ji)系統的研(yan)究(jiu)與制(zhi)造”；在(zai)通信(xin)設(she)備領域，增加了“量(liang)(liang)(liang)(liang)子通信(xin)設(she)備”等(deng)描(miao)述。從2021年被(bei)“十(shi)四五(wu)”規劃提(ti)及以來，越(yue)來越(yue)多(duo)的企業(ye)開始(shi)關注量(liang)(liang)(liang)(liang)子科技(ji)，投身參與到與量(liang)(liang)(liang)(liang)子科技(ji)相(xiang)關的各個產(chan)業(ye)領域當中。

不過(guo)(guo)，盡管學術圈、金融、網絡安全(quan)等(deng)領(ling)(ling)域領(ling)(ling)域都對量(liang)(liang)(liang)(liang)子科技(ji)(ji)持續看好，在太平洋對面的(de)美國(guo)也(ye)已(yi)經(jing)多次發(fa)布“國(guo)家戰(zhan)略”級別的(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)子信息計劃，甚至(zhi)在2020年一(yi)度(du)出現即(ji)使削減美國(guo)基礎(chu)科研預算，也(ye)要加大AI和(he)量(liang)(liang)(liang)(liang)子領(ling)(ling)域投(tou)資的(de)情況。不過(guo)(guo)，“量(liang)(liang)(liang)(liang)子”系(xi)始終還沒有實現成熟的(de)商業(ye)(ye)落地開花(hua)，本文將對量(liang)(liang)(liang)(liang)子科技(ji)(ji)的(de)發(fa)展以及(ji)相(xiang)關產業(ye)(ye)的(de)相(xiang)互影響進行梳理(li)(li)，希望能(neng)給(gei)行業(ye)(ye)上(shang)下游企業(ye)(ye)帶來新的(de)理(li)(li)解(jie)和(he)思考。

量子科技概述

現(xian)階段的(de)研究范疇(chou)主(zhu)要(yao)包括：量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密碼(ma)與量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)通信(xin)、量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)、量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)模擬、量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)傳感、量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)精(jing)密測量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)，也可(ke)以(yi)簡單(dan)地描(miao)述為量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)通信(xin)、量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)精(jing)密測量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)以(yi)及量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)三(san)大方向。簡單(dan)來說，量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)信(xin)息主(zhu)要(yao)指利用量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)的(de)基本(ben)原理（特別(bie)是量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)的(de)基本(ben)性質）來實現(xian)特定的(de)信(xin)息任(ren)務。這些基本(ben)性質主(zhu)要(yao)包括疊(die)加、干(gan)涉和糾(jiu)纏。

量子態的疊加：

量(liang)子(zi)態(tai)(tai)(tai)的疊加(jia)是指將兩個或(huo)多個量(liang)子(zi)態(tai)(tai)(tai)相加(jia)形成(cheng)一(yi)個新的量(liang)子(zi)態(tai)(tai)(tai)的過程(cheng)。這意味著(zhu)量(liang)子(zi)系(xi)統可(ke)以同時處于多個可(ke)能的狀態(tai)(tai)(tai)。就像(xiang)是把紅(hong)色和藍色的光混在一(yi)起(qi)，得到紫色的光一(yi)樣。量(liang)子(zi)疊加(jia)允許量(liang)子(zi)系(xi)統在多種狀態(tai)(tai)(tai)中同時存在。

量(liang)子態的干涉：

量(liang)子態的(de)干涉(she)是(shi)指當(dang)兩(liang)個(ge)(ge)或多個(ge)(ge)量(liang)子態疊加(jia)后(hou)，它(ta)們可以相互干涉(she)，產(chan)生(sheng)(sheng)一(yi)些特(te)殊的(de)結果。這是(shi)由(you)量(liang)子波(bo)函數的(de)性質所決定的(de)。這種狀(zhuang)態像(xiang)是(shi)水波(bo)在相遇時產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)波(bo)紋擴散效(xiao)應。當(dang)兩(liang)個(ge)(ge)量(liang)子態疊加(jia)后(hou)，它(ta)們會相互影響，產(chan)生(sheng)(sheng)一(yi)些特(te)殊的(de)效(xiao)果，就像(xiang)是(shi)水波(bo)相互干涉(she)形成波(bo)峰(feng)和波(bo)谷一(yi)樣。

量子(zi)態的糾(jiu)纏：

量(liang)子(zi)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)糾纏(chan)是(shi)(shi)指當兩(liang)個(ge)(ge)或多個(ge)(ge)量(liang)子(zi)系(xi)統之(zhi)間存在一(yi)種特殊的(de)(de)(de)關聯，它(ta)們(men)(men)的(de)(de)(de)狀態(tai)(tai)無(wu)法被(bei)獨立描述，只能通過(guo)對整(zheng)個(ge)(ge)系(xi)統的(de)(de)(de)觀測來確定。這種狀態(tai)(tai)就像是(shi)(shi)兩(liang)個(ge)(ge)有心(xin)靈感(gan)應的(de)(de)(de)雙胞胎，他們(men)(men)的(de)(de)(de)想法都能隨時互相(xiang)關聯。

退相干

退(tui)(tui)相干是(shi)(shi)量(liang)子位(wei)中量(liang)子態(tai)的(de)損失。輻射等(deng)環境(jing)因(yin)素會(hui)導致量(liang)子位(wei)的(de)量(liang)子態(tai)塌縮。構(gou)建量(liang)子計(ji)算(suan)機的(de)一項(xiang)重大工程挑戰(zhan)是(shi)(shi)設計(ji)各(ge)種試圖(tu)延遲(chi)狀態(tai)退(tui)(tui)相干的(de)功(gong)能，例(li)如構(gou)建保護(hu)量(liang)子位(wei)免受外部場影(ying)響的(de)特殊結構(gou)。

在傳統計算(suan)機上(shang)，已知的(de)(de)(de)(de)最好(hao)的(de)(de)(de)(de)經(jing)典(dian)算(suan)法(fa)是基于數(shu)論(lun)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)，其(qi)(qi)時(shi)間(jian)復(fu)雜度是指(zhi)數(shu)級的(de)(de)(de)(de)。但(dan)是，Shor算(suan)法(fa)利用(yong)(yong)量子(zi)計算(suan)的(de)(de)(de)(de)特殊性質，能夠在多項式(shi)時(shi)間(jian)內分(fen)解大(da)整數(shu)，從(cong)而實現了(le)指(zhi)數(shu)級的(de)(de)(de)(de)加速。一(yi)個(ge)著名的(de)(de)(de)(de)例(li)子(zi)是Shor的(de)(de)(de)(de)因(yin)子(zi)分(fen)解算(suan)法(fa)，該(gai)算(suan)法(fa)可以用(yong)(yong)于分(fen)解大(da)整數(shu)為(wei)其(qi)(qi)質因(yin)數(shu)的(de)(de)(de)(de)乘積。

也就(jiu)是說，每(mei)增加(jia)一個量子(zi)比特，量子(zi)計算機的(de)算力就(jiu)可增加(jia)一倍。這(zhe)就(jiu)是量子(zi)計算對信(xin)息處(chu)理的(de)指(zhi)數加(jia)速作(zuo)用，是經典計算機可望而(er)不(bu)可即的(de)神話。這(zhe)種指(zhi)數加(jia)速作(zuo)用一旦在(zai)技術上得(de)以(yi)實現，必將(jiang)帶來(lai)信(xin)息處(chu)理的(de)革命性變革。

然(ran)而，并非所(suo)有(you)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)算(suan)(suan)法(fa)都能(neng)(neng)實(shi)現(xian)超(chao)多項(xiang)式的(de)(de)(de)加速。有(you)些量(liang)子(zi)算(suan)(suan)法(fa)與經典算(suan)(suan)法(fa)具有(you)相同的(de)(de)(de)復(fu)雜度，或者只(zhi)是在某(mou)些特(te)定條件下才能(neng)(neng)實(shi)現(xian)加速。此外，目前為(wei)止(zhi)，我(wo)們還(huan)沒有(you)找到(dao)一種通用的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)算(suan)(suan)法(fa)，能(neng)(neng)夠對所(suo)有(you)問題都實(shi)現(xian)指數級的(de)(de)(de)加速。

商用得等，大廠撒手，又愛又恨的量子計算

但是，盡(jin)管(guan)已經有相(xiang)當多(duo)的(de)機構和組織在此前對(dui)量(liang)子計算的(de)市場規模(mo)和商(shang)用(yong)時間(jian)進行了估算和預測，量(liang)子科技商(shang)用(yong)元(yuan)年，至今還是一個未知(zhi)數。

2018年，波士頓咨詢集團就(jiu)進行預測，在“基本情(qing)況”情(qing)景下（假設(she)量子(zi)比(bi)特的發展速度符合摩爾定律，糾錯能力不(bu)變化），量子(zi)應用市(shi)場將在 2035 年達到約 20 億美元(yuan)，然后隨著采用率的提高，到 2050 年飆升至(zhi)超過 2600 億美元(yuan)以上。

2021年，賽迪(di)智庫(ku)發布(bu)研究《2021量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)技術創新與趨勢展望》彼(bi)時也提(ti)出了量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)商(shang)(shang)用可(ke)能(neng)的(de)判斷：量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)比特數(shu)到到100-1000位之后，量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機有望執(zhi)行一些具有實際(ji)意義和(he)應(ying)用價值(zhi)的(de)算(suan)(suan)(suan)法；錯誤率從0.1%減少(shao)到0.01%，將帶來“量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)體積”的(de)明顯增長，預示著量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機商(shang)(shang)用；3.若量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)相干時間(jian)提(ti)升至高于1ms，量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)機將有進入(ru)商(shang)(shang)用的(de)可(ke)能(neng)。

結合量(liang)(liang)子計算所需(xu)的(de)(de)(de)物理學基(ji)礎與算法基(ji)礎，量(liang)(liang)子計算有望在10-15年(nian)內實現(xian)商(shang)(shang)用(yong)，預(yu)計量(liang)(liang)子計算的(de)(de)(de)商(shang)(shang)用(yong)元年(nian)在2030年(nian)左右。以2030年(nian)為量(liang)(liang)子計算商(shang)(shang)用(yong)元年(nian)，預(yu)計2030年(nian)全球量(liang)(liang)子計算市場規模將達(da)到(dao)140.1億(yi)(yi)美(mei)元，并以30%左右的(de)(de)(de)增速平(ping)緩上漲，至2035年(nian)預(yu)計會達(da)到(dao)489.7億(yi)(yi)美(mei)元的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子計算市場規模。

盡(jin)管產業(ye)結(jie)構(gou)調整目錄(lu)（2024年(nian)本）發布了(le)沒有(you)幾天，具有(you)代(dai)表性(xing)的國盾量(liang)子，其數據還(huan)是隨(sui)著A股(gu)的崩潰而走(zou)到(dao)了(le)一年(nian)內新低(di)。

而隨(sui)著業務調整，幾家老牌(pai)互(hu)聯網大(da)廠也開始將原量(liang)(liang)(liang)子(zi)產(chan)品的團隊捐給了(le)其他組織：2023年(nian)11月末，達摩(mo)院(yuan)表(biao)示：為了(le)進一步推動量(liang)(liang)(liang)子(zi)科技(ji)協(xie)同發展(zhan)，達摩(mo)院(yuan)聯合浙江大(da)學(xue)發展(zhan)量(liang)(liang)(liang)子(zi)科技(ji)，達摩(mo)院(yuan)將量(liang)(liang)(liang)子(zi)實(shi)驗室及可移(yi)交(jiao)的量(liang)(liang)(liang)子(zi)實(shi)驗儀器設(she)(she)備捐贈(zeng)予浙江大(da)學(xue)，并向其他高校和(he)科研(yan)機構進行開放；2024年(nian)1月，百度也透(tou)露(lu)了(le)將量(liang)(liang)(liang)子(zi)實(shi)驗室捐贈(zeng)的想法(fa)，據悉，百度擬將量(liang)(liang)(liang)子(zi)實(shi)驗室及可移(yi)交(jiao)的量(liang)(liang)(liang)子(zi)實(shi)驗儀器設(she)(she)備等捐贈(zeng)予北京(jing)量(liang)(liang)(liang)子(zi)信息科學(xue)研(yan)究院(yuan)，目前雙方正在推進具(ju)體細節。

花開兩朵，各表一枝，由于(yu)該領(ling)域(yu)涉及網絡安全(quan)乃至國家安全(quan)，美國一些企業對于(yu)量(liang)子領(ling)域(yu)卻是持續(xu)投入和拓(tuo)展：

一出場就備(bei)受關注，后來(lai)又被吊打的(de)(de)(de)(de)懸鈴木，就是谷(gu)歌的(de)(de)(de)(de)杰作，2023年7月(yue)，谷(gu)歌宣布實驗將(jiang)2019年推出的(de)(de)(de)(de)53量子(zi)位的(de)(de)(de)(de)Sycamore處(chu)理器提升(sheng)到(dao)了70個(ge)量子(zi)位，業內最(zui)先進的(de)(de)(de)(de)超級計算機(ji)Frontier需要(yao)(yao)47.2年才能計算完成的(de)(de)(de)(de)任務，53個(ge)量子(zi)位的(de)(de)(de)(de)Sycamore處(chu)理器只需要(yao)(yao)6.18秒(miao)就能完成，而新(xin)版(ban)70個(ge)量子(zi)位的(de)(de)(de)(de)Sycamore處(chu)理器速度則更快。

同樣是傳統(tong)大(da)廠的IBM，也長(chang)期走在(zai)量(liang)子(zi)(zi)科技發展的前沿，IBM在(zai)量(liang)子(zi)(zi)系統(tong)、云計算(suan)平臺、量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)芯片(pian)等多個(ge)領域均有所布(bu)局(ju)，同時聯合了美國能源部阿貢國家實驗室、東(dong)京大(da)學(xue)、華盛(sheng)頓大(da)學(xue)、科隆大(da)學(xue)、哈佛(fo)大(da)學(xue)等研究機構(gou)采用其設備進(jin)行科學(xue)實驗。

量子(zi)(zi)計(ji)(ji)算技術發(fa)展(zhan)有“四高(gao)(gao)”——高(gao)(gao)門檻、高(gao)(gao)投入、高(gao)(gao)風險、高(gao)(gao)回報，是(shi)一個(ge)國家(jia)的高(gao)(gao)層(ceng)次人才(cai)隊伍、科(ke)技和(he)經濟發(fa)展(zhan)水平和(he)實力的綜合檢驗。出于成本和(he)短(duan)期成果的考慮，企(qi)業進行業務板塊調整也(ye)無可(ke)厚非(fei)。可(ke)以說，企(qi)業對(dui)量子(zi)(zi)計(ji)(ji)算的態(tai)度是(shi)又愛(ai)又恨，愛(ai)的是(shi)它潛在的算力和(he)變革能力，恨的則是(shi)它實在是(shi)燒錢。

量子通信——運營商眼里的大熱點(dian)！

盡管量(liang)子(zi)科(ke)技在(zai)十年內商用(yong)(yong)還存(cun)在(zai)一些(xie)阻礙，但是(shi)(shi)，量(liang)子(zi)通(tong)(tong)信對運(yun)營商來(lai)說可是(shi)(shi)一個必(bi)須(xu)占(zhan)領的高地，一方面，一旦實現了(le)商用(yong)(yong)，很(hen)可能對其傳統的蜂窩和寬帶、衛星等等網絡服務造成沖(chong)擊；另一方面，提前(qian)入局量(liang)子(zi)通(tong)(tong)信，對于(yu)提升企業(ye)的競(jing)爭力，增加安全(quan)系數和技術壁壘都是(shi)(shi)非常必(bi)要的，不論如(ru)何，量(liang)子(zi)通(tong)(tong)信這個“螃蟹(xie)”是(shi)(shi)必(bi)須(xu)要啃(ken)的——運(yun)營商“賭(du)”的就是(shi)(shi)這個螃蟹(xie)有黃！

國內(nei)外(wai)運營(ying)商在量(liang)子通信領(ling)域均實現了長期(qi)布局(ju)與落地(di)：

中國移動

中(zhong)(zhong)國(guo)移動（移動云）對量(liang)子(zi)計算(suan)(suan)(suan)(suan)的布局開(kai)始于(yu)2020年，發布4篇論文、6項專(zhuan)利以及(ji)3項軟著，同時打造2項標(biao)桿應用(yong)。2022年12月(yue)，中(zhong)(zhong)移動與(yu)本源量(liang)子(zi)官(guan)宣合作，后(hou)者有償提供基于(yu)量(liang)子(zi)計算(suan)(suan)(suan)(suan)機真機驗(yan)證的相關(guan)量(liang)子(zi)通信算(suan)(suan)(suan)(suan)法，為5G及(ji)6G面臨的算(suan)(suan)(suan)(suan)力(li)瓶頸探索量(liang)子(zi)算(suan)(suan)(suan)(suan)法解決方案(an)，雙(shuang)方簽署(shu)了《基于(yu)真實量(liang)子(zi)計算(suan)(suan)(suan)(suan)機的通信量(liang)子(zi)算(suan)(suan)(suan)(suan)法研究(jiu)(jiu)及(ji)驗(yan)證》技術規(gui)范書，將基于(yu)“本源悟源”真實量(liang)子(zi)計算(suan)(suan)(suan)(suan)機進行通信量(liang)子(zi)算(suan)(suan)(suan)(suan)法研究(jiu)(jiu)。

2023年8月19日，中(zhong)國移動攜(xie)手中(zhong)國電科(ke)發布(bu)“量(liang)子(zi)計算云平(ping)臺(tai)(tai)”，是業(ye)界首次實現“量(liang)子(zi)與通用算力統一納管混合調度”的系統級平(ping)臺(tai)(tai)；

2023年(nian)8月(yue)(yue)30日，中(zhong)國移動掛牌成立央企首個面(mian)向行(xing)業應用的(de)(de)量(liang)子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)實(shi)驗(yan)室(shi)—“中(zhong)國移動量(liang)子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)應用與評測實(shi)驗(yan)室(shi)”（以下簡稱實(shi)驗(yan)室(shi)），并發布(bu)《通信(xin)網(wang)絡中(zhong)量(liang)子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)應用研(yan)究報告》和(he)“五(wu)岳(yue)”量(liang)子(zi)云平臺等首批量(liang)子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)戰略性新興(xing)產業成果(guo)。同年(nian)12月(yue)(yue)，與玻色量(liang)子(zi)合作的(de)(de)五(wu)岳(yue)之——恒山光量(liang)子(zi)算(suan)力(li)平臺在(zai)蘇州(zhou)發布(bu)。

中國電信

2020年，中國電(dian)信宣布(bu)啟動鑄盾行動1.0，發布(bu)量(liang)子(zi)安(an)全(quan)組網(wang)產(chan)(chan)品(pin)，并建成了(le)全(quan)球規模最大的量(liang)子(zi)城(cheng)域網(wang)。基(ji)于此，中國電(dian)信為超(chao)過1000家(jia)企業提供了(le)量(liang)子(zi)安(an)全(quan)服務，保(bao)護了(le)超(chao)過200億條數據的安(an)全(quan)，同時(shi)還推(tui)出了(le)量(liang)子(zi)安(an)全(quan)通(tong)話產(chan)(chan)品(pin)——量(liang)子(zi)密話，截至(zhi)目(mu)前(qian)，用戶(hu)數量(liang)已(yi)突破170萬(wan)。

2023年5月(yue)，中國(guo)電(dian)信(xin)股份(fen)有限(xian)公司全資設立(li)中電(dian)信(xin)量(liang)(liang)子(zi)信(xin)息科技(ji)集團(tuan)有限(xian)公司，注冊(ce)資本高(gao)達30億元。同年11月(yue)，發(fa)布超量(liang)(liang)融(rong)合云(yun)平(ping)臺“天衍”，以及(ji)全系列量(liang)(liang)子(zi)安全產品。中國(guo)電(dian)信(xin)啟動鑄盾行動2.0，該階段(duan)的主(zhu)要任務是：量(liang)(liang)子(zi)安全云(yun)、量(liang)(liang)子(zi)安全OTN、量(liang)(liang)子(zi)密信(xin)、量(liang)(liang)子(zi)密碼(ma)解決方案(an)。

對于(yu)包括(kuo)量子(zi)密話(hua)等量子(zi)科技業務，也被中國電信寫入年報(bao)，展示了企(qi)業對于(yu)該(gai)類產品(pin)的重視和(he)布(bu)局決心(xin)。

中國聯通

和(he)前兩家運營商一樣，中國聯通也是立足于云，關注量子通信。

2020年12月30日，中(zhong)國聯通、亨(heng)通光(guang)電和(he)安徽問天量子(zi)成功(gong)完成區塊(kuai)鏈(lian)BaaS及(ji)應用+量子(zi)通信的(de)驗證測試。驗證了量子(zi)通信+區塊(kuai)鏈(lian)結合的(de)安全性與可行性，為該技術在金(jin)融(rong)、政務(wu)、供應鏈(lian)、智慧(hui)城(cheng)市等領(ling)域的(de)落(luo)地(di)打下了基礎。

2021年，中國(guo)(guo)聯通智能(neng)城(cheng)(cheng)市研究院與中國(guo)(guo)雄(xiong)安(an)集團數字城(cheng)(cheng)市科技(ji)有(you)限公司(si)、雄(xiong)安(an)新(xin)區智能(neng)城(cheng)(cheng)市創新(xin)聯合(he)會還共同(tong)成立了“量子(zi)(zi)通信(xin)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)研究聯合(he)實(shi)驗室(應(ying)用(yong)示范中心(xin))”，旨在構建安(an)全(quan)可信(xin)的全(quan)域智能(neng)化(hua)(hua)環境。同(tong)年12月，中國(guo)(guo)聯通發(fa)布了《云時代量子(zi)(zi)通信(xin)技(ji)術(shu)白(bai)皮書》，探討了量子(zi)(zi)通信(xin)技(ji)術(shu)與傳統信(xin)息(xi)通信(xin)技(ji)術(shu)的融合(he)發(fa)展與應(ying)用(yong)。此外，中國(guo)(guo)聯通也牽頭成立了量子(zi)(zi)通信(xin)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)研究聯合(he)實(shi)驗室，開展科研創新(xin)，推進(jin)成果轉化(hua)(hua)。產品(pin)包括量子(zi)(zi)云盾、量子(zi)(zi)密話等。

AT&T

來自AT&T公司的(de)(de)Shor在1994年提出的(de)(de)快速質因(yin)數分解(jie)量子算(suan)(suan)法（Shor算(suan)(suan)法），用于大型質因(yin)數分解(jie)的(de)(de)計(ji)算(suan)(suan)復雜(za)度是廣泛使用的(de)(de)RSA公鑰(yao)密碼系(xi)統(tong)安全性的(de)(de)基礎。該方法一經(jing)提出，就引(yin)起了人們對量子計(ji)算(suan)(suan)研究的(de)(de)熱潮。要知道，如(ru)果用每秒運算(suan)(suan)萬(wan)億次(ci)的(de)(de)經(jing)典計(ji)算(suan)(suan)機來分解(jie)一個300位的(de)(de)大數，需要10萬(wan)年以上；而如(ru)果利(li)用同樣運算(suan)(suan)速率、執(zhi)行Shor算(suan)(suan)法的(de)(de)量子計(ji)算(suan)(suan)機，則只需要1秒。

2017年6月，AT&T Foundry 創(chuang)新中心將(jiang)與(yu)(yu)加(jia)(jia)州理(li)工學院聯(lian)合組建(jian)量子(zi)技(ji)術(shu)聯(lian)盟(meng) (AQT)。該聯(lian)盟(meng)旨在將(jiang)工業(ye)界、政府和學術(shu)界聚集在一起，加(jia)(jia)速量子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展和新興的(de)實(shi)(shi)際(ji)應用。此次合作還將(jiang)帶來一個(ge)名為INQNET（智能(neng)量子(zi)網絡和技(ji)術(shu)）的(de)研(yan)發(fa)計劃(hua)。該計劃(hua)將(jiang)重點關注未來量子(zi)網絡技(ji)術(shu)對通信容量和安全(quan)性的(de)需求(qiu)。同年年底，該公司(si)與(yu)(yu)噴氣實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)和費米實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)開始(shi)研(yan)發(fa)建(jian)造量子(zi)網絡。

Verizon

2018年，Verizon公司在全美開始測試(shi)量(liang)子(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)(yao)分(fen)發(fa)的(de)(de)技術，Verizon的(de)(de)試(shi)驗涉及在兩(liang)個(ge)地(di)點(dian)之間(jian)實時加(jia)密(mi)(mi)(mi)(mi)和傳送視頻流。量(liang)子(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)(yao)是在一個(ge)光纖網(wang)絡上創建和交換(huan)的(de)(de)，Verizon表示(shi)，這種技術可以(yi)立即發(fa)現黑(hei)客，量(liang)子(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)(yao)分(fen)發(fa)（QKD）網(wang)絡利(li)用光子(zi)(zi)的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)特性來獲得密(mi)(mi)(mi)(mi)碼密(mi)(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)(yao)，以(yi)防止竊聽。它還使用量(liang)子(zi)(zi)隨機數發(fa)生(sheng)器連續生(sheng)成加(jia)密(mi)(mi)(mi)(mi)密(mi)(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)(yao)。

2021年8月6日(ri)，Q-NEXT新增了兩(liang)個(ge)企業合作伙伴：Verizon和瑞士(shi)蘇(su)(su)黎世(shi)儀器(qi)公(gong)司（Zurich Instruments）。而Q-NEXT是由(you)美(mei)國(guo)能源(yuan)部 (DOE) 阿貢國(guo)家實(shi)驗室領導的國(guo)家量子(zi)(zi)信息科學研(yan)究中心，由(you)3個(ge)國(guo)家實(shi)驗室、9所大學以(yi)及12家美(mei)國(guo)領先量子(zi)(zi)技術公(gong)司（包括(kuo)新加入的Verizon 和蘇(su)(su)黎世(shi)儀器(qi)公(gong)司）組成。

2021年10月(yue)，Verizon發(fa)文表(biao)示，量子(zi)計算(suan)將打破電商與VPN等加密標準，并(bing)提出(chu)要在此前開發(fa)量子(zi)安全算(suan)法和程序競賽，并(bing)從物理與數學(xue)當中(zhong)尋找補救措施。

沃達豐

2022年11月，IBM在量(liang)子(zi)峰(feng)會(hui)上(shang)表示(shi)，沃達(da)豐集團正(zheng)在與IBM就量(liang)子(zi)安全網(wang)絡(luo)安全展開合作(zuo)，同時還將加入IBM量(liang)子(zi)網(wang)絡(luo)，這(zhe)將使該(gai)公司有機(ji)會(hui)對IBM的先(xian)進量(liang)子(zi)計算系統以及IBM業界領先(xian)的量(liang)子(zi)專業知識(shi)進行云訪問。這(zhe)家跨國電信公司將與IBM合作(zuo)，幫助驗證和推(tui)進電信領域的潛在量(liang)子(zi)用(yong)例。

2023年7月，沃(wo)達豐(feng)表(biao)示(shi)，已(yi)經與SandboxAQ公司合作，使(shi)(shi)用標準(zhun)智能手機對量(liang)(liang)子安(an)全VPN進行概念驗證測試。沃(wo)達豐(feng)表(biao)示(shi)，該(gai)VPN已(yi)被調(diao)整為使(shi)(shi)用美國國家標準(zhun)與技術研究院（NIST）開發(fa)的加密代(dai)碼 - 所謂的抗量(liang)(liang)子加密（PQC）算法 - 被認(ren)為可以抵抗通過量(liang)(liang)子方(fang)法破(po)解。

量子科技產業鏈

2023年12月，信通院(yuan)發布(bu)的(de)《量(liang)子信息技(ji)術發展(zhan)與應用(yong) 研(yan)(yan)究報告(gao)(gao)(2023 年)》報告(gao)(gao)當(dang)中，繪制(zhi)(zhi)了量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)產業(ye)(ye)(ye)鏈(lian)(lian)與國內外代表性企業(ye)(ye)(ye)概(gai)況圖。量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)產業(ye)(ye)(ye)鏈(lian)(lian)的(de)上游主要涉及環境支撐系統(tong)、測控系統(tong)、各(ge)類光電元(yuan)器件與線纜連接器等設備(bei)組件，是支持各(ge)種技(ji)術路線開展(zhan)原(yuan)型機工程化研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)的(de)基礎保障(zhang)；量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)產業(ye)(ye)(ye)鏈(lian)(lian)中游主要由硬件和軟(ruan)件研(yan)(yan)發制(zhi)(zhi)造企業(ye)(ye)(ye)構成，量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)原(yuan)型機研(yan)(yan)制(zhi)(zhi)是產業(ye)(ye)(ye)鏈(lian)(lian)的(de)核心環節量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)產業(ye)(ye)(ye)鏈(lian)(lian)下游包括面向用(yong)戶(hu)提(ti)供服務的(de)量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)云平臺企業(ye)(ye)(ye)和在各(ge)領(ling)域開展(zhan)應用(yong)探索的(de)行業(ye)(ye)(ye)企業(ye)(ye)(ye)。

量子計算產(chan)業鏈與(yu)國內外代表(biao)性企業概況圖 圖源：信通院

2024年1月，光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)盒也發布了全球量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算產業圖譜，主(zhu)要根據量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)(ji)的技術(shu)路(lu)線(xian)進行劃分，產業鏈包括(kuo)低溫微波(bo)組件、超導磁體(ti)、預制冷(leng)設(she)(she)備、稀釋(shi)制冷(leng)機(ji)(ji)、光(guang)(guang)學設(she)(she)備期間及(ji)其他、微博測控(kong)系統(tong)、I/O連接線(xian)、真空設(she)(she)備、芯片設(she)(she)計(ji)(ji)(ji)、制造(zao)；離子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)阱量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)(ji)、光(guang)(guang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)(ji)、超導量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)(ji)、半導體(ti)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)(ji)、中性原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)(ji)(ji)算機(ji)(ji)、其他路(lu)線(xian)以及(ji)在軟件和算法上的相(xiang)關企業。

全球(qiu)量子計算產(chan)業(ye)圖譜 圖源：光(guang)子盒

這(zhe)里面有我們熟悉的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)大廠，也有一(yi)些專攻(gong)某一(yi)領域的(de)(de)芯片或光學器(qi)件(jian)(jian)企(qi)業。它們組(zu)成了(le)量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)技(ji)術路(lu)線的(de)(de)產(chan)業鏈，對量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)產(chan)業的(de)(de)發展甚至未來(lai)科(ke)技(ji)都起到(dao)極為重要的(de)(de)作用(yong)。在(zai)未來(lai)的(de)(de)某個時間，量(liang)子(zi)(zi)計算(suan)機也可能會像如今(jin)的(de)(de)電腦一(yi)樣越(yue)來(lai)越(yue)小型(xing)化、集成化，以至于(yu)最后成為其他(ta)設備的(de)(de)一(yi)部分。綜合(he)來(lai)看(kan)，高成本、高回報的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)科(ke)技(ji)帶動了(le)從底層(ceng)芯片到(dao)各硬(ying)件(jian)(jian)設備端再到(dao)應用(yong)層(ceng)軟件(jian)(jian)與算(suan)法的(de)(de)各個板塊的(de)(de)發展。

量子科技，等一個ChatGPT式的“王炸”

NLP時代發展了(le)那么多年(nian)，始(shi)終沒有(you)激起特別(bie)大的水花，甚(shen)至GPT也是在2018年(nian)就(jiu)已經(jing)誕生(sheng)，直到ChatGPT帶給(gei)全世界(jie)以“涌(yong)現”和“王炸(zha)”。

量子科技也在等待一個“閃耀時刻”，吸(xi)引更多組織、企業(ye)和個人投入到(dao)量子科技的研究(jiu)和產業(ye)發(fa)展中來。

至(zhi)于量(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)何時(shi)(shi)有用(yong)，麻(ma)省理工學院的(de)(de)(de)一組研(yan)究(jiu)人員與埃森哲(zhe)合作開發了一個框架，幫助高管評估(gu)量(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)解決(jue)公司實(shi)際業務問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)潛力。”麻(ma)省理工學院計(ji)算(suan)(suan)機(ji)科(ke)學和(he)人工智能實(shi)驗室(shi)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)科(ke)學家尼(ni)爾·湯普森說。該框架建(jian)立(li)了量(liang)子(zi)(zi)經(jing)濟優(you)勢的(de)(de)(de)基(ji)準，當使用(yong)量(liang)子(zi)(zi)計(ji)算(suan)(suan)機(ji)比使用(yong)同(tong)等(deng)價格的(de)(de)(de)經(jing)典計(ji)算(suan)(suan)機(ji)更快地解決(jue)特定問(wen)題(ti)時(shi)(shi)，就會出現這(zhe)種優(you)勢。

他們的(de)結論(lun)是，中(zhong)小型(xing)問(wen)(wen)題（典型(xing)企業最常見的(de)類型(xing)）不(bu)會(hui)從量子計算中(zhong)受益。然而，那些試(shi)圖(tu)通(tong)過(guo)指(zhi)數(shu)算法增益解(jie)決大型(xing)問(wen)(wen)題的(de)人(ren)(ren)以及那些需要(yao)處理非常大的(de)數(shu)據集(ji)的(de)人(ren)(ren)將獲得(de)優勢。湯普森說：“量子計算不(bu)會(hui)對所有事(shi)情都變得(de)更好(hao)，而只(zhi)會(hui)對某(mou)些事(shi)情變得(de)更好(hao)。”

為了(le)確(que)定(ding)量子(zi)經濟優(you)(you)勢(shi)，領導者應該考慮兩個條件：1.可(ke)行(xing)性，意味著(zhu)量子(zi)計(ji)算(suan)機(ji)是否存在(zai)足以(yi)解決特定(ding)問題；2.算(suan)法優(you)(you)勢(shi)，意味著(zhu)與同等價格的經典計(ji)算(suan)機(ji)相比，量子(zi)計(ji)算(suan)機(ji)可(ke)以(yi)更快地完成特定(ding)任務。

兩(liang)者(zhe)的重疊之處就(jiu)是量子經(jing)濟優勢(shi)。

2023美(mei)國Gartner發布(bu)的技術成熟度曲線則(ze)表示，預(yu)測量子(zi)計算(suan)已(yi)經超(chao)過(guo)了過(guo)高期望的頂點(dian)，距離生產力(li)高原(yuan)依然有10年(nian)以上的時間。如果平臺(tai)在未(wei)來幾年(nian)當中無法實(shi)現“殺手級”的應用，量子(zi)計算(suan)或許會迎(ying)來“幻滅之谷”的低潮期。

寫在最后

量(liang)子科技雖然(ran)在應(ying)用(yong)商(shang)業化(hua)還需(xu)時間成熟，但從技術(shu)積累與產(chan)業規模來看，各國政府和(he)企業都認(ren)真(zhen)對待這一未(wei)來技術(shu)方向。未(wei)來5-10年，隨著(zhu)硬件能力(li)的(de)(de)提升和(he)算(suan)法優化(hua)，不同主流(liu)計算(suan)路線與產(chan)業生態的(de)(de)形成，也(ye)為量(liang)子計算(suan)提供了良好的(de)(de)技術(shu)驅動(dong)和(he)商(shang)業契(qi)機。我們可以期待，隨著(zhu)主流(liu)計算(suan)路線持續(xu)優化(hua)，以及跨領域協同創(chuang)新不斷(duan)深入(ru)，量(liang)子科技的(de)(de)前(qian)景將會越(yue)來越(yue)光明。

在這個經濟形勢不斷變換的(de)時(shi)代(dai)，量(liang)子(zi)科技實(shi)現(xian)商用的(de)話，在硬件環境設(she)備、量(liang)子(zi)計算(suan)算(suan)力(li)以(yi)及量(liang)子(zi)算(suan)法三者之一必將有階躍級的(de)突(tu)破。未來能(neng)否實(shi)現(xian)“遇事(shi)不決，量(liang)子(zi)力(li)學(xue)”，以(yi)及MOSS量(liang)子(zi)計算(suan)機(ji)的(de)科幻(huan)設(she)想，就看接(jie)下來的(de)十年！

參考內容：

The Coming Quantum Leap in Computing，2018，BCG

一文讀懂：有(you)關量子計算的十(shi)個問題，2023，騰(teng)訊研究(jiu)院

中國電信2023中期報(bao)告(gao)

《2021量(liang)子計算(suan)技術創(chuang)新(xin)與趨勢展望》，賽(sai)迪(di)顧問

《學(xue)科發展態(tai)勢評估系列研(yan)究報告》之《物(wu)理(li)學(xue)十年：中(zhong)國與世界》，郭光燦 韓(han)永健 史(shi)保森

《量(liang)子計算：信息社會的未來》，向濤

《量子信(xin)(xin)息技術發(fa)展與應用 研究報告（2023年）》，中國信(xin)(xin)通院(yuan)

Quantum computing： What leaders need to know now，mitsloan