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为什么这项突破性技术使2025年成为“国际量子科学与技术年”
科尔尼管理咨询· 2025-10-29 17:33
文章核心观点 - 量子科技被确立为国家战略支柱产业,目标是推动量子通信、量子计算和量子精密测量三大领域突破并培育新经济增长点 [1] - 第二次量子革命即将来临,量子计算机的应用预计在7到10年内实现,将在研究、工业和经济发展中发挥核心作用 [6][7][18] - 量子技术(如量子加密和后量子加密)对于应对未来信息安全风险至关重要,企业和政府需提前布局 [11][12][13][15] 量子科技的战略地位与全球发展 - 中国将量子科技纳入“十五五”规划未来产业首位,并构建多层次量子安全政策体系,单项目投资规模达百亿量级 [1][17] - 联合国宣布2025年为“国际量子年”,以引导全球关注这项突破性技术 [15] - 欧盟通过预算达10亿欧元的“量子旗舰计划”支持研究,并投入1亿欧元推动量子加速超级计算机落地 [16][17] - 美国国家标准与技术研究院计划在2035年前将所有安全敏感系统迁移至抗量子加密体系 [16] 量子计算机的原理与性能优势 - 量子计算机使用量子比特,借助叠加态和粒子纠缠原理,能并行处理大量计算,性能远超传统计算机 [4][5] - 谷歌的Willow量子芯片仅用5分钟完成一项计算任务,而当前百亿亿次级超级计算机需要10的24次方年 [8] - 量子计算机有助于从根本上理解化学反应、优化电池研发、物流供应链管理及能源分配网络 [7] 量子通信与加密技术的应用与进展 - 量子密钥分发具备防窃听特性,中国与南非科学家团队成功构建1.3万公里的洲际量子通信链路,实现每秒107万安全密钥比特的高效传输 [9][13] - 德国发射首颗量子卫星QUBE测试量子通信,卡尔斯鲁厄理工学院开发直径仅9微米纤芯的光纤线路以推动量子加密 [8][9] - 后量子加密技术(如ML-KEM、ML-DSA算法)以数学为基础,可部署在传统硬件上以抵御量子计算机攻击 [15][16] 量子技术的行业应用与基础设施挑战 - 量子技术应用于银行、军事、政府等安全敏感领域,并被视为医疗、自动驾驶、人工智能及电子商务的未来安全加密基准 [13] - 量子传感技术为环境监测、医疗诊断和原材料勘探带来高精度测量新可能 [17] - 量子密钥分发技术目前传输距离限制在100公里以内,且专用硬件成本高昂、技术复杂度高 [13]