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量子科技深度报告打破摩尔定律之矛,守护信

发布时间:2024/9/13 14:15:53   
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1、量科技上升为国家战略,二次产业浪潮将至1.1量子科技上升为国家战略量子科技产业获政策持续支持,已上升为国家战略。回顾过去多年国家对量子科技产业的支持,中国对量子科技的布局较为超前。早在年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(—年)》中,就已经提出“重点研究量子通信的载体和调控原理及方法,量子计算,电荷-自旋-相位-轨道等关联规律以及新的量子调控方法”。在年发布的《国家重大科技基础设施建设中长期规划(—年)》中,再次强调了“为空间网络、光网络和量子网络研究提供必要的实验验证条件”。年发布的《中国制造》中,提出“积极推动量子计算”的规划。年的“十三五规划”以及《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中,均对量子计算、量子通信、量子密钥技术等研发和应用提出了要求,量子科技已经上升到国家战略。量子信息技术或将成为中国“换道超车”的核心技术之一。我们认为,当前正处于国家“十四五”规划编制的重要窗口期,政治局会议集体学习量子科技,再次凸显量子科技作为国家战略的顶层设计。量子信息技术在面向“十四五”乃至更长远的未来,有望成为中国在全球科技产业中“换道超车”、掌握产业链话语权的重要核心技术,具有深远的战略意义。产业在政策的驱动下,将进一步迎来加速发展。1.2量子科技产业即将迎来第二次浪潮量子力学的发展促使量子科技产业第一次浪潮兴起。量子是构成物质的基本单元,是不可分割的微观粒子(譬如光子和电子等)的统称。量子力学研究和描述微观世界基本粒子的结构、性质及其相互作用,与相对论一起构成了现代物理学的两大理论基础,上世纪中叶,随着量子力学的蓬勃发展,以现代光学、电子学和凝聚态物理为代表的量子科技第一次浪潮兴起。其中诞生了激光器、半导体和原子能等具有划时代意义的重大科技突破,为现代信息社会的形成和发展奠定了基础。然而,受限于对微观物理系统的观测与操控能力不足,这一阶段的主要技术特征是认识和利用微观物理学规律,例如能级跃迁、受激辐射和链式反应,但对于物理介质的观测和操控仍然停留在宏观层面,例如电流、电压和光强。基础研究带来技术突破,量子科技产业即将迎来第二次发展浪潮。进入二十一世纪,随着激光原子冷却、单光子探测和单量子系统操控等微观调控技术的突破和发展,以精确观测和调控微观粒子系统,利用叠加态和纠缠态等独特量子力学特性为主要技术特征的量子科技第二次浪潮即将来临。量子科技浪潮的演进,有望改变和提升人类获取、传输和处理信息的方式和能力,为未来信息社会的演进和发展提供强劲动力。量子科技将与通信、计算和传感测量等信息学科相融合,形成全新的量子信息技术领域。当前量子科技主要应用于量子计算、量子通信和量子测量三大领域。量子信息技术是指通过对光子、电子和冷原子等微观粒子系统及其量子态进行精确的人工调控和观测,借助量子叠加和量子纠缠等独特物理现象,以经典理论无法实现的方式获取、传输和处理信息。当前量子科技主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大技术领域。1)量子计算:算力的飞跃。量子计算以量子比特为基本单元,通过量子态的受控演化实现数据的存储计算,具有经典计算无法比拟的巨大信息携带和超强并行处理能力。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。2)量子通信:传输的高安全性。量子通信利用微观粒子的量子叠加态或量子纠缠效应等进行信息或密钥传输,基于量子力学原理保证信息或密钥传输安全性,主要分量子隐形传态和量子密钥两类。量子通信和量子信息网络的研究和发展,将对信息安全和通信网络等领域产生重大变革和影响,成为未来信息通信行业的科技发展和技术演进的

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