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政策支持下我国量子信息产业取得突破 相关论文数量位列全球第一

字体大小: 2021-05-26 10:07

中国报告网提示:量子测量能够通过光子等微观粒子对现实物理量进行测量,在精度、灵敏度及稳定性等方面都较传统测量都有数量级提升。正是看到了量子信息对未来政治和军事格局可能带来的影响,各国相继出台量子信息的国家战略,加入量子竞赛的角逐中。

       量子信息是量子物理与信息技术等多领域的交叉学科,目前的研究方向主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域。

量子信息研究方向

研究方向

量子计算

量子通信

量子测量

原理特性

以量子比特为基本单元,利用量子叠加和干涉等原理实现并行计算,在某些计算困难问题上可能提供指数级加速。

利用叠加态及纠缠效应,在经典通信辅助下,进行量子态信息传输或密钥分配,具有无法被窃听的信息论安全性保证。

基于对光子和冷原子等微观粒子系统的调控和观测,实现对时间、磁场、重力场等多种物理量信息的超高精度测量。

发展定位

为计算困难问题提供高效解决方案,实现突破经典计算极限的算力飞跃。量子计算与经典计算长期并存,相辅相成。

连接量子信息处理节点构成量子信息网络;量子密钥分发服务于经典通信加密。量子通信与经典通信应用场景不同。

实现物理量测量和信息获取的精度、分辨率、稳定度等性能指标进一步提升。经典测量到量子测量是发展必然趋势。

短期前景

基于含噪声中等规模量子处理器(NISQ)和云平台探索具备实用化价值的应用算例。

量子信息网络关键技术突破,实验网络和标准体系建设;量子保密通信商用化探索。

新一代定位、导航和授时系统,微弱磁场和重力场测量系统,高灵敏度成像系统。

远期前景

大规模可编程容错量子计算机及其应用。

量子通信与量子计算融合形成量子信息网络。

小型化和商用化量子测量系统和量子传感器。

数据来源:观研天下整理

       量子测量能够通过光子等微观粒子对现实物理量进行测量,在精度、灵敏度及稳定性等方面都较传统测量都有数量级提升。正是看到了量子信息对未来政治和军事格局可能带来的影响,各国相继出台量子信息的国家战略,加入量子竞赛的角逐中。

各国量子信息产业支持政策

日期

国别

内容

2002

美国

美国国防部高级研究计划局制定《量子信息科学和技术发展规划》,给出量子计算发展的主要步骤和时间表,成为美国早在21世纪初期便已建立量子信息领域先发优势的重要原因。

2013

日本

成立量子信息和通信研究促进会以及量子科学技术研究开发机构,计划未来10年内投资400亿日元,支持量子通信和量子信息领域的研发。

2014

日本

设立为期5年的国家量子技术计划,投资2.7亿英镑建立量子通信、传感、成像和计算四大研发中心,开展学术与应用研究。

2014.12

韩国

发布了《量子信息通信中长期推进战略》,计划到2020年进入全球量子通信领先国家行列。

2015

英国

发布《量子技术国家战略》和《英国量子技术路线图》,将量子技术发展提升至影响未来国家创新力和国际竞争力的重要战略地位,并通过科学的顶层设计引导未来20年的量子技术研发与应用。

2016.05

欧洲

发表《量子宣言》,宣布将从2018年起启动10亿欧元的量子技术旗舰研究计划,目标包括发展能用于密码术和窃听检测的量子中继器的核心技术,实现长距离、点对点、量子安全的链接。

2016.07.22

美国

美国国家科学技术委员会发布《先进量子信息科学:国家调整及机遇》

2018

印度

启动了一个预算2790万美元,为期五年的量子技术研究项目,作为印度国家跨学科网络物理系统”的一部分,由印度国家科技部管理。

2018.06.27

美国

发布《国家量子协议法案》(NQIA),计划在2019-2023年的第一阶段,在原有基础上每年新增2.55亿美元投资,共计12.75亿美元,加快推动量子信息技术研发与应用。这也标志着在接下来的10年内,联邦政府将全力推动量子科学发展。

2018.09

美国

发布《量子信息科学国家战略概述》,分析美国在该领域维持和扩大领先优势的措施,其中提出6点科学建议,包括量子信息科学教育应从小学开始。同时,美国能源部宣布将成立多个国家级实验室,投入2.18亿美元到85个量子技术研究项目,并在未来五年内,每年为每个实验室拨款2500万美元。美国国家科学基金会则承诺投入3100万美元资助相关的研究项目。

2018.09

德国

提出“量子技术——从基础到市场”框架计划,拟于2022年前投资6.5亿欧元促进量子技术发展与应用,并可延长资助至2028

2018.11

英国

对“国家量子技术计划”进行了第二阶段2.35亿英镑投资拨款

2018.11

美国

出台了一份针对关键新兴和基础技术和相关产品的出口管制框架《受管制的新兴技术清单征求意见草案》(ANPRM),并将面向公众进行为期一个月的意见征询,是ECRA立法进程的重要一环。这次提案涉及人工智能、AI芯片、机器人、量子技术等14个领域,目的是保证美国在科技、工程和制造领域的领导地位不受影响。

2019.06

英国

在政府和工业界联合投资3.5亿英镑之后,英国研究与创新基金会(UKRI)近日宣称,将通过“产业战略挑战基金(ISCF)”再增加1.53亿英镑资金用于量子技术的商业化。至此,英国政府对其2014年推出的国家量子技术计划的总投入超过了10亿英镑。

2019.12

俄罗斯

宣布将投资7.9亿美元,在未来五年内未俄罗斯研究人员提供资金,以开发使用的量子计算,并实现量子优势。

2020.06.06

印度

未来五年,印度将在量子计算、量子通信、量子材料、量子加密方面投入重金800亿卢比,约合11.2亿美元。

2020.02.11

美国

发布《特朗普总统2021财年预算承诺增加对未来关键行业的投资》,其中提到对于量子信息科学,特朗普将加大2021财年联邦量子信息研发资金预算,主要机构的总投资相对于2020财年预算增长了50%以上。

2020.02.20

美国

美国白宫国家量子协调办公室发布了《美国量子网络战略愿景》,提出美国将开辟量子互联网,确保量子信息科学(QIS)惠及大众。

数据来源:观研天下整理

       国际比较来看,美国在上个世纪已经完成量子理论和实验室研究的突破,快速进入商业投入和工程应用阶段。由于起步较晚,我国在量子计算领域的前沿研究、样机研制及应用普及等都与美国仍存在较大差距,但近年我国对量子信息产业的重视程度不断提高,在相关政策的支持下,我国量子信息产业已有突破。

我国量子信息产业相关政策

日期

政策名称

主要内容

2015.05

《中国制造2025

积极推动量子计算、神经网络等发展

2015.01

《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025)

开展激光通信、量子通信、卫星信东安全抗干扰等先进技术研究与验证

2016.05

《国家创新驱动发展战略纲要》

在量子通信、信息网络、智能制造和机器人、深空深海探测、重点新材料和新能源、脑科学、健康医疗等领域,充分论证,把准方向,明确重点,再部署一批体现国家战略意图的重大科技项目和工程

2016.06

《长江三角洲城市群发展规划》

加强智慧城市网络安全管理,积极建设“京沪干线”量子通信工程,推动量子通信技术在上海、合肥、芜湖等城市使用,促进量子通信技术在政府部门、军队、金融机构等应用。

2016.07

《“十三五”国家科技创新规划》

科技创新2030一重大项目包括里子通信与里子计算机。研发城域、城际、自由空间量子通信技术,研制通用量子计算原型机和实用化里子模拟机

2016.11

《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》

加强关键技术和产品研发,持续推动量子密钥技术应用

2016.12

《“十三五”国家信息化规划》

加强量子通信、未来网络、类脑计算、人工智能、全息显示、虚拟现实、大数据认知分析、新型非易失性存储、无人驾驶交通工具、区块链,基因编辑等新技术基础研发和前沿布局

2016.12

《中原城市群发展规划》

信息安全保障工程。支持郑州、宿州应用推广城域量子通信网络

2016.12

《信息通信行业发展规划《2016-2020年)》

以技术创新为突破,带动移动互联网、5G、云计算、大数据、物联网、虚拟现实、人工智能、3D打印、里子通信等领域核心技术的研发和产业化

2017.11

《关于组织实施2018年新一代信怠基础设施建设工程的通知多

支持重点:国家广域量子保密通信骨干网络建设一期工程,即以量子保密通信子通信研究面向多用户联网的量子通信关键技术和成套设备,率先突破量子保密通信技术,建设超远距离光纤量子通信网

2018.01

《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》

加快实施量子通信与量子计算机、脑科学与类脑研究等“科技创新2030一重大项目,推动对其他重大基础前沿和战瑞必争领域的前瞪部署

2018.07

《金融和重要领域密码应用与创新发展工作规划(2018-2022)

加强密码基础理论、关键技术和应用研究,促进密码与量子技术、云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新兴技术融合创新

2019.12

《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》

加快量子通信产业发展,统筹布局和规划建设量子保密通信干线网,实现与国家广域量子保密通信骨干网络无缝对接,开展量子通信应用试点

2020.03

《关于科技创新支撑复工复产和经济平稳运行的若干措施》

大力推动关键核心技术攻关,加大5G、量子通信重大科技项目的实施和支持力度

2020.10

中共中央政治局就量子科技研究和应用前景进行了集体学习

会议对量子科技发展寄予了很高的期待,要求培育量子通信等战略性新兴产业,抢占量子科技国际竞争的制高点,构筑起发展新优势

2021.03

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》

聚焦量子信息、光子与徵纳电子、网络通信、人工智能、生物医药、现代能源系统等重大创新领域组建一批国家实验室,重组国家重点实验室,形成结构合理、运行高效的实验室体系。瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。在类脑智能、里子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。

数据来源:观研天下整理

       根据数据显示,2016年5月,我国在量子技术上研发投入达2.3亿美元,位居全球第三位。

2016年5月全球各国量子技术的研发投入情况
 
数据来源:观研天下整理

       目前,我国在量子通信领域处于国际领先地位。2020年,中国量子通信论文量位列第一,超过4000篇。在全球发文量前25位中有10位是中国高校或科研院所。量子密钥分发(QKD)论文数量稳定上升,基于QKD的量子保密通信技术研究持续活跃,未来在商用化方面或取得进展。

2020年各国在量子信息各自领域论文数量
 
数据来源:观研天下整理(zlj)


          更多深度内容,请查阅观研报告网:
        《2021年中国量子信息行业分析报告-行业格局现状与发展潜力评估
        《2021年中国量子通信市场分析报告-市场现状与未来商机分析

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