2024量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告

前目一、量子信息領(lǐng)域總體發(fā)展態(tài) （一）量子信息技術(shù)開辟未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展新賽 （二）量子信息科研探索與技術(shù)創(chuàng)新高度活 （三）量子信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究取得階段性成 （四）企業(yè)數(shù)量增長(zhǎng)放緩，投融資保持高水 二、量子計(jì)算研究與應(yīng)用進(jìn) （一）硬件系統(tǒng)多技術(shù)路線并行，科研亮點(diǎn)成果涌 （二）量子糾錯(cuò)研究備受關(guān)注，距離實(shí)用化仍有差 （三）軟件與云平多元開放發(fā)展，成熟度有待提 （四）多領(lǐng)域持續(xù)探索應(yīng)用場(chǎng)景，歐美產(chǎn)業(yè)生態(tài)活 （五）構(gòu)建測(cè)評(píng)體系成為熱點(diǎn)，支撐技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā) 三、量子通信研究與應(yīng)用進(jìn) （一）量子密鑰分發(fā)科研持續(xù)推進(jìn)，量子衛(wèi)星受關(guān) （二）量子信息網(wǎng)絡(luò)是研究熱點(diǎn)，多方推動(dòng)前沿探 （三）量子保密通信應(yīng)用持續(xù)探索，仍存在問題爭(zhēng) （四）抗量子加密標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，升級(jí)遷移逐步啟 四、量子精密測(cè)量研究與應(yīng)用進(jìn) （一）新技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，基礎(chǔ)前沿研究亮點(diǎn)紛 （二）歐美加大布局與投資力度，推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng) （三）光鐘性能指標(biāo)穩(wěn)步提升，秒定義更新研究啟 （四）產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建初具雛形，規(guī)模商用仍面臨挑 五、量子信息領(lǐng)域發(fā)展與展 圖1量子信息各領(lǐng)域（a）科研論文（b）專利申請(qǐng)年度變化趨 圖2量子信息各領(lǐng)域全球科研論文總量前十位國(guó) 圖3量子信息各領(lǐng)域全球科研論文總量前十位機(jī) 圖4量子信息各領(lǐng)域我國(guó)專利申請(qǐng)總量前十位省 圖5量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）領(lǐng)域分布（b）年度增長(zhǎng)趨 圖6量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）國(guó)家分布（b）領(lǐng)域/區(qū)域?qū)?圖7量子信息領(lǐng)域獨(dú)角獸企業(yè)（a）國(guó)家分布（b）平均估 圖8量子信息領(lǐng)域企業(yè)投融資事件與金額年度變化趨 圖9量子計(jì)算主要技術(shù)路線核心指標(biāo)發(fā)展趨 圖10量子計(jì)算軟件技術(shù)體系框 圖11量子計(jì)算硬件性能基準(zhǔn)測(cè)評(píng)指標(biāo)體 圖12量子計(jì)算測(cè)評(píng)體系 圖13新型協(xié)議QKD系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（a）TF-QKD（b）CV- 圖14量子信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)（a）城域三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)（b）量子存儲(chǔ)器互 圖15美國(guó)NIST抗量子密碼（PQC）標(biāo)準(zhǔn)化歷 圖16量子精密測(cè)量主要技術(shù)方案與產(chǎn)品發(fā)展成熟 圖17秒定義更新路線圖任務(wù)完成 表1量子精密測(cè)量技術(shù)國(guó)防領(lǐng)域應(yīng)用前景概 表2ITU-T量子信息領(lǐng)域國(guó)際標(biāo) 表3ISO/IEC量子信息領(lǐng)域國(guó)際標(biāo) 表4ETSI量子信息領(lǐng)域國(guó)際標(biāo) 表5TC578量子信息領(lǐng)域國(guó)家標(biāo) 表6TC485量子信息領(lǐng)域國(guó)家標(biāo) 表7CCSA量子信息領(lǐng)域行業(yè)標(biāo) 表8CSTC量子信息領(lǐng)域行業(yè)標(biāo) 表9DL/TC27量子信息領(lǐng)域行業(yè)標(biāo) 量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2024量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2024年于量子密鑰分發(fā)（QKD）和量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）續(xù)展，樣產(chǎn)品研和平服務(wù)探不斷進(jìn)，但現(xiàn)規(guī)模應(yīng)當(dāng)前，2412發(fā)機(jī)構(gòu)、建設(shè)平設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、孵化培育初創(chuàng)企業(yè)、提供產(chǎn)品服務(wù)采量子計(jì)算、量子由量子計(jì)算快速發(fā)展引發(fā)的密碼破譯威脅使得抗量子加密（C）C1 1量子信息各領(lǐng)域（a）科研論文（b）專利申請(qǐng)年度變化趨勢(shì)域總和。量子通信和量子精密測(cè)量領(lǐng)域論文小幅增長(zhǎng)，PQC領(lǐng)域在2018年之后論文增長(zhǎng)加快，研究熱度上升明顯。專利申請(qǐng)方面，量PQC2018年之后專利圖2量子信息各領(lǐng)域的全球科研論文總量前十位的國(guó)家統(tǒng)計(jì)如圖量和C圖3量子信息各領(lǐng)域的全球科研論文總量前十位的機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)如圖3所示。中國(guó)科學(xué)院（含下屬院所、中科大、清華等研究機(jī)構(gòu)和高圖4量子信息各領(lǐng)域我國(guó)專利申請(qǐng)總量前十位的省市統(tǒng)計(jì)如圖4PQC領(lǐng)域浙江企業(yè)專利布局較早。性，保障安全性和互操作能力，可提升產(chǎn)業(yè)鏈分工作水平與研發(fā)主要國(guó)家在發(fā)展戰(zhàn)略布局中的關(guān)注重點(diǎn)之一。20247月，美國(guó)白開展標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)導(dǎo)者和人才培養(yǎng)，加強(qiáng)與盟友國(guó)家作，提升國(guó)際標(biāo)QKD系統(tǒng)和定義、提供表征測(cè)試基準(zhǔn)、研究系統(tǒng)和平功能架構(gòu)等初級(jí)階段。用場(chǎng)景探索、網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)平建設(shè)部署等快速發(fā)展，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制T標(biāo)準(zhǔn)化組織與國(guó)際電工委員會(huì)（ISO/IEC、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（TC578（CCSA（CSTC2~9。在QKD321727項(xiàng)，同韓是ITU-T量子通信標(biāo)準(zhǔn)研究的主要推動(dòng)力量。ETSI在QKD標(biāo)準(zhǔn)QKD1613項(xiàng)。ISO/IEC2項(xiàng)QKD安全性框架與測(cè)試國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，1項(xiàng)量子計(jì)算術(shù)語(yǔ)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。2024年1月，ISO/IEC成立量子技術(shù)聯(lián)技州大學(xué)HaeseongLee（量JTC316個(gè)技術(shù)方向國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方面，TC578負(fù)責(zé)量子計(jì)算和量子測(cè)量領(lǐng)域，目前已817743項(xiàng)。TC485負(fù)責(zé)量子通信領(lǐng)域，目前已發(fā)布《量子保密通信應(yīng)用基本要行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，CCSA是我國(guó)量子通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究主要平，1324項(xiàng)，協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)237計(jì)算云平和量子測(cè)量網(wǎng)絡(luò)等量子信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究。C從密碼行業(yè)角度，制定發(fā)布了2項(xiàng)D相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。/271測(cè)量和PQC5600300家，占比超過一半，量子通信和量子60家。 5量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）領(lǐng)域分布（b）2017-2021年是量子信息初創(chuàng)企業(yè)快速增長(zhǎng)期，50余家，202166家。2022年起企業(yè)增速放緩的主要原因包括：全球經(jīng)濟(jì)不確定性和人工 6量子信息領(lǐng)域企業(yè)數(shù)量（a）國(guó)家分布（b）領(lǐng)域/6從國(guó)家分布看，176107家，數(shù)量位居第二，其他國(guó)家如加拿大、英國(guó)、德國(guó)、法200家，全球占比接近三分之二，科技巨企業(yè)在數(shù)量規(guī)模和產(chǎn)業(yè)影響力等方面仍有一定差距。PQC領(lǐng)域企業(yè) 7量子信息領(lǐng)域獨(dú)角獸企業(yè)（a）國(guó)家分布（b）10月，12家量子信息領(lǐng)域獨(dú)角獸企業(yè)7所示。80%1量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2024量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2024年5家準(zhǔn)獨(dú)角獸企業(yè)311家。上市企業(yè)方面，85億圖88所示。6006630047億美元，量子通信和PQC融資規(guī)模較小，計(jì)約8.3億美元9圖9。202312月，IBM1121位物理比特超導(dǎo)量子處理器Condor133Heron10。2024年，芬蘭IQM99.91%保真度CZ門，T1和T2分別達(dá)到0.964ms1.155ms11，成為超導(dǎo)樣機(jī)新紀(jì)錄。此外，超導(dǎo)量子比特的TerraQuantum提出原子級(jí)薄晶體結(jié)構(gòu)Flowermon超導(dǎo)量子比特12，有望提升相干時(shí)間，降低制造復(fù)雜度IQM與慕尼黑大學(xué)聯(lián)優(yōu)化Transmon量子比特的參數(shù)設(shè)計(jì)，分析驗(yàn)證了電荷宇稱切換效應(yīng)13504位物理比特超導(dǎo)量子計(jì)算芯片“驍鴻”1472位物理比特芯片“悟力。2024Quantinuum離子阱原型機(jī)實(shí)現(xiàn)99.9979和99.914%的單/雙比特邏輯門保真度，量子體積1,048,57616，進(jìn)一步108個(gè)離子的高通光離子阱量子計(jì)算工程方面具有優(yōu)勢(shì)，比特規(guī)模擴(kuò)展迅速，。20232801提升邏輯門操作精度的重要里程碑20。2024年，德國(guó)達(dá)姆施塔特工1110個(gè)原子22Infleqtion基于靜止中99.902%99.35%的單/雙量子比特門保真度23。中科光量子計(jì)算兩類，前者朝通用量子計(jì)算發(fā)展，后者面向組優(yōu)化等問題求解應(yīng)用。2024QuiXQuantum在光量子芯片上演示GHZ態(tài)生成，展示了基于集成光子（PIC）技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？蓴U(kuò)展光量子計(jì)算的前景25AlquorBia量子計(jì)算云服務(wù)26550550W27。2024年，Intel研發(fā)硅半導(dǎo)體量子芯片新型制造與測(cè)試工藝，在自旋99.9%28澳大利亞Diraq在SiMOS量子點(diǎn)平實(shí)現(xiàn)超99%保真度雙量子比特支持。谷歌等13家機(jī)構(gòu)聯(lián)團(tuán)隊(duì)提出32由101個(gè)量子比特組成、7的表面碼，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)（0.143±0.003）%的量子比特錯(cuò)誤率，作3356比特H20.0011的120.02422倍Quantinuum聯(lián)團(tuán)隊(duì)34利用30個(gè)物理量子比特構(gòu)建4個(gè)邏輯810?3錯(cuò)誤率降低近80035基于QuantinuumH2新型量子糾錯(cuò)編碼方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證取得諸多重要進(jìn)展。2024年，IBM提出基于量子低密度奇偶校驗(yàn)碼的糾錯(cuò)方案36，實(shí)現(xiàn)Alice&Bob誤率<10?8100個(gè)邏輯量子比特。日本理化學(xué)研究所提出“多-超45%，首次利用邏輯量子比特實(shí)驗(yàn)證界持續(xù)開放探索，軟件技術(shù)體系初步形成，如圖10所示。圖10量子計(jì)算應(yīng)用軟件24uatum然語(yǔ)言處理軟件abeq0041zureuatmleens424景探索。執(zhí)行量子程序，同時(shí)提供編譯規(guī)則用以協(xié)調(diào)和約束編譯操作。IM發(fā)布更新版ist軟件，進(jìn)一步提高量子硬件電路優(yōu)化速度和存儲(chǔ)44ItluaumK）1.1版本45。量子計(jì)算測(cè)控軟件用于控制和處理硬件，執(zhí)行運(yùn)算操作德科技已在其量子控制系統(tǒng)中集成了Q-CTRLBoulderOpal軟QuantrolOx公司推出量子比特自動(dòng)化控制軟件QuantumEdge量子芯片監(jiān)測(cè)與控制自動(dòng)化47。量子計(jì)算EDA軟件可提供量子計(jì)算EDAQuantumPro，實(shí)AzureQuantum達(dá)發(fā)布CUDA-Q開源平提供量子-經(jīng)典混編程工具推動(dòng)量子段。K培育的核心匯聚點(diǎn)。硬件資源訪問功能與算力服務(wù)，云平有望成為未來量子計(jì)算商業(yè)紛紛推出了量子計(jì)算云平服務(wù)。計(jì)算融架構(gòu)與服務(wù)。2023年12月，IBMQuantum云平集成Q-CTRLQ-CTRLEmbedded51，將量子算法AmazonBraket云平推出BraketDirect計(jì)劃，為開發(fā)者提供指定時(shí)間段保504比特量子計(jì)算芯片“驍鴻”54，支持大規(guī)模量子計(jì)算測(cè)控系統(tǒng)研究和云平服務(wù)。北京量子院聯(lián)中科院物理所發(fā)布Quafu量子云平，提供百比特規(guī)模超導(dǎo)量子計(jì)算資源服務(wù)和啟科量子等企業(yè)和機(jī)構(gòu)作推出了五岳量子計(jì)算云平56。雖然國(guó)內(nèi)外業(yè)界已有諸多量子計(jì)算云平建設(shè)與服務(wù)實(shí)踐探索，需要指出的是，當(dāng)前量子計(jì)算云平的各類型硬件資源在物理量子務(wù)，商業(yè)化模式尚未完全成熟。未來，打造量子計(jì)算云平商業(yè)價(jià)求解加速或量子優(yōu)越性，才能形成量子計(jì)算云平和服務(wù)的商業(yè)邏業(yè)域機(jī)構(gòu)業(yè)作展應(yīng)問題研成為要趨勢(shì)量子計(jì)的應(yīng)場(chǎng)景探主要包量子擬、量組化、量人工智和04530耦強(qiáng)度和模式的長(zhǎng)程量子伊辛模型量子模擬，實(shí)現(xiàn)可單比特分辨的量子態(tài)測(cè)量58。IBM和克利夫蘭診所作利用量子-經(jīng)典混方法預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)并有效提升預(yù)測(cè)精度59。Novonesis和Kvantify使用量子組合優(yōu)化通過量子技術(shù)為大規(guī)模復(fù)雜組優(yōu)化問題提供高效解決方案，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括金融、能源、物流等。2024年，花旗銀行和Classiq聯(lián)研究投資組優(yōu)化的量子解決方案基于預(yù)期回報(bào)和風(fēng)險(xiǎn)水平構(gòu)建了性能更優(yōu)的風(fēng)險(xiǎn)投資組62。美國(guó)IonQ與德用。2024年，英國(guó)石油公司和ORCA使用混量子-經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)方法探索量子計(jì)算提升化學(xué)領(lǐng)域機(jī)器學(xué)習(xí)算法潛力65和InsilicoMedicine作利用量子人工智能開發(fā)具有更高結(jié)親和KRAS抑制劑分子66。帝國(guó)理工學(xué)院和谷歌將新型數(shù)學(xué)方法與費(fèi)米子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)，尋找量子化學(xué)領(lǐng)域分子狀態(tài)建模解決領(lǐng)域的計(jì)算困難問題帶來指數(shù)級(jí)加速。2024年，麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)了將Regev算法與Shor算法結(jié)新算法，有望使Shor算法在小規(guī)300余家，產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)已初步形成并持續(xù)發(fā)展，歐美量產(chǎn)業(yè)鏈中游和態(tài)作力處于先。國(guó)量子算企數(shù)量、模較小在產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)包括云平供應(yīng)商和行業(yè)應(yīng)用企業(yè)等。IBM、微軟、亞馬遜等量子計(jì)算云平在硬件水平和用戶數(shù)量等方面處于局和投入力度均保持較高水平。我國(guó)量子計(jì)算云平在軟硬件能力（??）發(fā)不斷深化，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)紛紛推出樣機(jī)產(chǎn)品和平服務(wù)，111關(guān)鍵參數(shù)綜評(píng)價(jià)量子計(jì)算硬件系統(tǒng)整體性能，及其在解決特定應(yīng)EPLGCLOPSh和IBM早期提出的量?jī)r(jià)量子計(jì)算系統(tǒng)硬件性能。2024QEDC更新面向應(yīng)用priee7E、體系與驗(yàn)證平，DARPA還與伊利諾伊州簽署諒解備忘錄74，共建20249月，在中國(guó)信息通信（PT）展第四屆量子計(jì)算論壇，中國(guó)1.0，涵蓋量子計(jì)算全棧軟硬件產(chǎn)品功能和性能基準(zhǔn)，以及相應(yīng)測(cè)試方法，如圖12所示。圖12托標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、定制化測(cè)試方案等，開展量子計(jì)算云平功能與業(yè)界作研究迭代量子計(jì)算測(cè)評(píng)體系，開展量子計(jì)算技術(shù)、產(chǎn)品基于DG 來源：（a）PhysRevLett132260802（b）PhotonRes.121485-13QKD系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（a）TF-QKD（b）CV-在QKD科研探索方面，提升雙光場(chǎng)（TF）和連續(xù)變量（CV）20246月，TF-QKD502公里光纖傳輸，如圖13態(tài)制備CV-QKD13（b）所示，通過抑制被動(dòng)態(tài)制備及51.09Gbit/s密鑰成碼率，有望成為接入網(wǎng)高速Q(mào)KD解決方案。芯光纖實(shí)現(xiàn)四維混時(shí)間路徑編碼QKD系統(tǒng)傳輸實(shí)驗(yàn)密鑰成碼51.5kbit/s，多芯光纖有助于提升高維QKD系統(tǒng)傳輸魯棒性。7光纖中QKD4.5kbit/s。美國(guó)斯坦福大學(xué)提出79基于真空腔和遠(yuǎn)距離空間透鏡陣列組的真空光束波導(dǎo)（VBG）3個(gè)量級(jí)，同時(shí)具備高光譜帶在QRNG前沿研究方面，提升樣機(jī)產(chǎn)品集成化水平，探索測(cè)量子安全算法和零知識(shí)證明相結(jié)構(gòu)建了基于DI-QRNG的隨機(jī)數(shù)信可向公眾提供隨機(jī)數(shù)生成服務(wù)。20242月，山西大學(xué)報(bào)道81基于QRNG，隨機(jī)數(shù)23Mbit/s，成為MDI-QRNG速率新紀(jì)錄。5月，東QRNG382Gbit/s。2022面接收站，進(jìn)一步探索驗(yàn)證星地量子密鑰分發(fā)應(yīng)用。20248月，中科大報(bào)道85濟(jì)南一號(hào)微納QKD衛(wèi)星與多地小型化地面站間的星地同步軌道運(yùn)行，系統(tǒng)工作頻率達(dá)到625MHz，具備雙向激光通信和100千克，單軌密鑰成碼量達(dá)595kbits886德國(guó)慕尼黑大學(xué)研制的技術(shù)驗(yàn)證。加拿大滑鐵盧大學(xué)報(bào)道87完成量子加密和科學(xué)衛(wèi)星2024189利97.5%，為分布式量子計(jì)算互聯(lián)組網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。30%，突破電信波段25.9MHz0.973，大幅提升了光源亮度。在轉(zhuǎn)換接口方面，23年109-動(dòng)態(tài)范圍5B，轉(zhuǎn)換帶寬1z，噪聲等效溫度3K，具備室溫100耦在K024年3101-410 來源：（a）Naturev629p579–5852024)（b）Naturev629p573–57814量子信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)（a）城域三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)（b）在組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)方面，24年51a15104在波士頓1359105在4490中科大報(bào)道1067公里現(xiàn)網(wǎng)光纖的量子接口等實(shí)現(xiàn)方案。20249月，美國(guó)國(guó)家量子計(jì)劃咨詢委員會(huì)（NQIAC功能層協(xié)議模型，重點(diǎn)構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)網(wǎng)和測(cè)試平，強(qiáng)化國(guó)際基于QKDQRNG和量子安全直接通信等方案的量子保密通信QKD（IPSec、（TLS商密鑰融，QRNG生成的量子隨機(jī)數(shù)與數(shù)字簽名、加密等算法中的初始隨機(jī)向量等融，可以實(shí)現(xiàn)更高安全性的身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)加用QKD量子密鑰為天然氣管網(wǎng)和電力線路等提供加密保護(hù)109關(guān)研究和示范應(yīng)用110英國(guó)電信聯(lián)東芝等開展數(shù)據(jù)中心的QKD技術(shù)融應(yīng)用探索，提供數(shù)據(jù)傳輸加密的“量子密鑰即服務(wù)”應(yīng)用111。中電信量子推出華為Mate60ProSIM卡密QRNG芯片的GalaxyQuantum5量子安全手機(jī)，使用量子隨機(jī)數(shù)進(jìn)和挑戰(zhàn)，商用化前景仍不明朗。20241月，法國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全局、德要專用設(shè)備和光纖資源支持，部署和運(yùn)維成本高。白皮書還指出QKD技術(shù)在大多數(shù)傳統(tǒng)密碼學(xué)場(chǎng)景中難以實(shí)際應(yīng)用，為了應(yīng)對(duì)量子離線密鑰充注方案，以及量子加密服務(wù)平、密碼服務(wù)中間件等在網(wǎng)絡(luò)緊耦的對(duì)稱加密場(chǎng)景，則量子保密通信難以實(shí)現(xiàn)多類型業(yè)務(wù)生成量子密鑰和QRNG生成量子隨機(jī)數(shù)等進(jìn)行按需適配和靈活應(yīng)用，QKD和QRNG系統(tǒng)融。未來，加快量子保密通信技術(shù)工程化研發(fā)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品提質(zhì)115，未來可能快速破解H“牽CPQCPQC領(lǐng)域研究NISTPQC算法標(biāo)準(zhǔn)研究，201612PQC算證評(píng)估和標(biāo)準(zhǔn)編制三個(gè)階段，20248月正式發(fā)布了首批三項(xiàng)PQC算法標(biāo)準(zhǔn)116，另有一項(xiàng)PQC算法標(biāo)準(zhǔn)待發(fā)布。美國(guó)NIST組織PQC算法標(biāo)準(zhǔn)研究工作歷程如圖15所示。15NIST抗量子密碼（PQC）在NIST首批選定的四種PQC算法標(biāo)準(zhǔn)中Kyber和Dilithium兩種算法的業(yè)界認(rèn)可度最高，加密安全性、密鑰大小和運(yùn)算速度等指標(biāo)領(lǐng)先，綜性能出眾，預(yù)計(jì)將成為大多數(shù)加密應(yīng)用場(chǎng)景中的PQCFalcon（暫未正完全依賴格加密的安全性，NIST還選擇了基于哈希的Sphincs+數(shù)字用的一種補(bǔ)充方案。此外，NISTPQC密鑰封裝CC子計(jì)算破解仍有待研究。T在C算法標(biāo)準(zhǔn)化過程中選擇多種23年4月，清華大學(xué)提出可能破解格密碼的量子算法117，法國(guó)L大學(xué)提出可削弱格密碼的量子啟發(fā)算法118，雖然攻擊有效性有待密碼學(xué)C關(guān)注。此外，美國(guó)T主導(dǎo)和國(guó)家安全局（A）深度參與制定C后”，也對(duì)C美國(guó)政府層面大力推動(dòng)PQC2022法》120，NSA2.0版（CNSA2.0）121，全面啟動(dòng)國(guó)家信息系統(tǒng)PQC20247《PQC報(bào)告》122PQC遷移戰(zhàn)略的主要原則：制PQCPQC遷移的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)，以及盡早識(shí)別無法支持PQC算法的系統(tǒng)和應(yīng)用。報(bào)告預(yù)計(jì)將在2035PQC升級(jí)遷移。谷歌宣布123Chrome瀏覽器等服務(wù)和服務(wù)器間通信啟用了基于Kyber的PQC加密算法保護(hù)。蘋果公司宣布124使用PQC算法和ECC算法混構(gòu)建的PQ3加密算法對(duì)iMessage平通訊協(xié)議加密機(jī)制進(jìn)行升級(jí)。AMD公司推出125PQCFPGASoC產(chǎn)品“SpartanUltraScale+”。德國(guó)Tuta公司推出126PQC算法與傳統(tǒng)加密算法結(jié)為電子郵件服務(wù)提供量子安全保障Viavi和Keysight推出127支持PQC總體而言，PQC升級(jí)遷移將成為信息安全領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)升級(jí)和競(jìng)爭(zhēng)格局重構(gòu)的重要契機(jī)，我國(guó)需加快制定自主可控的PQC算法標(biāo)準(zhǔn)，出等特點(diǎn)各異16所示。微波原子鐘等量子時(shí)頻基準(zhǔn)產(chǎn)品已在秒定義、圖16基于量子糾纏測(cè)量方案可突破經(jīng)典方法性能極限。2023年11月，俄勒岡大學(xué)報(bào)道128量子糾纏干涉成像技術(shù)新方案，通過聯(lián)測(cè)力。12月，韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院報(bào)道129基于糾纏光源實(shí)現(xiàn)了量子光（QICT參考樣品的深度分布圖。20243月，英國(guó)格拉斯哥大學(xué)提出130基于量子糾纏的量子輔助自適應(yīng)光學(xué)成像技術(shù)，成像清晰度提高24年4137究中心聯(lián)團(tuán)隊(duì)利用含羰基有機(jī)共軛分子實(shí)現(xiàn)了原子尺度的電場(chǎng)/磁場(chǎng)傳器132，與掃隧道顯微鏡相結(jié)有望實(shí)現(xiàn)對(duì)子、分子和8N）的二維量子傳感芯片133望現(xiàn)更廉更通用量子感器。圳量院與中大等利10個(gè)光子的ok限高達(dá)18B，逼近海森堡極限134。9月，英國(guó)格拉斯哥大學(xué)等聯(lián)團(tuán)隊(duì)利用摻雜五烯烴演示室溫下相關(guān)自旋控制135物質(zhì)搜尋的靈敏度7月美國(guó)費(fèi)米國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和芝加哥大學(xué)聯(lián)團(tuán)隊(duì)利用超導(dǎo)量子位來制備非經(jīng)典Fork態(tài)的超導(dǎo)微波腔，激發(fā)暗物質(zhì)2.78倍137。8月，美國(guó)史蒂文斯理工學(xué)院和瑞典斯德哥爾摩大學(xué)聯(lián)團(tuán)隊(duì)提出利用量202412政府同贈(zèng)予、技術(shù)產(chǎn)品采購(gòu)等方式，成為推動(dòng)量子精密測(cè)量技I密測(cè)量項(xiàng)目140Teaqaum0萬美金為美國(guó)空軍開發(fā)小型化原子鐘。量子器件設(shè)計(jì)軟件企業(yè)uaDethsteearh獲得5測(cè)量設(shè)備企業(yè)eahois獲得15萬美元資助開發(fā)用于生物成Rroelecrncs獲得0L1I療等領(lǐng)域應(yīng)用。美國(guó)A資助軍用級(jí)原型量子激光器的開發(fā)，英國(guó)科學(xué)、創(chuàng)新和技術(shù)部（DSIT）設(shè)立量子催化劑Catalyst）基金1421500萬英鎊，三家量子精密測(cè)量企業(yè)獲項(xiàng)目Cerca進(jìn)行量子腦磁掃描儀的開發(fā)，用于癲癇儀企業(yè)DeltaG基于重力梯度傳感器技術(shù)開發(fā)半自主監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)城市量子傳感器和用于PNT和地球觀測(cè)的增強(qiáng)量子時(shí)鐘和慣性傳感器等300萬加元的啟動(dòng)資金。性導(dǎo)航等核心能力，對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知和運(yùn)載平測(cè)控等方面具有1以更高精度獲得目標(biāo)位置/速度等信通過地球磁場(chǎng)的微弱變化進(jìn)行地下新興防干擾、防黑客通信能力144。20245DSIT宣布在飛機(jī)平成功演示了基于量子技術(shù)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)145，標(biāo)志著量子軍作在艦船平對(duì)量子-經(jīng)典混導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行海上實(shí)驗(yàn)。6月，SandboxAQAQNav146（AI）結(jié)打造商業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)地磁輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，可在衛(wèi)星定位導(dǎo)失效時(shí)，實(shí)現(xiàn)空中、陸地和海洋等環(huán)境自主導(dǎo)航。AQNav系統(tǒng)已在量子頻率基準(zhǔn)已成為時(shí)間頻率計(jì)量領(lǐng)域的“定海神針”1967年，13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過了采用銫原子躍遷頻率來定義秒的決議，即以銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)輻射的9,192,631,7701秒。從此，時(shí)頻計(jì)量開啟了“量60年的發(fā)展，以銫原子鐘等為代表的微波原子時(shí)穩(wěn)光學(xué)腔與超穩(wěn)激光技術(shù)融應(yīng)用確保了光學(xué)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，量技術(shù)進(jìn)入了新紀(jì)元。20241月，中科大報(bào)道147通過兩套獨(dú)立的鍶原子光晶格鐘進(jìn)行頻率比對(duì)測(cè)量，穩(wěn)定度在萬秒積分時(shí)間達(dá)到8.1×10-19，刷新了時(shí)間頻率計(jì)量精1499個(gè)量子比特的GHZ（SQL州理工學(xué)院與斯坦福大學(xué)聯(lián)團(tuán)隊(duì)報(bào)道150實(shí)現(xiàn)了用于中性原子光學(xué)在2022年國(guó)際計(jì)量大會(huì)獲得通過并啟動(dòng)開展秒定義更新相關(guān)研究工2030-2034年之間，可完成實(shí)現(xiàn)秒定義修改。CCTF提出圖17CCTF還對(duì)現(xiàn)有時(shí)間頻率相17所示。首先，3種不同躍遷的光頻標(biāo)，評(píng)定不確定度2e-18。其次，光頻標(biāo)比對(duì)精度滿足指定要求。例如，各國(guó)5e-18精度的頻率持續(xù)比1-29是個(gè)例外，僅需8eV就可以從最低能態(tài)（基態(tài)躍遷至某23歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室制造出釷-29，首次確定激發(fā)能量為4eV。24年4B）聯(lián)實(shí)了-29核遷首激激151?？凭珳y(cè)院利用態(tài)載入結(jié)緩沖體碰冷卻方實(shí)現(xiàn)離子的禁，同對(duì)1529國(guó)T聯(lián)-29-87的頻率比對(duì)153，測(cè)量結(jié)果相比以往報(bào)道提高了6個(gè)數(shù)量級(jí)。核鐘研究產(chǎn)業(yè)鏈上游與化帶來戰(zhàn)。未，科單位、校和業(yè)需加強(qiáng)作，過游。推動(dòng)應(yīng)用賦能，增進(jìn)各方福祉，已成為全人類的共同心愿。2024年6月，為紀(jì)念量子力學(xué)發(fā)展百年，2025年為國(guó)際量子科技年（IYQ）154，指出量子科技的發(fā)展對(duì)解決聯(lián)國(guó)2030可持統(tǒng)協(xié)同迭代，提升技術(shù)成熟度與易用性。量子計(jì)算云平已成為融量子通信領(lǐng)域，新型D和G協(xié)議研究與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)持續(xù)D臨些問題挑戰(zhàn)，界需一步凝共識(shí)找準(zhǔn)方向力攻方C識(shí)，美國(guó)正式發(fā)布C量技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，通過科技項(xiàng)目支持、政府同贈(zèng)予、技術(shù)產(chǎn)品采攻關(guān)、研發(fā)標(biāo)志性產(chǎn)品、建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施平、促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同、202410月。2ITU-TITU-TQ.4160Quantumkeydistributionnetworks–ProtocolITU-TQ.4161ProtocolsforAkinterfacesforquantumkeydistributionITU-TProtocolsforKq-1interfacesforquantumkeydistributionITU-TProtocolsforKxinterfacesforquantumkeydistributionITU-TQ.4164ProtocolsforCkinterfacesforquantumkeydistributionOverviewonnetworkssupportingquantumkeyFunctionalrequirementsforquantumkeydistributionQuantumkeydistributionnetworks–FunctionalQuantumkeydistributionnetworks–KeyQuantumkeydistributionnetworks–ControlandQuantumkeydistributionnetworks–Software-definednetworkingQuantumkeydistributionnetworks–RequirementsforqualityofserviceassuranceQuantumkeydistributionnetworks–QualityofserviceIntegrationofquantumkeydistributionnetworkandsecurestorageArole-basedmodelinquantumkeydistributionnetworksQuantumkeydistributionnetworks–FunctionalarchitectureforofserviceQuantumkeydistributionnetworks-RequirementsformachinelearningbasedqualityofserviceassuranceQuantumkeydistributionnetworks–functionalrequirementsarchitectureformachinelearningQuantumkeydistributionnetworks–OverviewofQuantumkeydistributionnetworks–FunctionalarchitectureenhancementofmachinelearningbasedqualityofserviceassuranceQuantumkeydistributionnetworks–RequirementsandmodelforautonomicmanagementandcontrolQuantumkeydistributionnetworks–RequirementsforQuantumkeydistributionnetworks-RequirementsforautonomicqualityofserviceassuranceQuantumkeydistributionnetworkfederation-ReferenceIntegrationofquantumkeydistributionnetworkandtime-sensitivenetwork-frameworkIntegrationofquantumkeydistributionnetworkandusernetworksupportingend-to-endmoderncryptographyservices-ITU-TQuantumnoiserandomnumbergeneratorITU-TSecurityframeworkforquantumkeydistributionITU-TX.1712Securityrequirementsandmeasuresforquantumkeydistributionnetworks–keymanagementITU-TX.1713SecurityrequirementsfortheprotectionofquantumkeydistributionITU-TX.1714KeycombinationandconfidentialkeysupplyforquantumkeydistributionnetworksITU-TX.1715Securityrequirementsandmeasuresforintegrationofquantumkeydistributionnetworkandsecurestoragenetwork3ISO/IECSecurityrequirements,testandevaluationmethodsforquantumkeydistributionPart1:RequirementsSecurityrequirements,testandevaluationmethodsforquantumkeydistributionPart2:EvaluationandtestingmethodsInformationtechnology-Quantumcomputing-4ETSIETSIGRQKDV2.1.1(2018-QuantumKeyDistribution(QKD);ComponentsandETSIGRQKD007V1.1.1(2018-12)QuantumKeyDistribution(QKD);ETSIGSQKD002V1.1.1(2010-06)QuantumKeyDistribution(QKD);UseETSIGSQKDQuantumKeyDistribution(QKD);ComponentsandV1.1.1(2010-ETSIGSQKD004V1.1.1(2010-12)QuantumKeyDistribution(QKD);ApplicationETSIGSQKD004V2.1.1(2020-08)QuantumKeyDistribution(QKD);ApplicationETSIGSQKDV1.1.