量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)通信(xin)(xin)(xin)是(shi)利(li)用(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)比(bi)特作為(wei)信(xin)(xin)(xin)息(xi)載(zai)體(ti)來(lai)進行信(xin)(xin)(xin)息(xi)交(jiao)互的(de)通信(xin)(xin)(xin)技(ji)術(shu)。量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)通信(xin)(xin)(xin)有(you)兩(liang)種最典型的(de)應用(yong),分別是(shi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)密(mi)鑰分發(fa)和量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)隱形傳態。量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)密(mi)鑰分發(fa)是(shi)指利(li)用(yong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)態來(lai)加(jia)載(zai)信(xin)(xin)(xin)息(xi),通過(guo)一定的(de)協議(yi)在(zai)遙遠地(di)點的(de)通信(xin)(xin)(xin)雙方(fang)共享密(mi)鑰。量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)力學(xue)基本原(yuan)理(li)保證了密(mi)鑰的(de)不可竊(qie)聽,從而可在(zai)原(yuan)理(li)上實(shi)現信(xin)(xin)(xin)息(xi)理(li)論安全的(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)保密(mi)通信(xin)(xin)(xin)。量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)密(mi)鑰分發(fa)是(shi)最先走(zou)向實(shi)用(yong)化(hua)和產業化(hua)的(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)信(xin)(xin)(xin)息(xi)技(ji)術(shu)。
量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)隱形(xing)(xing)傳(chuan)態(tai)又稱量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)遙傳(chuan)、量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)隱形(xing)(xing)傳(chuan)輸(shu)、量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)隱形(xing)(xing)傳(chuan)送(song)、量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)遠(yuan)距(ju)傳(chuan)輸(shu)或量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)遠(yuan)傳(chuan),是(shi)(shi)一種利用分散量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)纏(chan)結(jie)與一些物理訊息(xi)的(de)轉換(huan)來傳(chuan)送(song)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)至任意(yi)距(ju)離的(de)位置(zhi)的(de)技術,其(qi)傳(chuan)輸(shu)的(de)不(bu)再是(shi)(shi)經典(dian)信(xin)息(xi)而是(shi)(shi)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)攜帶的(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)信(xin)息(xi)。在量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)隱形(xing)(xing)傳(chuan)態(tai)中(zhong),遙遠(yuan)兩地(di)的(de)通(tong)信(xin)雙(shuang)方(fang)首先分享一對糾纏(chan)粒子(zi)(zi)(zi),其(qi)中(zhong)一方(fang)將待傳(chuan)輸(shu)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)態(tai)的(de)粒子(zi)(zi)(zi)(一般來說(shuo)與糾纏(chan)粒子(zi)(zi)(zi)無關聯)和自己手里的(de)糾纏(chan)粒子(zi)(zi)(zi)進行(xing)貝爾(er)態(tai)分辨,然后將分辨的(de)結(jie)果告知對方(fang),對方(fang)則根據得到的(de)信(xin)息(xi)進行(xing)相應的(de)幺(yao)正操作。
量(liang)(liang)子(zi)通(tong)(tong)信(xin)具有傳統通(tong)(tong)信(xin)方式所不具備(bei)的絕對安全(quan)特(te)性,在國(guo)家安全(quan)、金融等(deng)信(xin)息安全(quan)領域有重大的應用價值和(he)廣闊的發展前(qian)(qian)景。根(gen)據ICV數(shu)(shu)據,2021年,全(quan)球量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算(suan)市(shi)場(chang)規模(mo)約為8億美(mei)元(yuan),預計(ji)(ji)到(dao)2024年市(shi)場(chang)規模(mo)將增長(chang)到(dao)40億美(mei)元(yuan)左右。根(gen)據全(quan)球頂尖量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算(suan)公司發布的技術路(lu)線圖,預計(ji)(ji)2024年前(qian)(qian)后有望實(shi)現(xian)1000+物理量(liang)(liang)子(zi)比特(te)突破。到(dao)2030年前(qian)(qian)后,將從NISQ(含(han)噪聲(sheng)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算(suan))時(shi)代進入容(rong)錯(cuo)(cuo)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算(suan)時(shi)代。屆時(shi),量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算(suan)優勢將更為廣泛(fan)和(he)明(ming)顯,全(quan)球量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算(suan)市(shi)場(chang)規模(mo)將從容(rong)錯(cuo)(cuo)量(liang)(liang)子(zi)計(ji)(ji)算(suan)時(shi)代開啟時(shi),市(shi)場(chang)規模(mo)有望呈(cheng)現(xian)指數(shu)(shu)級上升趨勢,至千億美(mei)元(yuan)甚(shen)至更高。
2021年3月發布的國家十四五規劃中多次提到“量子”,明確提出要瞄準人工智能、量子(zi)(zi)信(xin)息(xi)(xi)、集成電路、生(sheng)命科(ke)(ke)學、腦科(ke)(ke)學、生(sheng)物育(yu)種、天空科(ke)(ke)技、深地深海(hai)等前(qian)沿領(ling)域,實施(shi)一批具有前(qian)瞻性(xing)、戰略性(xing)的國(guo)家重(zhong)大科(ke)(ke)技項目,并計劃(hua)投入1000億(yi)元(yuan)建設量子(zi)(zi)信(xin)息(xi)(xi)科(ke)(ke)學國(guo)家實驗室(shi)。在政策、市場推動下,我國(guo)量子(zi)(zi)通信(xin)行(xing)業發展迅速。近年(nian)來,我國(guo)量子(zi)(zi)通信(xin)市場規模持續快速增長,至2022年(nian)有望達(da)709億(yi)元(yuan),2017-2022年(nian)間(jian)CAGR為31.5%。
2014-2022年中國量子通信市場規模(mo)及增長情況(億(yi)元)
來源:中商產業研(yan)究(jiu)院,摯物產業研(yan)究(jiu)院整(zheng)理(li)
量(liang)(liang)子計算行業(ye)目(mu)前(qian)尚處(chu)于(yu)早期探索階段,核心參(can)與者不(bu)多,目(mu)前(qian)國(guo)外(wai)科技(ji)巨頭IBM、谷歌、亞(ya)馬遜、微軟、英特爾、霍尼(ni)韋爾等處(chu)于(yu)行業(ye)領先地位,IonQ、Rigetti、PsiQuantum等量(liang)(liang)子計算新勢力已獲得數(shu)億美元(yuan)風險投資,具備(bei)較強的(de)競(jing)爭實力。國(guo)內以本源量(liang)(liang)子、國(guo)盾量(liang)(liang)子等為代表的(de)依(yi)托高校的(de)公(gong)司(si)正加速發展,此(ci)外(wai),科技(ji)巨頭阿里巴(ba)巴(ba)、百度、騰訊、華為等也(ye)已布(bu)局量(liang)(liang)子計算。