Page 12 - 电力与能源2021年第六期

6 2 0 李文清, 等: 量子科技发展演进脉络与各国竞争态势分析

星“ 墨子号”。量子测量领域研究成果多集中于原
理分析、 理论模拟仿真、 算法优化等理论及试验方
面研究。

图 1 量子学科发展演进脉络
现指数级增长, 比如传统计算机需要数万年才能
破解的复杂密码, 量子计算机几秒钟内就能破解。 图 2 Gartner发布的《 2019 中国ICT 技术成熟度曲线》
传统测量技术最小只能探测到微米量级, 而量子
2.2 各国竞争态势
测量可以进一步精细千倍、 万倍达到原子量级。
全球量子战略数以亿计的资金投入凸显战略
量子的诸多特征正被不断地研究与发现, 将量子
价值。各国政府高度重视量子科学研究发展, 以
特性应用于各类学科带来的颠覆性创新技术已成
美国、 欧盟、 日本等为代表的国家及地区争相启动
为研究热点。
国家级量子科技战略行动计划, 投入数以亿计的
量子科技正进入“ 产业化前夜”。展望未来,
战略资金加强量子领域科技研发, 推进量子科技
量子计算有望为药物研发、 能源勘探、 金融分析、
前沿技术研究以及创新成果应用。随着对量子科
气象预报等大规模计算提供全新方案; 量子测量
技的高度重视, 过去十年我国以国家科技项目为
发挥测量精度、 灵敏度优势, 有望在科研、 医疗、 能
载体, 大量布局基础科研和前沿应用研究, 取得了
源、 灾害预防等领域大显身手; 量子通信融合量子
丰硕成果; 今年中央政治局对量子科学的集体学
计算技术, 构成高速、 安全的“ 量子互联网”, 与人
习, 指出要加强量子科技发展战略谋划和系统布
工智能、 区块链等技术相结合, 可为人类生活增添
局, 一批战略性重大科技项目将在“ 十四五” 时期
无限可能, 最新研究预测, 到 2030 年量子产业的
实施。国内外量子科技主要政策见表 1 。
规模将达数十亿美元。
全球量子科技创新模式趋于多样。各国立足
2 发展竞争态势 自身实际, 以不同类型的创新模式推动量子科技

产业化进程, 通过联合研究和成果共享, 取得大量
2.1 发展成熟度
原创开拓性成果, 形成了政府、 科研机构、 产业和
量子基础理论研究范围广。广阔的量子物理
投资力量多方协同的局面。总体来看可分为企业
研究范畴是量子科技的研究基础, 为量子科技的
主导型、 协议联盟型、 校企协作型和国家助推动这
深入研究带来源源不断的动力。量子计算、 量子
4 类创新模式, 具体见表 2 。
通信和量子测量等新兴领域均还未进入商业应用
全球量子科技呈现中美领跑、 各国争相角逐
阶段。量子计算领域, 我国研制的含 76 个光子的
的竞争格局。从科研投入看, 各国在量子计算、 量
量子计算原型机, 运算速度超过现在最快量子计
子通信及量子保密等领域均投入大量资源, 力争
算机的 100 亿倍, 但目前还 处于 试 验 样 机 阶 段。
在量子科技领域实现竞争优势, 量子科技领域竞
由 Gartner 发 布 《 2019 中 国 ICT 技 术 成 熟 度 曲
争态势如图 3 所示。
线》, 指出量子计算到达顶峰时间还需 10 年, 如图
( 1 ) 中国引领全球量子保密通信领域前沿。
2 所示。量子通信领域内各类样机研究和试点应
我国初步形成包含基础研究、 设备研发、 建设运维
用加速发展, 其中我国在星地量子通信方面处于
和安全应用为一体的产业链, 项目数量和网络建
领先, 2016 年 8 月发射全球首颗量子科学实验卫