我国量子信息技术整体水平处于世界第一梯队，与最发达的美国、欧盟、日本相差不大。

具体领域上，我国在量子通信上处于国际一流水平，在量子计算与量子精密测量上相对落后。

所以，我U q B e L 2 A ] `国并非^ 9 I在整个量子信息领域领先世界。

那在具% q D体领域，我国领先多少？又落后在哪呢？

量子计算：追R & f W !赶

量子计算：量子计算以量子比特为基本单元，利用量子S 8 R G y , |叠加和干涉等原| l L e 7 ^ 7理，通过量子态的受控演化实现数据的存储g J s . R } 5 H c计算，具有经典计算无法比拟的巨大信息携B Z b R y ! X m ;带和超强并行处理能力，可以在特定问题上相对于经典 & R c = 3计算提供指数级加速，为若干大规模计算难题提供了解决方案。

量子计算机架构

量子计算技术所带来的算力飞跃，有可能成为未来科技加速演进的催化剂，一旦取v e } | p 8 L Q得突破，将在基础科研、新型材料与医药研发、信息安全与人工智能等经济社会的诸多领域产生颠覆性影响，其发展与应用对国家科技发展和产业转型升级具有重要促进作用。

由于量子计算在整个量子信息科学领域中属于X P * (最具挑战性的工作，在数十年前，实用化道路也不明朗，我国对量子计算方面的研究与布局相对落后。

但近年来，随着全球量子计算不断突破技术瓶颈，我国对量子计算的研究也在不断加码，奋力追赶欧美先进国家

科研上相差不大

随着量子计算从理论走向实现，全球论文发表量持续增长。

从全球主要发文机构来看，中国占据三席，分别是中科院、清华大学、中国科学技术大学，高校和科研院所是中国量子计算2 U a的核心研发力4 W 8量。

量子计算领域论文发表趋势及主要发表机构

但对比欧美国家a I L } @，他们的研发t P z h d g主体不仅有高校院所，还有- &IBM、Google、微3 : 6 } b I软等科技巨头。

专利上，2012年之前，全球量子计算领域专利数量增长较为平稳，专利申请主要来自美国和日本。

量子计算领k K I W A v域专利申请及授权情况

2012年开始，随着全球量子s T y ? A h 5 t计算竞争加剧，各大科技巨头、科研机构纷纷加大投入与研3 y ` x e : O T M O ,始化；（4）可实现q } T n U e 9 ,通用的量子逻辑门集合；（5）量子比特可被测量读出。

同时，真正能够发挥量子计算处理能力的“杀手级应用”还未出现。

这些挑战是全世界科学家面对的问题，但也为我国量子计算的发展提供了机遇{ , Q d。

随着我国对量子计算的顶层规划逐步完善，通过政策引导社会资本参与量子计算研发，各方投入不断加码，上= n z ?下游产业链正在逐步形成。

用我国著名量子信息学家郭光灿院士的话来说“只有实现通用量子计算机，才是真正的领先。”

量子通信：一流水准

2016年8月，中国发射! ~ ~ c A了墨子号量子科学实验卫星，并在后期的实验中实现了洲际量子保密通信

量子通信是利用量子比特作为信息载体来进行信息u 7 & _ 6 ( ~ W p交互的通信技术A 5 w。

量子通信有两种最典型的应用方式：量子密钥分发和量子R c k隐形传态。

量子密钥分发可以提供原理上无条件安全的通信手段，是首个从实验室走向实际应用的s w #量子信息技术。量子隐形传态可以用来传输任意未知l P z的r g f量子态，同时也是是远距离量子密钥分发所需的量子中继的重要环节。

由于我国面临复杂的信息安全形势，在军事、政务、金融和关键基础设施等Q # ( ( ?领域，对提高信息安全保障能力的需求较为迫切。国家对于量子保密通信的布局与研究 = C P N u r Y起步较早，投入也较大。

我国的量子保密通信试点应用呈现出 ) H 明显的需求牵引、W _ t + K政策驱动、快速发展等特点。

国内外都在不断突进量子通信的实用化研究。

2018年，欧盟量子旗舰计划成立量子互联网联盟(QIA)，由代尔夫特理工大学牵头，采用囚禁离子和光% w M子W l波长转换技术探索实现量子隐形传态和量子存储中继，计划在荷兰v l L四个城市间建立全球首个光纤量子隐形传态实验网络。

而中科大潘建伟院士团队已经开展了“京沪干线”和国家光宇量子保密通信骨干网络建设；中科大郭光灿m | # K院士团队联合相关企业建设了从合肥到芜湖的“合巢芜城际g N I G V :量子密码通信网络”等。

而在量子密钥分发] N V U w % . O(QDK)技术上，国内外团队也在不断刷新传输距离和密钥成码记录。

2018年，东芝欧研所实现了550公里低损耗光纤传输。

而到了2020年3月，中科大潘建伟院士团队突破远距离独立激光相位干涉技术，分别实现了500公里量级真实环境光纤的双 e * 0场量子密钥分发（TF-QKD）和相位匹配量子密钥分发（PM-QKD）。

加州理工学院主导的inqnet量7 8 8 u子技术联盟

据有限的公开资料报道，美国加州理工学院与JPL实验室（喷气推进实验室~ ; j g a 8 x o）也在开发星地之间的高速混合量子通信系统。

目前，我国量子保密通信试点应用项目数量和网络建设规模已处于世界领先水平，并且已经得到了初步的产业化发展，形成了一批` c ; 4 V R q以国盾量子、问天量子为代表的商业公o H 5 A 0 q { N a司。

同时，量子通信也面临 - f [ z j 2 L 4着量子存储和量子中继技术尚不成熟、商用量子密钥分s } B ( U F k ;发系统传输能力和安全! j O p 要应用领域和技术体系

目前量子精密测量领域a # Q ) V J 3 *的世界纪录大多由欧美国家保持。从论文和专利数量看，美国领先，中国第二，日、韩、英、德等国跟随。

从研究成果上来看，在量子惯性导航领域，核磁共振陀螺和SERF陀螺实用化程度最高u ? X # 2 V m ~ U，美国在小型化和工程化方面处于领先地位。我国中科大、北航、33所等研究机构部分成果能够达到国际先进水平，但在小型化与工程化上仍有差距。

在量子磁场G l q X , % M 0 _测量上，美国保持着磁场检测精度世$ B w u界纪录(0.3 o } , H } ?16fT/Ha / w 4 sz^1/2),

我国北航、中科大、浙大处于世界先进水平。在量子重力测量上，美国保持重力探测灵敏度世界纪录S 4 Y(3e-11g/HZ^1/2),我国距世界先进水平还有一定差距。

在量子目标识别领域，美国起步较早，2012年已有样机实验，我国差1 x 5 % A Q 3 {距较大。而h # j在量子时间基准领域，我国与先进水平差距正在缩小。

我国量子精密测量在系统工程化和d K L 4实用化仍有待探索，科研成果转化应用机制不成熟，产业合作和推动力量有限。

量子精密测量有巨大的发展潜力和广阔的市场前景，我国在该领域某些关键技术上仍处于跟随阶段，与世界先进水平的指标参数仍 3 C 5 W , , p有数量级的差距。

结语

我国在量子信息技术领A e b G 0 ! S 1 {域的研究和应用起步稍晚，但与国际先进水平没有明显代差，在量子计算、量子通信和量子精密测量三大技术领域均有相关研究团队和商业公司参与。

但我们需要看到与国外先进水平的客观差距，不能因为某一领域的暂时领先而忽视整个量子信息领域的竞争。

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