今年政府工作報告在總結(jié)過去一年工作時提到“科技創(chuàng)新成果豐碩”，“量子科技等研發(fā)應(yīng)用走在世界前列”。在部署2026年重點(diǎn)工作“培育壯大新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)”時，又明確將“量子科技”列入“未來產(chǎn)業(yè)”。

從歷年政府工作報告來看，自2016年首次寫入“量子通信”以來，概念表述經(jīng)歷了從特定技術(shù)“量子通信”到領(lǐng)域統(tǒng)稱“量子信息”，再到技術(shù)統(tǒng)稱“量子技術(shù)”，最終升級為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)概念“量子科技”。

值得注意的是，2026年是政府工作報告連續(xù)第三年將量子科技明確納入未來產(chǎn)業(yè)。

超導(dǎo)量子計算實(shí)驗(yàn)室工程師在安裝稀釋制冷機(jī)

三大領(lǐng)域協(xié)同，量子計算驅(qū)動產(chǎn)業(yè)核心

量子科技是基于量子力學(xué)原理的新型科學(xué)技術(shù)體系，通過與信息科學(xué)、計算科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科交叉融合，利用量子疊加、量子糾纏等效應(yīng)實(shí)現(xiàn)信息的高效處理與傳輸。目前，量子科技主要應(yīng)用于量子計算、量子通信、量子精密測量三大領(lǐng)域。

北京量子信息科學(xué)研究院執(zhí)行院長、研究員常凱在接受《中國報道》記者采訪時介紹，量子計算以量子比特為基本運(yùn)算單元，基于量子相干疊加和糾纏原理，量子比特不同狀態(tài)可被同時存儲和處理，在特定問題上展現(xiàn)出超越經(jīng)典計算機(jī)的計算能力，理論上能破解公鑰加密體系；量子通信則作為防御量子計算的“盾”應(yīng)運(yùn)而生，利用量子不可克隆原理有效解決信息傳遞時的安全問題；量子精密測量包括原子磁探測、電場探測、重力場探測、慣性探測等精密測量技術(shù)，可將物理量的測量精度提升到前所未有的極高水平。

“假如把量子科技看成一架飛機(jī)，量子通信是飛機(jī)的通信設(shè)備，量子精密測量是雷達(dá)，而量子計算則是發(fā)動機(jī)，發(fā)揮著基礎(chǔ)性、引領(lǐng)性的作用，決定了我們能飛多高、走多遠(yuǎn)?！比珖舜蟠?、本源量子首席科學(xué)家郭國平對這三大領(lǐng)域內(nèi)在關(guān)系作過這樣一個生動的比喻。

在算力時代，作為“發(fā)動機(jī)”的量子計算是發(fā)展量子科技未來產(chǎn)業(yè)的重中之重?！?026全球量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望》預(yù)計，到2035年全球量子科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破760億美元。其中，量子計算憑借超過80%的復(fù)合年增長率，正成為驅(qū)動量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心引擎。

“我們估算量子計算將在未來占據(jù)整個量子科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的70%至80%。因此，北京量子信息科學(xué)研究院將70%的投資投向了這一領(lǐng)域的研究。”常凱透露。

目前，量子計算領(lǐng)域存在的超導(dǎo)、光量子、離子阱、中性原子、拓?fù)涞戎饕夹g(shù)路線，我國均有所布局。上海交通大學(xué)教授、圖靈量子創(chuàng)始人兼CEO金賢敏介紹，我國各路線均實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)突破與不同程度的商業(yè)化探索，但也各自存在亟待突破的專屬技術(shù)挑戰(zhàn)，行業(yè)內(nèi)正從工程制造、系統(tǒng)集成到應(yīng)用場景進(jìn)行全面探索。

中國和美國是當(dāng)今全球僅有的兩個有能力開展全部技術(shù)路線布局的國家。常凱告訴記者，全技術(shù)路線布局能確保無論哪條路線最終研發(fā)成功，都能持續(xù)參與國際競爭。

值得關(guān)注的是，我國在量子計算與人工智能融合領(lǐng)域也已開啟戰(zhàn)略布局，明確了“AI賦能量子計算—三算協(xié)同架構(gòu)研發(fā)—量子計算加速AI”的三階段發(fā)展路徑。

漸入日常，多領(lǐng)域應(yīng)用前景可期

量子科技并非遙不可及的前沿概念，其技術(shù)成果正逐步融入我們的日常生活，并在關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。由于量子計算、量子通信和量子精密測量這三大領(lǐng)域的技術(shù)成熟度不同，應(yīng)用現(xiàn)狀也各有不同。

“量子精密測量是目前最貼近產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的領(lǐng)域?！背P介紹，中國已實(shí)現(xiàn)原子鐘、原子磁探測等量子精密測量技術(shù)的商業(yè)化落地。

原子電磁探測系統(tǒng)

原子鐘是量子精密測量技術(shù)應(yīng)用最為成熟的產(chǎn)品。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星就是以原子鐘作為時間基準(zhǔn)。最新一代的芯片原子鐘的精度可以達(dá)到數(shù)十萬年誤差不超過一秒，如果應(yīng)用于激光測距，空間定位精度可達(dá)到毫米級，這將極大提升自動駕駛、激光雷達(dá)的技術(shù)水平。

據(jù)介紹，目前北京量子信息科學(xué)研究院已研制出火柴盒大小的微型原子鐘，可搭載在汽車、飛機(jī)等各類載具和無線通信基站上。

原子磁探測的應(yīng)用場景尤為廣泛，既可用于探測敵方潛艇，也可用于勘探礦產(chǎn)等資源。在醫(yī)療領(lǐng)域，腦磁圖儀是重要應(yīng)用產(chǎn)品。該儀器類似頭盔，搭載傳感器陣列，能將人腦磁活動繪制成可視化圖譜，可作為快速、常規(guī)、長時間佩戴的診斷工具，用于癲癇、腦瘤等腦部病變的診斷。

原子磁探測還為一同列入六大未來產(chǎn)業(yè)的腦機(jī)接口提供了良好的發(fā)展路徑。常凱告訴《中國報道》記者，當(dāng)前主流的有創(chuàng)腦機(jī)接口因需要將電極植入大腦，難以大規(guī)模推廣，而非侵入式的腦磁圖技術(shù)有望解決這一問題。

成本偏高是當(dāng)前制約量子精密測量技術(shù)產(chǎn)品普及應(yīng)用的要因。用于腦磁檢測的磁力儀，一套生產(chǎn)成本可高達(dá)上千萬元。但常凱相信，未來隨著應(yīng)用場景的拓展和產(chǎn)量的規(guī)模化，相關(guān)成本必然會逐步下降。

量子通信的應(yīng)用則聚焦高安全需求場景，在軍事、能源、金融等關(guān)鍵命脈行業(yè)發(fā)揮作用，通過犧牲一定傳輸速率實(shí)現(xiàn)通信的絕對安全，成為傳統(tǒng)加密體系的重要補(bǔ)充。常凱介紹，目前其應(yīng)用主要集中在100公里以內(nèi)的光纖傳輸。隨著量子計算技術(shù)的發(fā)展，量子通信的市場需求將進(jìn)一步釋放。

量子計算目前尚未實(shí)用化，但已開啟行業(yè)算法預(yù)研。未來量子計算可能率先實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的行業(yè)領(lǐng)域包括：量子化學(xué)模擬，例如模擬各類材料、生物大分子等微觀世界的量子系統(tǒng)，加速新藥研發(fā)、新能源材料創(chuàng)新；優(yōu)化金融投資組合、城市交通路線和物流配送方案，讓城市運(yùn)行更高效；模擬大氣環(huán)流、海洋運(yùn)動等混沌系統(tǒng)，提升氣象預(yù)報、災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性。

常凱表示，這些應(yīng)用雖仍在研發(fā)階段，但應(yīng)提前引導(dǎo)各行業(yè)開展算法預(yù)研。等到中國量子計算的硬件技術(shù)成熟后，可快速投入使用搶占行業(yè)先機(jī)。

目前，由北京量子信息科學(xué)研究院研制的Quafu量子計算云平臺對標(biāo)IBM技術(shù)水平，可用比特數(shù)達(dá)1000量級，躋身全球第一梯隊(duì)，累計執(zhí)行任務(wù)超800萬次，用戶覆蓋全球數(shù)十個國家，成為普及量子算力、培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重要載體。

大國博弈下的產(chǎn)業(yè)突圍路徑

量子科技的全球競爭，本質(zhì)是核心技術(shù)和全產(chǎn)業(yè)鏈布局的比拼。

全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院院士潘建偉在今年全國兩會期間指出，“十四五”期間，我國量子通信持續(xù)保持國際領(lǐng)先，量子計算穩(wěn)居國際第一方陣，量子精密測量的多個方向躍進(jìn)國際先進(jìn)行列。

當(dāng)今量子科技的國際競爭主要集中在中美兩國，尤其是戰(zhàn)略價值最大的量子計算領(lǐng)域?！俺瑢?dǎo)量子計算是目前研究最成熟的路線，也是谷歌、IBM等美國科技巨頭的主攻方向?！背P告訴記者，該路線上，中國與美國的技術(shù)差距在1—2年左右。在離子阱和中性原子路線上，美國相對中國也具備一定優(yōu)勢；其他路線還處于基礎(chǔ)研究競爭階段。

“美國科研人員在數(shù)量、起步時間、整體素質(zhì)上均具備優(yōu)勢。如果單純比拼科研院所的力量，在量子計算領(lǐng)域還很難全面抗衡美國?！背P坦言，中國勝出的關(guān)鍵在于先一步完成全產(chǎn)業(yè)鏈布局。中國的核心競爭優(yōu)勢在于海量的應(yīng)用市場和場景。新能源車、移動支付、物流等行業(yè)的發(fā)展，均印證了調(diào)動本土應(yīng)用場景的重要性。

百公里量子直接通信系統(tǒng)

當(dāng)前，量子計算產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期階段，需要政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和資本的協(xié)同發(fā)力，才能充分激活中國的應(yīng)用市場和場景。

企業(yè)參與度不足是當(dāng)前核心痛點(diǎn)之一。常凱指出，與IBM、谷歌、微軟等美國科技巨頭持續(xù)巨資投入相比，中國的互聯(lián)網(wǎng)巨頭對量子計算的投入相對謹(jǐn)慎，缺乏愿意長期陪伴企業(yè)成長的耐心資本。

這背后的原因并不復(fù)雜。量子計算領(lǐng)域至少需要5—10年的研發(fā)周期，短期回報率低，還存在技術(shù)路線失敗的風(fēng)險。對于美國科技巨頭而言，投資量子計算的目的是為確保其全球市場壟斷地位不會被后來者超越，因而可以無視短期收益情況。

對此，常凱建議，一方面需要大力扶持量子科技初創(chuàng)企業(yè)，發(fā)揮其創(chuàng)新活力，形成原創(chuàng)技術(shù)輸出的重要來源。政府或可設(shè)立專項(xiàng)引導(dǎo)基金，通過組合投資撬動社會資本，培育一批耐心資本，為量子科技初創(chuàng)企業(yè)持續(xù)研發(fā)提供資金保障。另一方面需要國家通過政策引導(dǎo)和項(xiàng)目布局，借鑒新能源汽車產(chǎn)業(yè)的扶持經(jīng)驗(yàn)，讓科技巨頭看到短期利益，推動其持續(xù)參與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以長遠(yuǎn)布局換取產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先。

常凱建議，可按不同階段明確投資重點(diǎn)。當(dāng)前可聚焦上游設(shè)備和量子精密測量領(lǐng)域，3年內(nèi)可布局量子計算云平臺的算力輸出業(yè)務(wù)，長期則關(guān)注量子計算整機(jī)和量子通信的市場化應(yīng)用。應(yīng)通過免費(fèi)開放量子計算云平臺算力，讓醫(yī)藥、金融、物流、制造等各行各業(yè)盡早參與到量子算法研發(fā)中，將大量應(yīng)用場景優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢。

在ChatGPT出現(xiàn)之前，人工智能也被認(rèn)為是“實(shí)驗(yàn)室玩具”，而近一兩年大模型的落地讓人工智能快速融入各行各業(yè)。目前，投資量子計算也屬于典型的風(fēng)險投資，行業(yè)爆發(fā)的時間節(jié)點(diǎn)尚未明確，但一旦爆發(fā)，將產(chǎn)生巨大的產(chǎn)業(yè)價值。

“我們正在等待量子計算領(lǐng)域類似ChatGPT的‘爆點(diǎn)’。投資的核心就是對這一爆點(diǎn)的判斷。”常凱說。