量子测量

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量子力学诞生百年 我国正迎来加速突破
新华社· 2025-07-12 15:19
量子科技发展概况 - 联合国教科文组织宣布今年为"国际量子科学与技术年",纪念量子力学诞生100周年 [1] - 量子力学催生了量子计算、量子通信、量子测量等革命性技术应用 [1] - 中国在量子计算、通信、测量领域取得新突破,包括"祖冲之三号"原型机、万公里星地量子通信、量子磁力仪等成果 [1] 量子计算领域 - 量子计算被视为下一代信息革命关键技术,其优越性是应用价值前提条件 [2] - 中国科学技术大学团队研制的"祖冲之三号"处理"量子随机线路采样"速度比最快超级计算机快千万亿倍 [2] - 科大国盾量子交付超导量子计算测控系统,为可纠错超导量子计算机研发奠定基础 [3] - 量子计算从实验室基础研究向示范应用过渡,金融、航空航天、制药等行业关注其算力优势 [2] 量子通信领域 - 中国在量子直接通信技术取得突破:刷新百公里速率纪录、构建300公里全连接网络、完成火箭搭载设备回收 [4] - 中科大团队实现中非相隔12900公里卫星量子加密传输,被《自然》杂志评价为"长距离安全通信的现实飞跃" [4] - 量子通信进入产业化推广阶段,将为金融、医疗、国家安全等领域构建信息安全防线 [5] 量子测量领域 - 国仪量子发布钻石单自旋传感器、量子磁力仪等产品,探索医疗早筛、工业锂电原料质量控制等场景 [7] - 全球首套±800千伏特高压直流量子电流传感器落地,实现电力系统应用 [7] - 中国量子测量技术处于快速发展期,但在基础理论突破、成本控制、市场接受度方面仍需追赶先进国家 [7] 行业发展特点 - 量子科技发展需兼具"领跑"能力、"抢跑"勇气和"耐跑"战略定力 [8] - 中国在量子通信领域凭借技术领先与基建优势占据战略主动,得益于国家持续投入和科研团队积累 [4]
量子算力跨越临界点
2025-06-19 17:46
纪要涉及的行业 量子信息技术行业,细分领域包括量子计算、量子通信和量子精密测量 纪要提到的核心观点和论据 量子计算 - **原理与优势**:利用量子比特叠加和纠缠特性实现并行计算,理论上特定算法可指数级加速,解决经典计算机难处理的复杂问题,如优化、模拟等;信息基本单位量子比特可处于 0 和 1 间状态,多个比特系统能表达 2^n 种状态,每增加一个比特表达能力翻倍,带来巨大应用潜力 [1][5] - **技术路线**:常见实现技术有超导、离子阱、中性原子光镊技术、光子偏振状态表示、半导体和拓扑结构;超导门保真度高、相干时间长,被谷歌、IBM 等采用;离子阱门保真度更高但扩展有困难;中性原子光镊技术对环境要求低但部分操作时间长;英特尔希望用半导体技术制备比特;微软押注拓扑结构但进展小 [1][6] - **发展现状**:产业处于早期,超导技术较成熟,各主要技术路线均有真机;应用场景包括金融、材料、生物医药等行业,重要企业联合探索用量子计算解决计算难题;目前主要应用于教育和科研市场,该市场呈上升趋势 [1][16][21] - **关键问题**:环境噪声影响物理量子,实现逻辑量子纠错困难;上游产业链浅,稀释制冷剂国外禁运,需研发替代品;测控系统设备需优化以适应低温环境;需设计芯片及 EDA 软件进行版图设计和模拟;软件算法方面需开发操作系统、编程框架等支持硬件使用 [1][17] - **未来预期**:2025 - 2030 年,专用型量子计算机将进入使用阶段,特定领域应用逐步实现,通用型量子计算机将发挥一定作用,但全面应用可能要到 2030 年后 [23] 量子通信 - **主要方向**:量子密钥分发(QKD)基于非对称加密概念,用光量子形式解决密钥安全分发问题,传递加密密钥,实际信息仍通过经典通道传递;量子隐形传态利用纠缠粒子特性传递量子态;量子直接通信将经典信息编码到光等载体上传递,已有几百公里长距离传输实验成果;还有量子随机数生成器和抗量子密码学 [9][10] - **发展现状**:量子密钥分发和量子随机数发生器已进入实用化阶段,优先用于政务、大银行、军事国防等特殊场景,未来五年应用将增多;抗抵赖密码标准推进迅速,但存在理论与实际不符问题;直接通信研究难度较小,有望取得更多进展;隐形传态仍处实验室阶段 [24][25][26] - **优势**:理论协议层面比经典协议安全性更高,信息不可克隆、复制,传递信息无法被窃取,但现有技术仍依赖经典通信信道,无超光速信息传递 [15] 量子精密测量 - **应用情况**:涉及原子钟、传感器等测量产品,应用落地较快,产品为专门目的设计,在军事和科研领域有应用,通过微观系统变化获取宏观数据 [2][4][27] 其他重要但是可能被忽略的内容 - **量子概念**:“量子”指能量以离散单位发射和吸收的形式,衍生出量子力学,研究微观世界需用量子力学原理 [3] - **量子纠错突破**:谷歌 Sycamore 量子计算机在量子纠错方面取得突破,证明逻辑量子计算机可行性,带动相关股票上涨 [4][54] - **量子比特与算力关系**:量子比特数是影响量子计算机性能的核心因素,数量增加算力指数增加,如 20 个量子比特计算机可用经典计算机模拟,50 个则几乎不可能 [39] - **超导量子计算机价格与成本**:超导技术路线下,不同规模超导量子计算机价格差异明显,20 个和 50 个比特规模价格约相差一倍,百比特规模价格差异更大;成本主要包括吸热制冷剂、芯片、测控系统和低温线缆,吸热制冷剂尤其昂贵 [40][41] - **经典计算与量子计算比较**:两者不能完全替代,经典计算机在四则运算上更快,量子计算机适合解决基于量子力学理论的复杂问题,如新材料研究等 [36] - **量子计算系统代际变化**:代际变化无严格过程,基于功能和技术突破,如第六代商业级量子计算系统量子比特数量增加,对制冷剂需求跳跃式增长 [48] - **国内招标情况**:国内量子计算、通信或测量领域招标标的规模大,多为千万级别,个别达亿元级别,每次招投标单位数量不多 [49] - **经典与量子随机数区别**:经典计算机生成伪随机数可破解,分布可能有规律;量子随机数由物理机制产生,安全性更高,无分布规律问题 [50] - **海外企业资金支持**:海外谷歌主要靠自有资金投入,IBM、IQE 和欧洲 IQM 等获政府项目资金支持 [51] - **超导技术材料**:涉及微纳加工中的铝膜及其他合金材料,高温超导与低温超导使用不同材料 [52] - **英伟达 GPU 与量子计算**:英伟达强调 GPU 在模拟量子计算中的重要性,当前阶段许多问题需借助 GPU 模拟,经典与量子结合是重要方向 [55] - **专用与通用量子计算机**:专用量子计算机专门解决优化问题,通用量子计算机能处理各种类型问题,未来五年专用设备可能率先在优化场景取得突破 [57] - **未来受益领域**:未来几年人工智能领域可能受益于专用或通用型进展,可降低能源消耗,提高经济效益 [58]
量子测量:向产业“深水区”迈进
科技日报· 2025-06-19 16:02
量子测量技术发展现状 - 世界首座220千伏量子应用示范变电站入选安徽省十大标杆示范场景 部署全球首台基于量子精密测量技术的电流互感器 体积仅为传统设备十分之一 测量精度实现量级跃升 [1] - 量子测量与量子通信 量子计算共同构成量子信息技术三大支柱 我国在原子钟技术 量子重力仪 量子磁力计等核心器件研发及产业化方面取得突破性进展 [1] - 国内量子测量技术产业化企业快速涌现 在时间 磁场 微波 转动角速度 电流 重力测量等细分领域已处于世界领先或同等水平 [6] 关键技术突破与应用场景 - 金刚石氮—空位色心量子传感技术实现纳米级空间分辨率 可应用于芯片无损检测等领域 [2] - 全球首套±800千伏特高压直流量子电流传感器成功落地 标志量子测量技术在电力系统实现应用 [6] - 量子重力仪 量子磁力仪在深部矿产勘探中测试结果与实际数据高度吻合 解决传统技术"探不着 测不准"难题 [7] - 量子测量技术为油气管道微小裂纹和应力精准感知提供新方向 显著提升灵敏度和分辨率 [7] 产业化进程与市场发展 - 国仪量子2016年成立后陆续研制出国内首台商用脉冲式电子顺磁共振谱仪 全球首款金刚石量子计算教学机等多款量子测量仪器 [5] - 量子测量技术2024年前主要处于研发阶段 近两年真正叩开市场大门 应用场景从实验场快速迈向应用场 [8] - 量子科仪节主题变化显示产业化进程加速 从基础原理科普发展到实际场景应用展示 [9] 国际竞争差距与挑战 - 高精度光钟稳定度和不确定度达10-18量级 但性能指标仍落后国际最优水平1-2个数量级 [10] - 原子自旋陀螺原理样机指标与国际相当 但系统集成和动态测量落后欧美 尤其在航空 海洋等场景抗干扰能力不足 [10] - 量子传感芯片技术研发基础薄弱 欧美已有数十家顶尖机构布局 我国需加强资源倾斜和政策支持 [12] 未来发展路径 - 需深化量子测量基础理论研究 重点培养物理 工程 材料等跨学科复合型人才 [12] - 企业应持续拓展应用场景 找到技术与成本平衡点 保持核心部件研发迭代 [13] - 建立产学研用创新平台 完善成果转化政策 预计2030年全球量子测量市场规模达数十亿美元 [15][16]
湖北掀校友回归热潮:启动“校友+”五大专项行动,打造科教优势转化助推器
21世纪经济报道· 2025-06-09 23:18
湖北省校友回归政策 - 湖北省拥有82位两院院士、1121万技能人才、1家国家实验室、45家全国重点实验室、8个大科学装置和10家湖北实验室 [1] - 湖北省政府印发《湖北省"校友回归"工作方案》,开展"校友+智力"、"校友+科技"、"校友+项目"、"校友+企业"、"校友+教育"五个专项行动 [1] - 目标到2027年招引校友人才3000人以上,建成校友企业创新创业孵化基地30个以上,校友投资重点产业项目年增长10%以上,科技成果转化合同金额年均增长不低于20% [5] 校友+智力行动 - 成立"湖北省校友工作促进会",建设"校友回归"大数据服务平台 [1] - 实施湖北省战略人才力量"十百千万"行动和博士后倍增计划 [1] 校友+科技行动 - 校友企业参与国家实验室、全国重点实验室等重大科技创新平台建设 [2] - 近两年科研院所和创新型企业引进的省级海外人才中校友占比55% [2] - 组建科技金融服务联盟,推广科技人才贷和科技型企业知识价值信用贷 [2] 校友+项目行动 - 2023年4月发布首批投资项目229个,计划总投资2934.7亿元,拟吸引民间资本916.7亿元 [3] - 聚焦建设现代化产业体系,吸引500强企业、专精特新"小巨人"企业等回鄂投资 [3] 校友+企业行动 - 设立高校科技成果转化种子基金、人才创新创业种子基金 [5] - 武汉大学校友企业在鄂累计签约投资超过6000亿元 [5] 校友+教育行动 - 支持校友企业与高校院所联合建设湖北科创学院、现代产业学院等产学研平台 [5] - 共同培养复合型、应用型人才 [5]
湖北邀全球校友回鄂创业兴业
中国新闻网· 2025-06-09 22:57
湖北省"校友回归"工作方案 - 湖北省出台"校友回归"工作方案 旨在吸引全球校友回鄂创业兴业 [1] - 湖北作为科教大省 拥有近千万名分布全球的校友资源 涵盖学界精英 商界领袖 文化名流等 [1] - 方案重点支持校友企业与高校联合建设科创学院 探索6G 人工智能 量子测量等前沿技术研发 [1] 校友经济成效 - 2017年以来 武汉大学校友企业在鄂累计签约投资超6000亿元人民币 [2] - 武汉大学全球校友组织总数达317个 覆盖20多个国家和地区 [1] - 校友龙头企业通过"校友链"有效带动"产业链"发展 [2] 政策支持措施 - 湖北省将帮助校友企业投资项目签约落地 提供精准对接服务 [1] - 计划从校友群体中引进战略科学家 科技领军人才 卓越工程师等高端人才 [1] - 通过校友智力资源与资本要素的匹配 提升招商引资和招才引智效能 [1]
差异化量子计算产业生态逐步构建(链接)
人民日报· 2025-04-28 06:11
量子科技发展现状 - 量子力学催生了第一次量子革命,带来了激光、晶体管、核磁共振等技术突破 [1] - 第二次量子革命基于量子叠加和纠缠特性,催生了量子计算、通信、测量等新兴技术 [1] - 量子计算相当于"发动机",量子通信相当于"无线电",量子测量相当于"雷达" [1] 中国量子计算产业格局 - 中国量子计算产业已形成区域协同发展格局 [1] - 安徽依托中国科学技术大学科研优势,集聚量子科技企业超70家,建设合肥量子科技省未来产业先导区 [1] - 北京、上海等地加速推进量子技术在金融、医疗等领域的示范应用 [1] 中国量子计算技术进展 - 中国成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家 [2] - 自主研发的"本源悟空"搭载72位自主超导量子芯片"悟空芯",可执行200个量子线路计算任务 [2] - 研制团队全栈式完成量子芯片、测控系统、操作系统等关键点自主研发 [2] - 基本建成我国首条超导量子计算机制造链 [2]