見微知著“量”變未來-“十五五”量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及落地策略

見微知著,"量"變未來——"十五五"量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及落地策略1見微知著,“量”變未來——“十五五”量子科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及落地策略量子科技是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領(lǐng)域，因其對傳統(tǒng)技術(shù)體系進(jìn)行重構(gòu)的顛覆性戰(zhàn)略價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景，正逐步成為全球科技競爭的新高地。中國量子科技產(chǎn)業(yè)近年來取得了長足進(jìn)步，從量子計(jì)算原型機(jī)、量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)到量子精密測量儀，一系列重大成果不斷涌現(xiàn)，展現(xiàn)出強(qiáng)大的創(chuàng)新活力和發(fā)展?jié)摿Α！笆逦濉睍r(shí)期，中國量子科技產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)進(jìn)入快速發(fā)展期，產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球占比有望超過15%。在此背景下，賽迪顧問重磅推出《賽迪顧問“十五五”重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)落地工具冊——量子科技》,厘清當(dāng)前中國量子科技發(fā)展基礎(chǔ)，研判“十五五”時(shí)期發(fā)展形勢，為各地推動(dòng)量子科技成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)深度落地和高質(zhì)發(fā)展提供參產(chǎn)業(yè)鏈：補(bǔ)鏈延鏈，系統(tǒng)平臺與設(shè)備建設(shè)是核心中國量子科技產(chǎn)業(yè)主要包含上游基礎(chǔ)材料與器件層、中游系統(tǒng)平臺與設(shè)備層、下游應(yīng)用領(lǐng)域與行業(yè)層。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，量子科技主要包括量子通信、量子計(jì)算、量子測量三大細(xì)分領(lǐng)域。“十五五”時(shí)期，隨著量子調(diào)控能力的不斷提升，中國量子科技產(chǎn)業(yè)有望在信息傳輸安全、運(yùn)算速度、測量精度等領(lǐng)域逐步形成清晰的產(chǎn)品及解決方案。2|量子科技產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)材料與器件基礎(chǔ)材料與器件系統(tǒng)平臺與設(shè)備系統(tǒng)平臺與設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域與行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域與行業(yè)滿天星通信芯片超導(dǎo)量子芯片光量子芯片高純度金剛石量子通信量子計(jì)算通信芯片超導(dǎo)量子芯片光量子芯片高純度金剛石量子通信量子計(jì)算拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)量子測量量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器原子磁力計(jì)地質(zhì)工業(yè)金融能源科研數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問3●量子通信占量子科技產(chǎn)業(yè)總規(guī)模近六成，“十五五”時(shí)期量子保密通信組網(wǎng)覆蓋率將進(jìn)一步提升。當(dāng)前，中國在量子密鑰分發(fā)、量子網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建設(shè)等量子通信核心領(lǐng)域已居于國際領(lǐng)先地位，初步構(gòu)建起了國家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)。諸多城市已實(shí)現(xiàn)域內(nèi)量子保密通信城域網(wǎng)建設(shè)，量子通信實(shí)用化進(jìn)程加速。“十五五”時(shí)期，廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將以業(yè)務(wù)化運(yùn)行，骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和局域網(wǎng)多層次量子保密通信網(wǎng)絡(luò)將為量子通信技術(shù)在金融、政務(wù)、電子信息等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用提供底層支撐?！窳孔佑?jì)算核心技術(shù)與原型機(jī)研發(fā)已具備一定優(yōu)勢，“十五五”時(shí)期量子算力實(shí)用化進(jìn)程將得到科學(xué)有序推進(jìn)。當(dāng)前，中國在量子比特操控、量子算法優(yōu)化及量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)研發(fā)等方面取得進(jìn)展，部分技術(shù)指標(biāo)達(dá)國際先進(jìn)水平。2024年長三角樞紐蕪湖集群算力公共服務(wù)平臺已實(shí)現(xiàn)量子算力與經(jīng)典計(jì)算資源(通算、超算、智算)的“異構(gòu)融合”。“十五五”時(shí)期，量子計(jì)算企業(yè)與電信運(yùn)營商將實(shí)現(xiàn)深度合作，在軟件/應(yīng)用集成及服務(wù)輸出等多環(huán)節(jié)協(xié)同共建，促成全國一體化算力網(wǎng)的國家級、樞紐級調(diào)度平臺建設(shè)。●量子測量對量子科技總規(guī)模貢獻(xiàn)偏低，“十五五”時(shí)期技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)用性升級將得到關(guān)注。當(dāng)前，中國在量子陀螺儀、冷原子重力儀等研發(fā)領(lǐng)域已取得成果?！笆逦濉睍r(shí)期，地質(zhì)勘探、資源開發(fā)等應(yīng)用對高精度、高穩(wěn)定性量子重力測量技術(shù)4的需求日益迫切，基于現(xiàn)有技術(shù)積累，原子鐘的精度、核磁共振陀螺的性能以及單光子探測技術(shù)的應(yīng)用都將得到進(jìn)一步的提升和優(yōu)化，量子測量技術(shù)將沿著更加成熟、實(shí)用的方向平滑升級演進(jìn)。區(qū)域：東部亮點(diǎn)突出，中部崛起勢不可擋中國量子科技產(chǎn)業(yè)主要分布在東部及中部地區(qū)，其中東部聚集了全國65.8%的產(chǎn)業(yè)資源。安徽、北京、廣東、江蘇等重點(diǎn)省 (市)正大力加碼量子科技產(chǎn)業(yè)。“十五五”時(shí)期，中國量子科技產(chǎn)業(yè)將仍以東部、西部為引領(lǐng)，率先開展量子計(jì)算和量子通信領(lǐng)域的先行先試應(yīng)用探索。滿天星滿天星5東部地區(qū)山東，3.9%天津，河%西部地區(qū)數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問6●安徽：“量子”已成為安徽科技名片，“十五五”時(shí)期有望打造成為量子科技技術(shù)、產(chǎn)業(yè)“雙高地”。安徽是國內(nèi)最早布局量子科技與產(chǎn)業(yè)的省份之一，擁有一批科研重鎮(zhèn)，匯聚一批頂尖的量子科技人才和科研團(tuán)隊(duì)，涌現(xiàn)出一批先進(jìn)企業(yè)。預(yù)計(jì)“十五五”時(shí)期，安徽將著眼量子領(lǐng)域全球創(chuàng)新前沿，在量子新技術(shù)、新應(yīng)用方面有望實(shí)現(xiàn)全球領(lǐng)跑，構(gòu)建起一個(gè)集研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用于一體的量子科技產(chǎn)業(yè)生態(tài)，建成技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的雙高地?！癖本毫幜孔赢a(chǎn)業(yè)第一城，“十五五”時(shí)期有望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化。近年來，北京持續(xù)發(fā)力量子科技產(chǎn)業(yè)，北京市是全國量子企業(yè)或總部所在地以及上市企業(yè)最集中的地方之一，擁有41家量子科技企業(yè)。2023年，擁有量子科技領(lǐng)軍人才171位，位列全國之首。2024年，中關(guān)村(海淀)量子科技未來產(chǎn)業(yè)園和中關(guān)村量子科技孵化器正式揭牌，標(biāo)志北京在推動(dòng)量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中又向前邁進(jìn)一步。預(yù)計(jì)“十五五”時(shí)期，北京在量子科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化、企業(yè)集聚發(fā)展、產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育等方面將獲得躍遷發(fā)展，量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的體系化發(fā)展能力和從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化能力有望顯●廣東：重視戰(zhàn)略性前沿技術(shù)攻關(guān)，“十五五”時(shí)期有望依托量子增強(qiáng)灣區(qū)經(jīng)濟(jì)革新動(dòng)力。廣東已建成一批量子科技領(lǐng)域前沿技術(shù)孵化院所，在量子通信、量子材料、關(guān)鍵元器件、重7大儀器設(shè)備等方面已初步建立具有一定研發(fā)和生產(chǎn)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)體系。預(yù)計(jì)“十五五”時(shí)期，廣東量子科技產(chǎn)業(yè)的源頭創(chuàng)新和關(guān)鍵核心技術(shù)將進(jìn)一步“向上突圍”,粵港澳三地量子領(lǐng)域的科技力量有望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)整合集聚，量子全過程創(chuàng)新鏈將加快構(gòu)建。企業(yè)：開展實(shí)用化技術(shù)攻關(guān)，提升盈利能力截至2024年9月，中國量子科技全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)數(shù)量達(dá)到404家，其中上市企業(yè)35家、高新技術(shù)企業(yè)60家?！笆逦濉睍r(shí)期，中國量子科技相關(guān)企業(yè)新增注冊量預(yù)計(jì)將保持增長，量子計(jì)算機(jī)、量子傳感等產(chǎn)品實(shí)用能力競爭將更加激烈，企業(yè)開展實(shí)用化技術(shù)攻關(guān)，提升盈利能力成為重點(diǎn)發(fā)展方向。|2024年中國量子科技關(guān)鍵環(huán)節(jié)企業(yè)數(shù)量數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問●量子通信企業(yè)盈利能力較強(qiáng)，“十五五”時(shí)期將有更多廠商投8身商業(yè)化應(yīng)用市場。2023年中國量子科技企業(yè)中，超半數(shù)企業(yè)聚集于量子通信領(lǐng)域，主要研發(fā)包括高速量子密鑰分發(fā)設(shè)備、量子衛(wèi)星小型化地面接收站、單光子探測器等核心產(chǎn)品，用于支撐量子保密通信骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)，以及基于量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用?！笆逦濉睍r(shí)期，星-地自由空間量子通信技術(shù)、新型QKD協(xié)議及物聯(lián)應(yīng)用成為量子通信中長期發(fā)展主要市場，并向多領(lǐng)域滲透?！窳孔佑?jì)算企業(yè)多點(diǎn)開花，“十五五”時(shí)期將持續(xù)推進(jìn)硬件產(chǎn)品研發(fā)體系多元化發(fā)展。一直以來，量子計(jì)算是量子科技產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新最活躍的領(lǐng)域，全球量子計(jì)算科研論文發(fā)表量在過去10年中增長了4倍。目前量子原型機(jī)的研發(fā)技術(shù)路線競相發(fā)展，短期難以形成方案聚焦。量子糾錯(cuò)研究不斷深入，但實(shí)用化差距依舊明顯。量子計(jì)算軟件持續(xù)多元發(fā)展，成熟度有待提升?！笆逦濉睍r(shí)期，量子計(jì)算云平臺技術(shù)提供商將逐漸增多，基準(zhǔn)測評研究也將穩(wěn)步推進(jìn)?！窳孔訙y量頭部集中度較高，“十五五”時(shí)期將集中進(jìn)行交叉發(fā)現(xiàn)的技術(shù)與產(chǎn)品攻關(guān)。當(dāng)前量子測量商業(yè)化成熟度比較低，企業(yè)依然處于需投入高強(qiáng)度研發(fā)打磨產(chǎn)品的階段。量子測量涉及量子物理學(xué)、測試計(jì)量等多個(gè)領(lǐng)域的知識和技術(shù)積累，技術(shù)門檻較高，行業(yè)集中度較高。“十五五”時(shí)期，量子測量企業(yè)有望克服技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、市場等方面的困難，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，陸續(xù)推出冷原子鐘、重力儀、磁力計(jì)、光量子雷達(dá)等9樣機(jī)和產(chǎn)品，推動(dòng)量子測量產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。02謀遠(yuǎn)乘融合之勢，科學(xué)有序推進(jìn)量算嵌入算力設(shè)施建設(shè)建議地方政府科學(xué)有序、綠色集約地推進(jìn)本地?cái)?shù)據(jù)中心、計(jì)算中心等算力設(shè)施建設(shè)嵌入量子算力，打造出一批示范性、引領(lǐng)性強(qiáng)的“四算合一”新型算力設(shè)施。鼓勵(lì)量算供應(yīng)商與本地電信運(yùn)營、軟件/應(yīng)用集成及服務(wù)輸出等多個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同共建，充分利用電信企業(yè)覆蓋全國的云計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)資源以及廣泛的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，與產(chǎn)業(yè)界協(xié)同進(jìn)行技術(shù)突破與創(chuàng)新。鼓勵(lì)量子計(jì)算企業(yè)與本地電信運(yùn)營商深度參與樞紐級調(diào)度平臺建設(shè)。鑒于當(dāng)前量子算力的能力釋放多依托云平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，著重強(qiáng)調(diào)建立與量子云服務(wù)商穩(wěn)固、低延遲的網(wǎng)絡(luò)連接，保障用戶可靠接入量子算力資源，鼓勵(lì)有能力的云服務(wù)提供商積極提升響應(yīng)能力，促進(jìn)量子算力的實(shí)際應(yīng)用與普及。凝標(biāo)準(zhǔn)之力，打造量子科技標(biāo)準(zhǔn)化與安全加密體系建議地方政府積極以推動(dòng)本地量子科技規(guī)范化、安全化、健康化發(fā)展為宗旨，率先通過跨部門合作制定標(biāo)準(zhǔn)。注重前瞻性和兼容性，避免重復(fù)建設(shè)，促進(jìn)量子科技資源的有效整合。著重關(guān)注量子技術(shù)對現(xiàn)有加密體系的潛在影響，特別是量子計(jì)算機(jī)對基于大數(shù)分解和離散對數(shù)問題的經(jīng)典加密算法(如RSA、ECC)構(gòu)成的威脅。聯(lián)合相關(guān)行業(yè)專家和科研院所制定一套適用于不同應(yīng)用場景的抗量子加密算法標(biāo)準(zhǔn)，如密鑰交換、數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)加密等，并設(shè)定相應(yīng)的安全參數(shù)和實(shí)施指南。聚創(chuàng)新之能，強(qiáng)化核心底層技術(shù)攻關(guān)建議地方政府謀劃落