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2020年全球及中国量子信息技术总体发展态势、行业市场规模及行业发展前景分析预测[图]量子信息是量子物理与信息技术相结合发展起来的新学科,主要包括量子通信和量子计算2个领域。量子通信主要分析量子密码、量子隐形传态、远距离量子通信的技术等等;量子计算主要分析量子计算机和适合于量子计算机的量子算法。科学社会学的奠基人贝尔纳曾说:“科学与战争一直是极其密切地联系着的。”今天,倘若要追溯风靡全球的信息化战争之科技源头的话,无疑是1946年世界第一台计算机“ENIAC”诞生所开启的电子信息科技革命。然而,这一曾彻底颠覆机械化战争图景的电子信息科技,在遵循“摩尔定律”飞速前行了数十年之后,制约其进一步发展的系列问题日渐凸显:电子计算机的极限运算速度是否存在?越来越一体化的电子信息网络如何应对“网电空间战”?等等。对此,近年来不断突破的量子信息科技正在开启新的机遇之门,势必在未来重新涂抹战神的面孔。量子信息化战场的通信网络,以其超大信道容量、超高通信速率等特性,在未来的信息化战争中扮演无可替代的角色。亦正因此,近年来,美国国防高级分析计划署启动了多项量子通信方面的相关分析计划。英国、德国、日本等国也都将量子通信技术纳入议程,对其开展了广泛的探索。一、量子信息技术总体发展态势(一)量子信息技术成为未来科技发展关注焦点之一随着人类对于量子力学原理的认识、理解和分析不断深入,以及对于微观物理体系的观测和调控能力不断提升,以微观粒子系统(如电子、光子和冷原子等)为操控对象,借助其中的量子叠加态和量子纠缠效应等独特物理现象进行信息获取、处理和传输的量子信息技术应运而生并蓬勃发展。量子信息技术主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域,可以在提升运算处理速度、信息安全保障能力、测量精度和灵敏度等方面突破经典技术的瓶颈。量子信息技术已经成为信息通信技术演进和产业升级的关注焦点之一,在未来国家科技发展、新兴产业培育、国防和经济建设等领域,将产生基础共性乃至颠覆性重大影响。量子计算以量子比特为基本单元,利用量子叠加和干涉等原理进行量子并行计算,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,能够在特定计算困难问题上提供指数级加速。量子计算带来的算力飞跃,有可能在未来引发改变游戏规则的计算革命,成为推动科学技术加速发展演进的“触发器”和“催化剂”。未来可能在实现特定计算问题求解的专用量子计算处理器,用于分子结构和量子体系模拟的量子模拟机,以及用于机器学习和大数据集优化等应用的量子计算新算法等方面率先取得突破。量子通信利用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传输安全性,主要分量子隐形传态和量子密钥分发两类。量子密钥分发基于量子力学原理保证密钥分发的安全性,是首个从实验室走向实际应用的量子通信技术分支。通过在经典通信中加入量子密钥分发和信息加密传输,可以提升网络信息安全保障能力。量子隐形传态在经典通信辅助之下,可以实现任意未知量子态信息的传输。量子隐形传态与量子计算融合形成量子信息网络,是未来量子信息技术的重要发展方向之一。量子测量基于微观粒子系统及其量子态的精密测量,完成被测系统物理量的执行变换和信息输出,在测量精度、灵敏度和稳定性等方面比传统测量技术有明显优势。主要包括时间基准、惯性测量、重力测量、磁场测量和目标识别等方向,广泛应用于基础科研、空间探测、生物医疗、惯性制导、地质勘测、灾害预防等领域。量子物理常数和量子测量技术已经成为定义基本物理量单位和计量基准的重要参考,未来量子测量有望在生物分析、医学检测以及面向航天、国防和商业等应用的新一代定位、导航和授时系统等方面率先获得应用。(二)各国加大量子信息领域的支持投入和布局推动以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术已成为未来国家科技发展的重要领域之一,世界科技强国都对其高度重视。近年来,欧美国家纷纷启动了国家级量子科技战略行动计划,大幅增加研发投入,同时开展顶层规划及分析应用布局。英国2015年正式启动“国家量子技术计划”,投资2.7亿英镑建立量子通信、传感、成像和计算四大研发中心,开展学术与应用分析2018年11月进行了第二阶段2.35亿英镑投资拨款。德国在2018年9月提出“量子技术——从基础到市场”框架计划,拟于2022年前投资6.5亿欧元促进量子技术发展与应用,并可延长资助至2028年。欧盟2016年推出为期十年,总投资额超过10亿欧元的“量子宣言”旗舰计划,并于2018年10月启动首批19个科研类项目,2019年7月欧盟10国签署量子通信基础设施(QCI)声明,探讨未来十年在欧洲范围内将量子技术和系统整合到传统通信基础设施之中,以保护智能能源网络、空中交通管制、银行和医疗保健设施等加密通信系统免受网络安全威胁。美国2018年12月通过《国家量子行动计