2024量子产业发展白皮书

发展建议□ 产业投融资□ 国际政策战略□ 应用推进情况□ 量子精密测量关键技术产品□ 量子通信关键技术产品□ 量子计算关键技术产品□ 量子产业发展概况□量子产业发展白皮书（2024 年）第 1 期总第 95 期年 6 月 10 日2024赛 迪 研 究 院 主 办电 子 信 息 研 究『所长导读』量子产业是将量子力学原理与新一代信息技术融合创新的未来产业。当前，量子计算、量子通信、量子精密测量技术快速迭代，全球量子产业发展进入加速期，量子产业初具雏形，将对现有技术和产业产生颠覆性影响，引领新一轮科技革命和产业变革，已成为构建新质生产力的重要方向。为开辟我国量子产业发展新赛道，赛迪研究院电子信息研究所编写了《量子产业发展白皮书（2024 年）》，总结了量子产业发展总体情况，梳理了产业链各环节创新进展、行业应用推进情况、政策环境、投融资情况，提出了推动产业发展的若干措施建议，期望推动量子产业加快形成新质生产力，有力支撑新型工业化建设，为行业管理部门提供决策参考。如有不当之处，敬请指正。赛迪智库电子信息研究所所长 陈渌萍2024 年 6 月 10 日量子产业发展白皮书（2024 年）一、量子产业发展概况………………………………………………1（一）总体情况………………………………………………………………………1（二）产业链概况……………………………………………………………………1二、量子计算关键技术产品…………………………………………4（一）超导量子计算…………………………………………………………………4（二）离子阱量子计算………………………………………………………………5（三）光量子计算……………………………………………………………………5（四）半导体量子计算………………………………………………………………5（五）中性原子量子计算……………………………………………………………5三、量子通信关键技术产品…………………………………………6（一）量子随机数发生器……………………………………………………………6（二）量子密钥分发设备……………………………………………………………6（三）量子保密通信网络技术………………………………………………………6（四）量子隐形传态技术……………………………………………………………6（五）抗量子密码技术………………………………………………………………7四、量子精密测量关键技术产品……………………………………7（一）量子时频同步…………………………………………………………………7（二）量子磁场测量…………………………………………………………………7（三）量子重力测量…………………………………………………………………7（四）量子惯性测量…………………………………………………………………8目 录 目 录 CONTENTS（五）量子探测测量…………………………………………………………………8五、应用推进情况……………………………………………………8（一）量子计算 + 金融………………………………………………………………8（二）量子计算 + 化工制药…………………………………………………………9（三）量子计算 + 交通物流………………………………………………………10（四）量子通信 + 金融……………………………………………………………11（五）量子通信 + 电力……………………………………………………………12（六）量子精密测量 + 医疗诊断…………………………………………………12（七）量子精密测量 + 地质勘探…………………………………………………13（八）量子精密测量 + 定位导航…………………………………………………14六、国际政策战略…………………………………………………14七、产业投融资……………………………………………………18（一）投融资情况及特点…………………………………………………………18（二）典型案例……………………………………………………………………18八、发展建议………………………………………………………21（一）统筹技术研发………………………………………………………………21（二）强化应用牵引………………………………………………………………21（三）加快人才引育………………………………………………………………21（四）加强国际合作………………………………………………………………22量子产业发展白皮书（2024 年）《电子信息研究》2024 年第 1 期 1一、量子产业发展概况（一）总体情况量子计算、量子通信和量子精密测量是量子产业的三个主要研究方向。量子计算产业正呈现阶梯式多路径演进趋势，产业化关键阶段将至。量子计算沿着量子优越性、专用量子模拟机、可编程通用量子计算机“三阶段”路线发展。目前，量子计算对特定问题的计算能力已超越超级计算机，实现量子优越性，进入含噪声的中等规模量子（NISQ）时代，正逐步向专用量子模拟机演进。现阶段，超导、光量子、离子阱、半导体量子点以及中性原子等多元化技术路线竞相发展。量子通信产业发展分为量子保密通信、量子安全互联网以及量子信息网络三个阶段。近期量子通信产业发展正处于量子保密通信阶段，即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；量子通信产业发展中期是量子安全互联网阶段，即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；量子通信产业发展远期是量子信息网络阶段，即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。量子精密测量产业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。当前量子精密测量产业发展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。未来产业重点发展方向是提升灵敏度、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。随着产品可靠性、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）产业链概况1、量子计算产业链量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。量子计算机，作为执行量子计算任务的设备，以量子专业就是实力 精准就是品牌《电子信息研究》2024 年第 1 期2比特为基本运算单元。量子计算产业链主要包含上游核心元器件、中游整机制造与软件算法、下游的应用与服务等环节。产业链上游核心元器件主要包括环境系统、测控系统以及其他关键器件。其中环境系统主要包括低温组件、稀释制冷机以及真空设备等。测控系统主要包括微波测控系统、光学探测器等。其他关键器件主要包括芯片、高性能激光器等。产业链中游主要包括量子计算机整机制造、软件算法环节。其中整机制造环节按技术路线分，主要包括超导量子计算机、离子阱量子计算机、光量子计算机、半导体量子计算机以及中性原子量子计算机等。软件算法环节主要包括操作系统、编程语言、集成开发环境等。产业链下游应用与服务环节是指使用量子计算技术来提供应用和服务，应用场景覆盖金融、化工、制药、交通