量子科技：三大应用环节及国内厂商梳理

前言：10月23日，谷歌宣布在Willow芯片上首次实现了可验证的量子算法，论文已登上《自然》期刊；该算法名为量子回声，运行速度比全球最好的超级计算机快1.3万倍。

一. 量子科技概览

量子科技是基于量子力学原理的前沿学科，通过操控微观粒子的量子特性（如叠加、纠缠、隧穿），实现信息处理、通信和测量。

其冲破了传统经典物理局限，为解决复杂问题提供了全新路径，应用领域包括量子计算、量子通信、量子测量等。

二. 量子计算

（1）原理：利用量子比特的叠加和纠缠特性，实现并行计算。

（2）优势：与二进制比特（非0即1）不同，量子比特可同时处于0和1叠加态，n个量子比特可同时处理2ⁿ种状态，实现算力的指数级飞跃。

（3）技术路线：超导（IBM、谷歌）、离子阱（IonQ、Honeywell）、光量子（中国科大）。

（4）产业进展：未来应用领域包括密码破译、药物研发、金融建模、机器学习、材料优化、气象预报等。

（5）海外头部：IBM、谷歌、D-Wave、PsiQuantum。

（6）国内头部：中国科大（祖冲之三号/九章三号）、本源量子（本源悟空）、启科量子（光量子芯片）。

三. 量子通信

（1）原理：基于量子纠缠及不可克隆定理，利用量子态（如光子偏振、电子自旋）作为载体，实现信息加密与传输。

（2）优势：可实现理论绝对安全通信（任何窃听行为都会破坏量子态，从而被通信方检测到）。

（3）产业进展：技术相对成熟，包括量子密钥分发(QKD)、抗量子密码(PQC)，用于国防、政务、金融、能源等领域。

（4）海外厂商：IonQ、ID Quantique、NICT、MagiQ。

（5）国内厂商：中国科大、国盾量子（量子通信网络建设及量子计算）、神州量子、吉大正元（量子密钥产品）、格尔软件（后量子密码产品）、神州信息（量子通信干线建设）。

四. 量子测量

（1）原理：利用量子态对外部环境的极端敏感性，实现对物理量的高精度测量（如时间、磁场、重力、加速度）。

（2）分类：量子传感、量子计量、量子成像。

（3）产业进展：应用包括医疗检测（早期诊断）、资源勘探、电网监测。

（4）海外厂商：AOSense、SandboxAQ、东芝。

（5）国内厂商：国仪量子（科大国创参股）、国测量子。