聚焦量子科技 / 源说产业
今年的政府工作报告提出,建立未来产业投入增长机制,培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未来产业。作为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域,量子科技正以令人惊叹的颠覆性、引领性和独特性,深刻改变着人们的生活。量子科技作为极具潜力的未来产业,不仅具有极为重要的科学意义,还蕴含着巨大的战略价值,有望成为引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。
量子科技定义及覆盖领域
量子科技是一门基于量子力学原理,探索微观世界奥秘并应用于宏观世界的前沿科学技术。它主要涵盖量子计算、量子通信和量子精密测量等领域,具有极其强大的功能和广阔的应用前景,正深刻地改变着我们的世界。
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量子计算
●在量子计算方面,和传统计算机用二进制比特不同,它以量子比特为基本单元,量子比特能处于0和1的叠加态,凭借量子纠缠等特性,可以实现并行计算,大大提高计算速度,有望解决复杂的科学计算和密码破解等难题,可应用于金融风险评估、新药研发、人工智能等领域。
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量子通信
●量子通信主要是利用量子态的不可克隆定理等量子力学原理。像量子密钥分发,能够让通信双方共享绝对安全的密钥来加密信息,保证信息传输的安全性,如“墨子号”量子卫星实现了星地间的量子通信,“京沪干线”则是远距离光纤量子保密通信骨干网。还有量子隐形传态这种听起来很科幻的技术概念,当然和瞬间移动不同,主要是对量子态的传输。
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量子精密测量
● 量子精密测量借助量子系统对微观粒子的精确操控和测量,能够实现对物理量的超高精度测量。在时间测量方面,量子钟的精度远超传统原子钟,可用于全球定位系统、卫星导航等领域,提高定位和授时的准确性;在磁场测量领域,量子磁力计可用于地质勘探、生物医学检测等,帮助我们更精准地了解地球内部结构和人体生理状态。
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交通领域
● 交通出行领域同样受益于量子科技。量子导航系统利用量子陀螺仪和原子钟等技术,提供高精度的定位和导航服务,即使在信号微弱的偏远地区或复杂的城市峡谷环境中,也能确保车辆行驶方向的准确性,助力自动驾驶技术的发展,减少交通事故,提高交通效率。
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医疗领域
● 医疗方面,量子科技助力疾病的精准诊断与治疗。量子点技术应用于生物医学成像,使医学影像的分辨率和灵敏度大幅提高。医生能更清晰地观察细胞和组织的细微病变,早期发现癌症等疾病并精准定位,为制定个性化治疗方案提供关键依据。此外,量子计算可加速药物研发进程,模拟药物分子与靶点的相互作用,筛选出更有潜力的药物候选物,缩短新药研发周期,降低研发成本,让患者更快受益于更有效的治疗手段。
全国各地加速布局量子科技
近年来,我国政府高度重视量子信息产业发展,出台了一系列政策,从推动关键技术研发,到产业化试水,再到注重产业化发展,不断加大支持力度。《“十四五” 规划和 2035 年远景目标纲要》将量子信息纳入八大前沿领域,实施国家重大科技项目。2024、2025 年政府工作报告均强调推进量子科技等未来产业发展。一系列政策的出台,为量子信息产业的持续健康发展提供了有力保障。
目前,我国多地加速布局量子科技,产业发展呈现出蓬勃向上的态势。总体来看,我国量子科技企业在区域布局上呈现出明显的集聚效应,主要分布在京津冀、长三角等地。
根据赛迪顾问数据,东部地区聚集了全国65.8%的产业资源,北京、江苏、浙江、广东产业资源聚集度均超过10%;中部地区安徽独占鳌头,以18.9%的产业资源聚集度居首,建成技术、产业的双高地。
安徽是国内最早布局量子科技的省份之一,合肥市已建设成为量子产业聚集地,合肥高新区云飞路(“量子大道”)为全国最密集的量子产业集群,集合了超30家量子企业。截至目前,合肥市量子科技相关企业合计达到71家,居全国城市首位。在产业落地方面,合肥拓展量子技术在保密通信、政务办公、气象监测等领域应用,已发布量子场景清单5个,2024年度认定量子“三新”产品5个。
北京则依托顶尖科研资源、政策扶持及创新生态,成为我国量子科技研发和产业化的核心区域之一。据北京量子院执行院长常凯介绍,北京是全国量子科技研发人才最集中的区域,目前研究院已聚集了超300位全球量子领域的优秀科研人才。在资金方面,海淀区将在2025年落地北京首只量子产业专项基金,规模达2亿元,加速初创企业孵化。
科创成果方面,安徽、北京各有所长。根据中国信息通信研究院发布的《量子信息技术发展与应用研究报告(2024年)》,安徽地区量子计算领域院校和企业聚集度较高,专利数量领先;在量子通信和量子精密测量领域,北京专利数量领先,体现出科教资源优势。
国内量子科技领域成果持续涌现
近年来,中国在量子科技领域取得了多项重大突破,成功跻身全球领先行列,展现了强大的科研实力和创新能力。以下是国内量子科技领域的主要成功案例和发展成果:
1. 量子计算领域的突破
“祖冲之号”量子计算机:中国成功研发出“祖冲之号”量子计算机,实现了105个量子比特的突破,超越了谷歌72个量子比特的纪录,标志着中国在量子计算领域从“跟跑”到“领跑”的跨越5。
“本源悟空”超导量子计算机:2024年,中国上线了第三代自主超导量子计算机“本源悟空”,进一步巩固了在量子计算领域的领先地位。
2. 量子通信的领先地位
“墨子号”量子卫星:中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,实现了千公里级的量子纠缠分发和量子密钥分发,为全球量子通信技术的发展树立了里程碑6。
京沪量子通信干线:中国建成了世界上第一条量子保密通信干线——京沪干线,实现了2000公里的量子密钥分发,展示了中国在量子通信基础设施建设上的超前布局6。
3. 量子芯片与集成技术
集成光量子芯片:北京大学与山西大学联合研究团队成功制备出全球首个基于集成光量子芯片的连续变量量子纠缠簇态,实现了量子纠缠态的确定性生成和精准操控,为量子计算和通信提供了核心技术支持。
4. 量子产业与商业化应用
量子产业创新成果:2024量子科技和产业大会上,中国展示了包括量子纠缠城域网络、“天元”量子模拟器等多项世界一流成果,推动了量子科技成果的转化和产业化。
量子通信创新联合体:国务院国资委推动成立了量子通信创新联合体,成员单位从13家扩增至24家,加速了量子通信技术的研发和应用。
5. 政策支持与投资
政府支持:中国政府在“十三五”规划中将量子科技列为重点发展领域,并通过专项资金和政策支持,推动量子科技的研发和产业化。
投资规模:2023年,中国在量子信息领域的投资总额达150亿美元,占全球投资规模的近40%,为量子科技的快速发展提供了坚实保障。
6. 国际影响与合作
全球领先地位:中国在量子计算、量子通信和量子测量等领域均取得了世界一流的成果,成为全球量子科技发展的重要推动力量。
国际合作:尽管面临外部技术封锁,中国依然通过自主创新和国际合作,推动了全球量子科技的发展,展现了开放包容的科技发展理念。
政府工作报告6次重点提及,量子科技有望成为引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。祥和启源认为,量子科技作为当今世界最具颠覆性的前沿技术之一,作为我国重点发展的未来产业,正逐渐渗透到各个领域,在未来,随着量子科技的不断发展和完善,必将持续推动科技创新,重塑全球科技格局,成为引领未来科技发展的重要力量。
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