中國信通院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所所長張海懿近日在接受《機(jī)電商報》等媒體采訪時表示，目前量子信息技術(shù)已進(jìn)入科技攻關(guān)、工程研發(fā)、應(yīng)用探索和產(chǎn)業(yè)培育一體化推進(jìn)的關(guān)鍵發(fā)展階段。其中，量子計算仍處于原理性與可行性驗證的探索階段；量子通信領(lǐng)域的部分技術(shù)方案已有商用化產(chǎn)品，目前處于初步實(shí)用化階段；量子測量整體尚處于實(shí)驗室研發(fā)和原機(jī)型攻關(guān)階段。

MEB：作為前沿科技領(lǐng)域之一，量子信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？

張海懿：量子信息技術(shù)將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向，是培育未來產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力、推動高質(zhì)量發(fā)展的重要方向之一。近年來，全球主要國家量子信息戰(zhàn)略布局進(jìn)一步加強(qiáng)，量子計算、量子通信和量子測量三大領(lǐng)域科研與技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)活躍，應(yīng)用探索與產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育受到多方重視。

經(jīng)過40余年的發(fā)展，量子信息技術(shù)從僅有學(xué)術(shù)界關(guān)注的基礎(chǔ)科學(xué)研究和前沿技術(shù)探索，逐步覆蓋產(chǎn)業(yè)界共同參與的工程應(yīng)用研究和未來產(chǎn)業(yè)培育，目前已進(jìn)入科技攻關(guān)、工程研發(fā)、應(yīng)用探索和產(chǎn)業(yè)培育一體化推進(jìn)的關(guān)鍵發(fā)展階段。

近年來,中國信通院每年發(fā)布《量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報告》，針對量子信息領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀、熱點(diǎn)和趨勢等方面有詳細(xì)的闡述，可供業(yè)界參考。

MEB：目前量子計算多種路線競相發(fā)展，哪條路線的發(fā)展前景最為看好？

張海懿：當(dāng)前，在量子計算領(lǐng)域，超導(dǎo)、離子阱、光量子、中性原子、硅半導(dǎo)體、金剛石色心和拓?fù)涞绕叽笾饕夹g(shù)路線并行發(fā)展，現(xiàn)階段整體上處于中等規(guī)模含噪聲量子處理器階段，量子糾錯已驗證糾錯盈虧平衡點(diǎn)。

其中，超導(dǎo)技術(shù)路線是有望率先實(shí)現(xiàn)量子糾錯和突破“殺手級”應(yīng)用的“種子選手”之一。中性原子路線2023年在多條技術(shù)路線競爭中異軍突起，可控量子物理比特數(shù)量已超1000個，與超導(dǎo)技術(shù)路線并駕齊驅(qū)，有望成為一匹“黑馬”。

近年來，量子計算應(yīng)用探索廣泛開展，但目前尚未在實(shí)際問題中展現(xiàn)出具有現(xiàn)實(shí)意義的優(yōu)越性，仍處于原理性與可行性驗證的探索階段。加快構(gòu)建國家級量子計算云平臺是提升應(yīng)用探索能力和培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重要途徑，其基礎(chǔ)核心是進(jìn)一步提升量子處理器的硬件性能。

總體來說，量子處理器硬件性能水平，距離實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？扇蒎e通用量子計算還有很大差距，未來仍需業(yè)界長期艱苦努力攻關(guān)。

MEB：量子通信領(lǐng)域有哪些技術(shù)方案？發(fā)展趨勢如何？

張海懿：量子通信領(lǐng)域主要關(guān)注的方向包括量子密鑰分發(fā)（QKD）、量子隱形傳態(tài)（QT）等。此外，量子安全直接通信（QSDC）等其他技術(shù)方案也在進(jìn)一步發(fā)展。

在產(chǎn)品及應(yīng)用方面，QKD基于量子態(tài)光信號傳輸和后處理，實(shí)現(xiàn)對稱密鑰生成，具有理論協(xié)議安全性，已有商用化產(chǎn)品，目前處于初步實(shí)用化階段。QT基于糾纏分發(fā)和貝爾態(tài)測量，實(shí)現(xiàn)量子態(tài)信息傳輸，是實(shí)現(xiàn)量子信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，正處于科研探索階段，尚未實(shí)用化。

在新技術(shù)研究探索方面，QKD新型協(xié)議系統(tǒng)研究和星地傳輸實(shí)驗持續(xù)活躍，但商用系統(tǒng)的工程化水平提升有限，而QT在糾纏制備、操控和存儲中繼等方面尚無重大突破。

從未來發(fā)展趨勢看，基于QKD的量子保密通信應(yīng)用場景有限，需要進(jìn)一步提升產(chǎn)品性能指標(biāo)和工程化水平，探索和拓展有效應(yīng)用場景，才能破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境。同時，后量子加密（PQC）是值得關(guān)注的發(fā)展方向。

另外，結(jié)合QT等技術(shù)的量子信息網(wǎng)絡(luò)（QIN）是未來融合發(fā)展演進(jìn)方向，已成為量子通信領(lǐng)域科研競爭主賽道。歐美國家在量子通信領(lǐng)域重點(diǎn)布局推動QIN的技術(shù)研究、原型驗證和組網(wǎng)試驗等工作，近年來取得多項重要進(jìn)展。我國需加快推動相關(guān)技術(shù)研究探索。

MEB：量子測量主要有哪些技術(shù)方向？未來可能應(yīng)用于哪些場景？

張海懿：量子測量基于對微觀粒子系統(tǒng)的操控進(jìn)行傳感測量，在精度、靈敏度和穩(wěn)定性等方面帶來數(shù)量級提升，具有技術(shù)方向多元、應(yīng)用場景豐富、產(chǎn)業(yè)化前景明確的特點(diǎn)。相關(guān)技術(shù)方向包括用于新一代PNT（定位/導(dǎo)航/授時）的光學(xué)原子鐘、光學(xué)時頻傳輸、原子陀螺儀與重力儀，以及用于高靈敏度檢測與目標(biāo)識別的光量子雷達(dá)、磁場精密測量、物質(zhì)痕量檢測等。

從發(fā)展現(xiàn)狀看，量子時頻基準(zhǔn)、磁力計和重力儀等逐步從實(shí)驗室走向商用化，部分方向已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品迭代；量子慣導(dǎo)和目標(biāo)識別等仍處于技術(shù)萌芽期，距離產(chǎn)品化較遠(yuǎn)。

從未來主要應(yīng)用場景來看，國防軍工、航空航天、定位導(dǎo)航、地質(zhì)勘測和生物醫(yī)療等眾多行業(yè)都將與量子測量技術(shù)相關(guān)。

量子測量技術(shù)整體尚處于實(shí)驗室研發(fā)和原機(jī)型攻關(guān)階段，如何走出實(shí)驗室在工程化應(yīng)用場景中落地，樣機(jī)如何滿足實(shí)際應(yīng)用需求，仍需進(jìn)一步探索和突破。同時，量子測量應(yīng)用領(lǐng)域分散，單一領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模有限，產(chǎn)業(yè)推動力有待加強(qiáng)。

MEB： 在量子信息領(lǐng)域，中國信通院已經(jīng)積累了多年的研究基礎(chǔ)，您對該領(lǐng)域下一步發(fā)展有哪些建議？

張海懿：中國信通院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所主要承擔(dān)量子信息領(lǐng)域的研究工作，始終秉持“國家高端專業(yè)智庫，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展平臺”的發(fā)展定位，著力加強(qiáng)政府支撐、技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、測試驗證和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育等多方面的工作。

為加快推進(jìn)我國量子信息領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展，我們要依托量子信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（QIIA）等平臺，在加快關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、保障自主供給能力、加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同及推進(jìn)未來產(chǎn)業(yè)培育等方面，進(jìn)一步聚力加快發(fā)展，爭取更多技術(shù)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化成果。（何   珺）