量子革命的中國角色

演進的增長極

從中央文件首提“開辟量子技術(shù)新賽道”到地方政府“多路徑試錯”，近年來，我國量子科技正加速從戰(zhàn)略藍圖演進為GDP新增長極。

量子計算突破經(jīng)典算力極限，量子通信構(gòu)建絕對安全網(wǎng)絡(luò)，量子精密測量推動工業(yè)級技術(shù)革命量子科技正以“顛覆性創(chuàng)新”重構(gòu)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟范式，成為重塑全球科技競爭格局的關(guān)鍵變量。

作為我國重點發(fā)展的未來產(chǎn)業(yè)之一，量子科技目前已6次被寫人政府工作報告。具體來看，2016年、2018年、2021年、2023年政府工作報告均在取得重大科技成果部分提到了量子通信、量子信息。

其中，2024年政府工作報告兩次提及量子技術(shù)，將其作為與人工智能并列的前沿領(lǐng)域，首次提出“開辟量子技術(shù)新賽道”。

2025年政府工作報告提出，建立未來產(chǎn)業(yè)投入增長機制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未來產(chǎn)業(yè)。《政府工作報告》起草組負(fù)責(zé)人、國務(wù)院研究室主任沈丹陽在答記者問時，還特別提及第三代自主超導(dǎo)量子計算機“本源悟空”上線運行是2024年科技創(chuàng)新方面取得的重大成果之一。

“我們從中可以看到國家量子科技戰(zhàn)略定位從‘前瞻布局’轉(zhuǎn)向‘核心培育’的升級，這也是國家未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心抓手之一。”有專業(yè)人士指出，今年政府工作報告將“建立未來產(chǎn)業(yè)投入增長機制”與“培育量子科技”明確綁定，這意味著政策、資金、資源將形成系統(tǒng)性投人支持，覆蓋基礎(chǔ)研究、技術(shù)轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)化全鏈條，全方位助力量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

實際上，早在“十三五”期間我國就已將量子科技作為重大科技發(fā)展方向進行前瞻性布局，并出臺了一系列政策支持。

2016年，我國發(fā)布了《\"十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，將量子通信和量子計算列為重點發(fā)展方向；2018年發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》將量子計算列為人工智能發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2021年3月發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》中進一步明確將在量子信息等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域，組織實施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。

2021年12月發(fā)布的《“十四五”國家信息化規(guī)劃》，提出探索建立面向未來的量子信息設(shè)施和試驗環(huán)境，加強共性關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)器件研發(fā)，超前布局量子通信、量子計算、量子傳感技術(shù)研究，推動量子計算應(yīng)用探索與產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系建設(shè)，探索構(gòu)建量子信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系。

2023年，我國發(fā)布了首個量子信息技術(shù)領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)《量子計算術(shù)語和定義》，為量子科技的發(fā)展提供了重要支撐。與此同時，國家相關(guān)部委和多個地方政府也相繼出臺了支持量子科技發(fā)展的政策，進一步推動了量子科技的產(chǎn)業(yè)化進程。

安徽是國內(nèi)最早布局量子科技的省份之一。早在2020年，合肥就發(fā)布了《量子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020—2030年）》，提出建設(shè)“世界量子中心”的目標(biāo)。

之后，安徽省依托中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等科研力量，通過設(shè)立量子科技專項基金、產(chǎn)業(yè)園區(qū)和“揭榜掛帥”機制，持續(xù)加大對量子科技的系統(tǒng)性支持。

2020年6月，重慶市政府印發(fā)了《新型基礎(chǔ)設(shè)施重大項目建設(shè)行動方案（2020—2022年）》，提出要提前布局量子通信網(wǎng)，探索量子通信信息安全加密服務(wù)應(yīng)用，建設(shè)重慶至北京、上海等地的保密通信干線網(wǎng)，逐步拓展量子安全認(rèn)證和量子加密終端等新型應(yīng)用場景。

緊跟著，浙江省印發(fā)了《新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃（2020—2022年）》，提出著力推進量子通信城市間干線和中心城市城域網(wǎng)等商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，打造量子通信商業(yè)化標(biāo)桿。

進入2025年，各地更是加速布局這一前沿賽道。

今年2月，廣東省正式印發(fā)《建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系2025年行動計劃》，提出量子科技將以量子材料、量子計算、量子精密測量為主攻方向，研制一批技術(shù)領(lǐng)先和自主化程度高的量子產(chǎn)品，探索有效應(yīng)用場景，加快推進粵港澳大灣區(qū)量子科技和產(chǎn)業(yè)高地建設(shè)。

山東省在今年政府工作報告中提出，加快量子科技、虛擬現(xiàn)實、具身智能等全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

安徽省在今年政府工作報告中提出，今年全力推進三大科創(chuàng)引領(lǐng)高地建設(shè)，加快建設(shè)量子科技和產(chǎn)業(yè)中心；實施未來產(chǎn)業(yè)培育工程，加快量子科技等領(lǐng)域技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化。

4月11日，江蘇省發(fā)布《數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展三年行動計劃（2025—2027年）》，提出要推動量子科技等前沿技術(shù)研發(fā)，并布局未來產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點。

據(jù)不完全統(tǒng)計，全國已有至少16個省份發(fā)布了量子專項政策。

“地方競爭看似重復(fù)建設(shè)，實則是通過‘多路徑試錯’加速量子技術(shù)的成熟。”有業(yè)內(nèi)人士指出，政策的密集出臺一定程度表明，我國量子科技的政策環(huán)境日益完善，在國家戰(zhàn)略指引下，我國量子科技的發(fā)展呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，未來有望在更廣泛的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破和應(yīng)用。

算力之大突破

從2015年在國際上首次研制成功高維固態(tài)量子存儲器，到2020年推出76個光子的量子計算原型機“九章”，再到2025年“祖沖之三號”突破千萬億倍算力，我國量子科技逐步實現(xiàn)了從實驗室攻關(guān)到領(lǐng)跑全球。

自馬克斯·普朗克在125年前提出“量子”概念以來，量子科技一度只是存在于科幻影視作品中的酷炫技能。在歷經(jīng)百年的理論形成、理論驗證、技術(shù)研發(fā)等階段，全球量子科技于21世紀(jì)初進入全面應(yīng)用新階段，并呈現(xiàn)出持續(xù)加速的發(fā)展態(tài)勢。

左圖：中電信量子集團自主研發(fā)的全球首個具備量子優(yōu)越性能力的超量融合云平臺可構(gòu)建大規(guī)模量子計算集群

右圖：2020年，我國成功研制出76個光子的量子計算原型機“九章”，在國際上首次實現(xiàn)了量子計算優(yōu)越性

2015年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院量子信息重點實驗室在國際上首先研制成功高維固態(tài)量子存儲器，為固態(tài)量子存儲器的集成化、規(guī)模化應(yīng)用打下重要基礎(chǔ)。

2016年，我國成功發(fā)射了世界上第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”。這標(biāo)志著我國在量子通信領(lǐng)域走在了世界前列。“墨子號”不僅驗證了量子通信技術(shù)的可行性，還為構(gòu)建全球量子通信網(wǎng)絡(luò)提供了重要平臺。

2020年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)成功研制出76個光子的量子計算原型機“九章”，在國際上首次實現(xiàn)了量子計算優(yōu)越性。

2021年，中國科學(xué)院成功研制出62量子比特的超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之號”，進一步縮小了與國際先進水平的差距。

2023年11月，中國電信正式發(fā)布“天衍”量子計算云平臺，標(biāo)志著中國成為全球首個具備“量子優(yōu)越性”能力的超量融合云平臺的國家。

2024年1月，我國第三代自主超導(dǎo)量子計算機“本源悟空”上線運行。截至今年2月14日，“本源悟空”全球訪問量突破2000萬次，刷新了我國自主量子算力服務(wù)規(guī)模紀(jì)錄，完成33.9萬余個量子計算任務(wù)。

2024年5月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團隊首次采用單光子干涉在獨立存儲節(jié)點間建立糾纏，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了國際首個基于糾纏的城域三節(jié)點量子網(wǎng)絡(luò)，使得現(xiàn)實量子糾纏網(wǎng)絡(luò)的距離由以往的幾十米整整提升了三個數(shù)量級至幾十公里，為后續(xù)開展盲量子計算、分布式量子計算、量子增強長基線干涉等量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用奠定了科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

2024年11月，國內(nèi)首座應(yīng)用覆蓋量子測量、量子通信和量子計算三大方向的在運變電站——220千伏合肥候店量子應(yīng)用示范變電站建成投用，標(biāo)志著量子科技在電力行業(yè)的應(yīng)用取得了重要突破。

2024年12月，我國研制105比特超導(dǎo)量子計算成果在arXiv線上發(fā)表，超過谷歌于10月發(fā)表于《自然》期刊的進展，實現(xiàn)了目前超導(dǎo)量子計算的最強優(yōu)越性。

今年以來，我國在量子計算領(lǐng)域更是捷報頻傳。

3月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)聯(lián)合科研團隊宣布：成功研制105比特超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”，計算速度較傳統(tǒng)超級計算機快千萬億倍，較谷歌2024年相關(guān)成果的性能提升了百萬倍。

該設(shè)備集成105個可讀取比特與182個耦合比特，通過超導(dǎo)體系量子計算優(yōu)越性突破了硬件設(shè)計極限，標(biāo)志著中國在量子計算領(lǐng)域徹底擺脫了“追隨者”的標(biāo)簽，成為當(dāng)之無愧的全球領(lǐng)跑者。

量子計算的突破不僅加速密碼學(xué)、材料科學(xué)和藥物研發(fā)的革新，更助力量子算法優(yōu)化AI模型訓(xùn)練效率提升百倍。

“中國正在量子計算關(guān)鍵領(lǐng)域快速突破，逐步實現(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越”，歐盟量子技術(shù)聯(lián)盟感嘆：“中國的投入是系統(tǒng)性的，他們正在定義未來！”

今年3月，我國成功研制出105比特超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之三號”，計算速度較傳統(tǒng)超級計算機快千萬億倍

左圖：中國電信量子集團自主研發(fā)的“天衍”量子計算云平臺正全面拓寬高性能計算的應(yīng)用邊界

右圖：截至2月14日，我國第三代自主超導(dǎo)量子計算機“本源悟空”全球訪問量已突破2000萬次，完成了33.9萬余個量子計算任務(wù)

中國電信量子集團自主研發(fā)的全球首個具備量子優(yōu)越性能力的超量融合云平臺一—“天衍”量子計算云平臺，已于4月14日正式入駐國家超算互聯(lián)網(wǎng)平臺SCNet（SupercomputingInternet）。“天衍”通過新增量子算力類型與傳統(tǒng)超算資源深度融合，將推動人工智能、密碼破譯、藥物研發(fā)等關(guān)鍵領(lǐng)域的突破性創(chuàng)新，全面拓寬高性能計算的應(yīng)用邊界。

據(jù)最新統(tǒng)計，我國量子通信、量子計算專利數(shù)量全球領(lǐng)先。

“中國正在量子計算關(guān)鍵領(lǐng)域快速突破，逐步實現(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越”，歐盟量子技術(shù)聯(lián)盟感嘆：“中國的投入是系統(tǒng)性的，他們正在定義未來！”

從云端到人間

手機屏幕的每一顆LED燈珠利用半導(dǎo)體中電子的量子躍遷發(fā)光；電腦芯片的數(shù)十億晶體管利用量子隧穿效應(yīng)讓電子“穿墻”工作；醫(yī)院常用的磁共振利用量子自旋和躍遷實現(xiàn)人體內(nèi)部組織的可視化…看似神秘莫測的量子科技如今已然來到了人間。

近年來，我國多地加速布局量子科技，產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出蓬勃向上的態(tài)勢。總體來看，我國量子科技企業(yè)在區(qū)域布局上呈現(xiàn)出明顯的集聚效應(yīng)，主要分布在京津冀、長三角等地。

賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示，我國東部地區(qū)聚集了全國 65.8% 的產(chǎn)業(yè)資源，北京、江蘇、浙江、廣東產(chǎn)業(yè)資源聚集度均超過 10% ；中部地區(qū)安徽獨占螯頭，以 18.9% 的產(chǎn)業(yè)資源聚集度高居首位，形成了技術(shù)、產(chǎn)業(yè)雙高地。

其中，合肥市已成為量子產(chǎn)業(yè)聚集地。合肥高新區(qū)云飛路（“量子大道”）是全國最密集的量子產(chǎn)業(yè)集群，集合了超30家量子企業(yè)。截至目前，合肥市量子科技相關(guān)企業(yè)合計達到71家，居全國城市首位。

北京市則依托頂尖科研資源、扶持政策及創(chuàng)新生態(tài)，成為我國量子科技研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的核心區(qū)域之一。據(jù)北京量子院執(zhí)行院長常凱介紹，北京是全國量子科技研發(fā)人才最集中的區(qū)域，目前研究院已聚集了超300位全球量子領(lǐng)域的優(yōu)秀科研人才。

數(shù)據(jù)顯示，2021年開始，我國量子計算相關(guān)企業(yè)存量呈現(xiàn)指數(shù)級躍增，分別于2021年、2023年跨越2萬家、5萬家門檻。截至2025年3月4日，我國現(xiàn)存8.56萬家量子計算相關(guān)企業(yè)，較2020年增長超10倍。

量子科技尤其是量子計算，要真正實現(xiàn)通用量子計算還有很長的路要走，但已經(jīng)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

波士頓咨詢報告預(yù)測，到2040年，量子計算將在全球創(chuàng)造4500億至8500億美元的經(jīng)濟價值。ICV則預(yù)測，到2027年專用量子計算機預(yù)計將實現(xiàn)性能突破，帶動整體市場規(guī)模達到105.4億美元。

在量子應(yīng)用方面，我國尚處于產(chǎn)業(yè)化初期，并計劃在2030年前建成量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。目前，量子科技已在醫(yī)藥、金融、化學(xué)等領(lǐng)域嶄露頭角。

2024年8月，蚌埠醫(yī)科大學(xué)與本源量子計算科技（合肥）股份有限公司合作，成功開發(fā)出國內(nèi)首個量子分子對接應(yīng)用。該應(yīng)用依托“本源悟空”超導(dǎo)量子計算機，顯著提高了小分子藥物設(shè)計的效率和精度，為藥物篩選開辟了新路徑。

近期，英矽智能科技（上海）有限公司與相關(guān)單位共同主導(dǎo)的一項研究，首次展示了量子計算在變革藥物發(fā)現(xiàn)流程方面的巨大潛力。在這項研究中，研究團隊將量子計算模型同經(jīng)典計算模型以及生成式人工智能相結(jié)合，通過對龐大數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練、生成和篩選，探索出更廣泛的化學(xué)可能性，發(fā)現(xiàn)了靶向“不可成藥”癌癥驅(qū)動蛋白KRAS的新穎分子。

“盡管量子計算在藥物研發(fā)中的應(yīng)用仍處于早期階段，但其在分子模擬、藥物篩選、靶點突破和個性化醫(yī)療等方面的潛力已初步顯現(xiàn)”，專業(yè)人士指出。

2月26日，在位于合肥高新區(qū)的中電信量子信息科技集團有限公司展廳，工作人員演示了一枚量子云印章的使用過程。開機、指紋解鎖、人臉識別、接人系統(tǒng)、蓋章、審計拍照一系列操作流暢而高效。

量子云印章是傳統(tǒng)印章的數(shù)智化升級，可實現(xiàn)用、傳、存、稽核等用印全流程量子加密安全保護，幫助企業(yè)強化內(nèi)控管理、提高工作效率。安徽云璽量子科技有限公司董事長童迎偉說：“預(yù)計在未來10年內(nèi)，量子云印章的市場規(guī)模有望達到數(shù)百億元。”

此外，量子密信、量子密話、量子保密通信試驗車等一批量子領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品，也在逐漸應(yīng)用和下線。

“量子科技中部分技術(shù)已相對成熟，具備產(chǎn)業(yè)推廣的潛力。”有專家表示，隨著更多顛覆性量子技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，積累到一定程度后，必將推動產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)由“量變”到“質(zhì)變”。