瞻觀前沿

4月11日，我國第三代自主超導(dǎo)量子計算機本源悟空成功裝備國內(nèi)首個PQC抗量子攻擊護(hù)盾——PQC(后量子密碼)混合加密方法。這將使本源悟空能夠更好抵御其他量子計算機的攻擊，確保運行數(shù)據(jù)安全。

PQC技術(shù)能夠有效抵抗量子計算機的攻擊。據(jù)介紹，本源悟空此次裝備的PQC抗量子攻擊護(hù)盾由本源量子計算科技(合肥)有限公司研發(fā)，這是中國數(shù)據(jù)安全新技術(shù)應(yīng)用的一次重要探索。

中國第三代自主超導(dǎo)量子計算機本源悟空于今年1月6日上線運行，搭載72位自主超導(dǎo)量子芯片悟空芯，是目前先進(jìn)的可編程、可交付超導(dǎo)量子計算機。截至4月10日，本源悟空已累計為來自117個國家的用戶完成逾16.9萬個運算任務(wù)，全球訪問量超551萬次。

圖片來源：本源量子

技術(shù)價值觀察

PQC(后量子密碼)混合加密方法將使本源悟空能夠更好抵御其他量子計算機的攻擊，確保運行數(shù)據(jù)安全，這也是中國數(shù)據(jù)安全新技術(shù)應(yīng)用的一次重要探索。

該技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)。量子信息產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游主要包含基礎(chǔ)光電元器件、量子通信核心元器件、量子通信傳輸干線、量子系統(tǒng)平臺、以及應(yīng)用層五個環(huán)節(jié)。其中基礎(chǔ)光電元器件和核心設(shè)備是支撐起量子通信的技術(shù)和硬件基礎(chǔ);量子傳輸干線是實現(xiàn)遠(yuǎn)程量子通信及量子網(wǎng)絡(luò)的傳輸渠道;量子系統(tǒng)平臺主要負(fù)責(zé)對信息進(jìn)行整合處理并根據(jù)需求做出相關(guān)指令，是維護(hù)整個系統(tǒng)健康運轉(zhuǎn)的軟件基礎(chǔ);應(yīng)用層則為量子信息產(chǎn)業(yè)化的下游，主要為軍事國防、政務(wù)、金融、互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用。

宏觀市場環(huán)境

多種技術(shù)路線競相發(fā)展

量子計算包含量子處理器、量子編碼、量子算法、量子軟件、以及外圍保障和上層應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)。目前，量子處理器的物理比特實現(xiàn)仍是量子計算研究的核心瓶頸，主要包含超導(dǎo)、離子阱、硅量子點、中性原子、光量子、金剛石色心和拓?fù)涞榷喾N方案，研究取得一定進(jìn)展，但仍未實現(xiàn)技術(shù)路線收斂。

量子計算硬件技術(shù)主要分兩大類，一類是以超導(dǎo)和硅半導(dǎo)體為代表的人造粒子路線，另一類是以離子阱、光量子和中性原子為代表的天然粒子路線。量子計算硬件研發(fā)目前處于各種技術(shù)路線并行發(fā)展和開放競爭階段。

QKD是量子通信與安全領(lǐng)域里最成熟的技術(shù)產(chǎn)品

量子通信利用量子態(tài)作為信息載體進(jìn)而實現(xiàn)信息交互，典型應(yīng)用形式包括量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution, QKD)和量子隱形傳態(tài)(Quantum Teleportation, QT)。目前，QKD是量子通信與安全領(lǐng)域里最成熟的技術(shù)產(chǎn)品，已經(jīng)在多國多行業(yè)展開應(yīng)用。

2030年左右實現(xiàn)商業(yè)化，市場規(guī)模超過千億美元

總的來看，在全球范圍內(nèi)，量子計算技術(shù)得到了前所未有的關(guān)注和投資，量子計算機研發(fā)已經(jīng)成為全球主要國家在前沿科技領(lǐng)域攻關(guān)突破的重點方向之一，近年來取得樣機研制與技術(shù)驗證主要代表性成就如下所示。大規(guī)?？扇蒎e通用量子計算機仍是需要長期探索和努力的目標(biāo)，量子計算領(lǐng)域的發(fā)展與競爭也將是一場科技馬拉松。

結(jié)合量子計算所需的物理學(xué)基礎(chǔ)與算法基礎(chǔ)，量子計算有望在10-15年內(nèi)實現(xiàn)商用。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年全球量子計算技術(shù)(包括硬件、軟件和即服務(wù)解決方案)市場規(guī)模為11億美元，2027年將增長至76億美元左右。預(yù)計量子計算的商用元年在2030年，市場需求超過1000億美元，2022-2030年年均復(fù)合增長率達(dá)79.72%。

中國量子計算技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與量子計算關(guān)鍵技術(shù)強關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在京津冀、長三角等多個地區(qū)，并且以安徽省為重點發(fā)展區(qū)域，未來布局量子計算技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于長三角地區(qū)優(yōu)先導(dǎo)入，其中可重點關(guān)注合肥市蜀山區(qū)等地的量子計算相關(guān)企業(yè)，以及該地方對于量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場的潛力空間。

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