中国版Willow面世！华为、阿里提前布局我国量子计算行业商业化将逐渐起步

2024-12-18 14:00

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2024年12月17日，中国科学技术大学潘建伟院士团队在arXiv平台上发布“祖冲之三号”相关成果。据介绍，“祖冲之三号”的量子比特数相比拥有66个量子比特的“祖冲之二号”提升至105个，计算能力显著提升。其处理器由两个使用倒装芯片技术集成的蓝宝石芯片组成。

实验数据显示，“祖冲之三号”的性能超越谷歌72比特“悬铃木”处理器6个数量级，为目前超导量子计算的最强优越性。“量子计算优越性”是指量子计算机需要在特定的问题求解上，表现出超越经典计算机的能力，从而解决连超级计算机都无法在短时间内解决的计算任务。

量子信息以量子力学基本原理为基础，通过量子系统的各种相干特性(如量子并行、量子纠缠和量子不可克隆等)，进行计算、编码和信息传输。量子信息主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域，在提升计算困难问题的运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备超越经典信息技术的巨大潜力。

量子信息领域概况

领域	概念释义	功能特点	应用场景	典型研发产品
量子计算	遵循量子力学规律来调控量子信息单元进行计算的新型计算模式	能够实现0和1同时存在的计算状态叠加，具有远超传统计算的强大并行计算和模拟能力	在生物制药、材料研发、分子化学、资源勘探等领域，通过量子处理器来模拟量子系统运行状态;在人工智能、量化金融、密码解析、交通优化等大规模计算领域，加速机器学习和大数据处理能力等	D-Wave-量子退火机、“悬铃木”量子计算机、光量子计算原型机“九章”与“九章二号”、超导量子计算原型机“祖冲之”与“祖冲之二号”
量子通信	利用量子力学原理，通过移动量子态来实现信号、信息和量子态的转移和传输	利用量子叠加态或量子纠缠效应等进行信息的编码或密钥的安全传输	主要是量子密钥分发和量子隐形传态技术的应用，提供军事国防、国家政务、金融交易，互联网云服务，电力系统等领域的信息安全保障服务	美国量子通信网络、欧盟光纤QT实验网络、东京高速量子通信网络、中国科学实验卫星“墨子号”、微纳量子卫星“济南一号”、保密通信骨干线路“京沪干线”
量子测量	基于量子体系纠缠、压缩、高阶关联等特性，实现对量子态的操控和测量	量子测量的精度更高、探测距离更远、测量设备体积更小、测量手段和维度更丰富	集中于量子时频同步、量子重力测量、量子磁场测量、量子定位导航、量子目标识别等五大领域，覆盖军事国防、航空航天、生物医疗、能源勘探、交通运输、灾害预警等行业	时钟源、原子干涉磁力仪、量子干涉器件磁力计、原子干涉加速度计、原子干涉陀螺仪、原子干涉重力仪、原子干涉重力梯度仪、量子雷达

资料来源：观研天下整理

量子信息作为极具潜力和颠覆性的前沿领域，华为、腾讯、阿里、中国移动等企业提前布局量子计算领域。目前，我国量子计算正处于从研发开始往工程化、商业化方向前进。

量子信息科技企业技术及应用领域布局

企业简称	量子技术大类	量子技术细分	技术应用案例
中兴通讯	量子通信与安全	QKD量子设备、量子虚机、量子储存	提供量子安全服务系统、量子可信云等技术和应用产品，2021年在重庆璧山建设了全球首个量子安全可信云
中科曙光	量子通信与安全	量子通信云安全一体机	发布全球首款基于量子通信的云安全一体机QC·Server
国科量子	量子通信与安全	量子通信网络建设与运营	量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目
国盾量子	量子计算、量子通信与安全	超导量子计算、量子通信、科研仪器	济南量子通信试验网、新华社金融信息量子通信验证网、工商银行异地数据千公里级量子加密传输应用
九州量子	量子通信与安全	量子密钥分发、量子随机数发生器	全球首条量子保密通信商用干线——“沪杭干线”
浪潮集团	量子计算	超导量子计算	浪潮云量子计算服务IQS
星汉时空	量子测量/传感/成像	原子钟	在原子时算法方面在国内更是具有独有的技术优势，已应用于北斗三号卫星导航系统核心算法
华为云	量子计算	HiQ量子计算云平台、超导量子计算	华为HiQ量子计算云平台
国盛量子	量子测量/传感/成像	量子磁力传感设备、工业无损检测	设备质检检测平台、材料量子精密检测方案、教育科普平台
国腾量子	量子通信与安全	量子保密通信网络核心设备	粤港澳大湾区量子通信骨干网一期工程——广佛肇量子通信干线

资料来源：观研天下整理

在中国量子计算领域达成里程碑之际，海外企业研发进展也如火如荼。2024年12月9日，谷歌推出量子芯片Willow，在增加量子比特数量的过程中，成功地将错误率呈指数级下降。从3x3到5x5，再到7x7的量子比特阵列，每一次扩展都稳定地将错误率减半，首次实现“低于阈值”（在增加量子比特数量的同时减少误差）的历史性成就。

此外，亚马逊旗下云计算平台AWS亦于近期公布Quantum Embark（量子启航）咨询项目计划，旨在帮助客户了解用例、确定需要关注的相关量子技术，并最终就未来资源和长期量子路线图做出决策，为量子计算时代做好准备。

长远来看，随着量子计算行业商业化逐渐起步，市场前景广阔。（WYD）

观研天下®专注行业分析十二年，专业提供各行业涵盖现状解读、竞争分析、前景研判、趋势展望、策略建议等内容的研究报告。更多本行业研究详见《中国量子计算行业发展现状分析与投资前景研究报告（2024-2031年）》。

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