《CCID赛迪：“十五五”时期我国量子产业发展形势研判及思路建议报告.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CCID赛迪：“十五五”时期我国量子产业发展形势研判及思路建议报告.pdf（8页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、“十五五”时期我国量子产业发展形势研判及思路建议一、“十五五”时期量子产业发展将面临的新形势（一）量子产业各领域阶梯式加速发展，“十五五”时期有望成为产业化关键阶段一、“十五五”时期量子产业发展将面临的新形势（一）量子产业各领域阶梯式加速发展，“十五五”时期有望成为产业化关键阶段近年来，以量子计算、量子通信、量子精密测量为代表量子技术快速演进，产业化进程不断加快，超过早期预想速度，在“十五五”时期，量子产业各领域有望呈现路径收敛、阶段跨越的发展局面。量子计算各路线均沿着量子优越性、专用量子模拟机、可编程通用量子计算机“三阶段”路线发展。量子计算各路线均沿着量子优越性、专用量子模拟机、可编程通用2、量子计算机“三阶段”路线发展。量子计算已进入含噪声的中等规模量子（NISQ）时代，对特定问题的计算能力超越超级计算机，已实现量子优越性，正逐步向专用量子模拟机演进。目前，超导、离子阱、光量子、半导体量子点以及中性原子等多元化技术路线竞相发展，超导和离子阱路线当前处于领先地位，受到关注程度最高，半导体量子点和光量子路线发展提速，中性原子路线近期取得诸多突破性进展，上述五种路径均已研制出物理原型机，但尚无路线可完全满足实用化条件要求从而推动技术方案融合收敛，距可编程通用量子计算机仍有较远距离。量子通信发展分为量子保密通信、量子安全互联网以及量子通信发展分为量子保密通信、量子安全互联网以及量子信息网3、络三个阶段。量子信息网络三个阶段。近期是量子保密通信阶段，应用量子密钥分发技术提供高安全的数据传输和通信服务；中期是量子安全互联网阶段，以量子密钥分发技术为基础构建广泛的密钥管理网络，结合量子安全的密码算法，提供系统性的量子安全服务；远期是量子信息网络阶段，即随着量子中继、量子计算机、量子传感及测量等技术的成熟，应用量子隐形传态等量子通信技术手段，依托星地一体的广域量子通信网络，实现量子安全网络、量子云计算网络、量子传感网络等网络服务。我国量子保密通信发展最快，已进入发展中期阶段，预计再需要 10 到 15 年，有望向量子信息网络阶段迈进。量子精密测量发展分为专用量子传感器、工业级量子传感器、4、消费级量子传感器三个阶段。量子精密测量发展分为专用量子传感器、工业级量子传感器、消费级量子传感器三个阶段。随着对微观粒子系统认识和测控能力不断提升，大量新型量子精密测量技术和产品不断涌现，量子精密测量已成为量子信息领域技术方向多元、应用场景丰富和产业化发展迅速的代表。当前量子精密测量正处于从专用量子传感器向工业级量子传感器过渡的初始阶段，冷原子干涉、热原子蒸气、金刚石氮空位色心、里德堡原子等多条技术路径并行演进。在量子时频基准、磁场/电场测量、重力测量、惯性导航和目标探测等应用方向已有样机和产品，为计量基准、国防军工、航空航天、定位导航、资源勘测带来了全新传感探测方案。未来重点方向是提升灵敏度5、、稳定性、信噪比等核心指标，健全设备性能指标评价体系，推动已有工程样机产品化，完善国产量子精密测量仪器应用验证。随着仪器可靠性、便携性、集成性进一步提升，量子精密测量技术赋能千行百业将成为可能。（二）国际量子产业竞争角逐决胜期将至，中美博弈引领技术与产业走向量子产业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，是全球科技博弈角力的新战场。（二）国际量子产业竞争角逐决胜期将至，中美博弈引领技术与产业走向量子产业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，是全球科技博弈角力的新战场。全球已有超过 30 个6、国家和地区制定和推动了量子信息领域的发展战略或法案文件，据公开信息不完全统计的投资总额已超过 280 亿美元，量子信息领域的国际科技竞争正日趋激烈。其中，美国方面，美国方面，在2019-2023 财年国家量子计划法案投资累计达 37.38 亿美元，超过原计划投资额近两倍，并于 2023 年 11 月出台的国家量子计划再授权法案中提出未来 5 年内的投资预算总额超 36 亿美元；美国最新发布的关键和新兴技术清单2024中将量子信息与使能技术作为重要的布局方向。欧盟方欧盟方面，面，2023 年 12 月，法国、比利时等 11 个欧盟成员国联合签署了欧洲量子技术宣言，力争打造全球领先的量子卓越和创新7、地区。法国经济部将从 2024 年 3 月起对量子计算机及其相关技术和设备采取国家管制措施。北约方面，北约方面，2024 年 1月 16 日公开量子技术战略，旨在在其盟国间建立一个安全、有弹性、有竞争力的量子生态系统。与美国相比，我国量子产业差距较小，且发展路线不尽相同。与美国相比，我国量子产业差距较小，且发展路线不尽相同。分领域来看，我国量子通信总体领先，产出了“墨子号”量子卫星、“京沪干线”量子保密通信骨干网等成果；量子计算部分技术路先占据优势，拥有“九章”系列光量子计算原型机、“祖冲之号”系列超导量子计算原型机等产品，稀释制冷机等关键核心部件逐步攻破；量子精密测量整体处于跟跑阶段。（三）8、我国量子产业具备充足发展基础和潜力（三）我国量子产业具备充足发展基础和潜力当前我国量子信息技术布局基本完成，产业发展正处于重要战略机遇期，产业链上下游构成逐渐清晰与完善，产业化条件正不断具备，产业规模发展潜力正不断增长和释放。在产业规模方面，在产业规模方面，据不完全统计，当前我国共有约 103 家具备实际研发和创新能力的实体单位，量子计算、量子通信、量子精密测量市场规模分别约为 1 亿美元、3 亿美元和 1 亿美元，约占全球市场规模的 8%、13%和 9%。在政策布局方面，在政策布局方面，北京、广东、安徽、上海、山东等地积极响应“十四五”规划中对量子信息技术体系建设、国家重大科技项目、产业孵化9、等方面的重要部署，各有侧重地出台政策和布局相关产业。产业链方面，产业链方面，量子计算领域我国已有多家企业在量子计算测控系统、稀释制冷机、衰减器、滤波器等关键组件方面开展布局；量子通信领域多家公司能够提供量子通信整体解决方案；量子精密测量领域多家企业在时间、磁场、惯性测量等领域均有量产产品推出。在发展潜力方面，在发展潜力方面，高校和科研院所孵化大量初创企业，培养形成量子信息技术专业人才梯队；多家大型央企正积极布局量子业务并推动产业化；未来量子信息技术在高端制造、生物制药、人工智能、电信、计量、新材料、能源等领域有望探索形成有效的商业化路径。二、“十五五”时期量子产业发展思路与目标（一）坚持加强科10、技创新和产业创新深度融合，抢位谋划产业布局，把握新制生产力变革机遇牢牢把握新一轮科技革命和产业变革机遇，坚持以基础技术研究推动产业发展、以应用场景驱动科技与产业创新双向发力。二、“十五五”时期量子产业发展思路与目标（一）坚持加强科技创新和产业创新深度融合，抢位谋划产业布局，把握新制生产力变革机遇牢牢把握新一轮科技革命和产业变革机遇，坚持以基础技术研究推动产业发展、以应用场景驱动科技与产业创新双向发力。统筹发展与安全，遵循量子产业发展规律，推动基础研究、技术研发、工程化和应用示范一体化布局，统筹全国科技与产业创新力量和资源，形成量子产业发展的体系化能力，全力推动量子产业创新发展，打造具有全球竞争11、力的量子产业创新生态。把握产业变革大趋势，推动量子产业加快形成新质生产力。把握产业变革大趋势，推动量子产业加快形成新质生产力。全球量子“抢位战”已经打响，亟需围绕量子产业创新，深刻把握产业的自身特点与发展周期，积极培育发展量子产业，积极开辟量子产业“新赛道”，加快发展新质生产力。在国家层面加强顶层设计，通过政策引导，同步推进量子技术成果转化和产业生态培育，打造量子产业新赛道竞争优势。（二）多角度发力，构建强大完整的量子产业体系围绕关键技术突破、重点产品培育、应用场景牵引、生态体系构建等任务方向，推动量子产业体系构建完善（二）多角度发力，构建强大完整的量子产业体系围绕关键技术突破、重点产品培育、12、应用场景牵引、生态体系构建等任务方向，推动量子产业体系构建完善，实现高水平科技自立自强和产业高质量发展。加快突破关键技术。实现高水平科技自立自强和产业高质量发展。加快突破关键技术。重点加快量子比特规模拓展、量子纠错处理等基础技术攻关，开展量子密钥分发、量子随机数生成器、量子直接通信等关键技术攻关，提升微观物理体系量子态制备、操控和测量等研发水平。积极培育重点产品。积极培育重点产品。加快开发系统级量子计算机产品，推进量子密钥分发、量子密钥组网和量子加密应用等量子通信网络产品提质降本，推动量子精密测量产品从专用向工业级、消费级发展。持续丰富应用场景持续丰富应用场景。面向科学研究、金融、智慧城市、政13、务、电力、电信、计量基准等领域，加快量子技术产品的行业应用和试点示范。着力构建生态体系。着力构建生态体系。加强国家科技计划对量子产业技术创新和应用示范的支持力度，强化企业主体培育，健全产业标准体系，构建量子产业集群。三、“十五五”时期三、“十五五”时期量子产业发展需要解决的关键问题（一）量子产业化基础亟待夯实部分关键核心领域难以支撑我国量子信息加速产业化，被西方国家围堵打压的风险较大。量子产业发展需要解决的关键问题（一）量子产业化基础亟待夯实部分关键核心领域难以支撑我国量子信息加速产业化，被西方国家围堵打压的风险较大。我国在量子计算多技术路线创新、量子保密通信国家级骨干网络建设、量子精密测量产14、品体系构建等方面取得显著突破，但在基础工艺、环境控制、制造加工设备、关键材料等供应链环节仍面临卡脖子风险。下一步，下一步，加快突破关键技术，研发重点产品，夯实量子产业化基础。加强量子比特规模扩展、量子纠错处理、量子密钥分发、量子随机数生成器等关键技术攻关，研发量子计算整机、量子计算软件算法与云平台、量子精密测量工业级、消费级的量子时钟、量子磁力仪等产品，搭建量子网络系统，优化量子加密应用等产品。加快布局搭建中试平台、量子产品试验验证评价平台，推动科技成果转化。提前布局突破国际合作中面临被孤立封锁的严峻挑战。（二）场景应用牵引产业化步伐亟待加快量子产业应用场景牵引能力不强，新技术新产品加速迭代和15、产业化落地速度慢。（二）场景应用牵引产业化步伐亟待加快量子产业应用场景牵引能力不强，新技术新产品加速迭代和产业化落地速度慢。因应用需求不够清晰、科技创新和产业创新契合度不高等问题，导致量子产业化过程中市场预期不明确和技术链条难打通，行业应用主要停留在探索阶段，缺乏深度挖掘，进而对资金、基础设施和人才等生产要素导入产生迟滞。下一步，下一步，坚持边研发边应用，结合技术成熟度有重点、分阶段开展“量子+”应用场景探索与示范。瞄准科学研究、金融等领域，推动量子计算在数据处理、材料设计、药物发现、投资组合优化等方面的应用；针对政务、电信等领域，推进量子通信技术与经典通信网络融合应用，增强数据传输安全性；在16、能源勘探、医疗等领域，发挥量子磁场、电场等测量产品精度优势。（三）量子人才缺口亟需弥补我国已初步启动量子信息人才培养，但难以满足技术与产业发展需要。（三）量子人才缺口亟需弥补我国已初步启动量子信息人才培养，但难以满足技术与产业发展需要。人才作为抢占未来量子科技和产业高地的关键资源，面临缺口巨大、培养周期长，难度大等问题。我国量子信息人才培养体系较为单一，主要来自高校硕博研究生培养，而高校量子信息专业开设数量少，师资队伍尚不完善。虽在量子信息理论技术研究方面跻身全球第一梯队，但我国量子专业人才培养侧重软件方向，对于产业界所需的仪器设备等工程人才供给严重不足，且产业人才因多所实验室解散导致发展路径不明晰，环境不稳定。下一步，下一步，推进量子教育、人才一体化融合发展。加强量子人才供给能力，加大基础理论学科及交叉学科人才培养力度，鼓励研究型大学设立量子信息专业。加强量子信息概念普及，鼓励青少年从初高中逐步接触量子信息知识，为未来人才库积蓄储备。推动产学合作协同育人，从实践一线培养卓越工程师、工程化人才和实验技术人才。加强对海外量子高层次人才引进力度，加紧研究制定国际科研、产业人才引进名单，吸引海外华人归国从业，提供优秀条件和支撑保证。本文作者：电子信息研究所 李雅琪 牛家祺 温晓君联系方式：15652219329