当我们谈论量子,很多人会想到科幻电影中瞬间传送的奇景。过去,量子科技似乎是物理学家在黑板上推演的抽象理论;如今,它正走出实验室,以一种“奇妙”的方式重塑我们的生活、产业乃至国家安全格局。
(一)揭开量子科技的神秘面纱
量子是什么?量子是最小的、不可再分割的能量单位。量子科技是基于量子力学原理发展起来的新兴前沿科技,核心在于利用光子、电子、离子等微观粒子的量子态,实现信息处理、传输和精密测量。它有三大核心特性:
一是量子叠加。一个量子比特能同时处于“0”和“1”的叠加态,就像一枚旋转中的硬币,看起来正反面皆有可能。这使量子计算机在处理某些特定数学问题时,具备潜在的指数级加速能力。
二是量子纠缠。两个纠缠粒子无论相隔多远,对其中一个进行测量,另一个会瞬间以确定的方式关联。爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”,如今这一特性成为量子通信与量子计算的重要基石。
三是量子不可克隆。未知的量子态无法被精确复制。任何试图窃听或复制的行为都会扰动原有量子态。这从物理原理上确保了任何窃听者都无法在不被发现的情况下获取量子密钥信息——这正是量子密钥分发技术天然防窃听的物理基础。
(二)量子科技就在你我身边
当前,量子科技已形成量子通信、量子计算、量子精密测量三大主流应用方向,并逐步融入政务、金融、医疗、交通等各类日常场景。
量子通信为信息安全提供了全新的保障手段。依托量子不可克隆原理,量子密钥分发(QKD)技术可有效检测窃听行为。2017年,我国建成全球首条量子保密通信骨干网“京沪干线”,全长超过2000公里。合肥量子城域网是全球规模最大的量子保密通信城域网,北京、上海、太原等城市也均部署或建成量子城域网。目前,金融、电力、政务等重点领域已在规模化应用量子加密通信产品。
量子计算成为破解“不可能任务”的超级大脑。传统计算机如同逐一闯关,量子计算机则能利用叠加与干涉特性,在特定问题上实现远超经典计算的加速。中国科学技术大学研制的“祖冲之三号”超导量子计算原型机,运算速度比当前最强超算快15个数量级。未来,量子计算有望在模拟分子结构、新药研发、交通优化等领域发挥重要作用。
量子精密测量是微观世界的“超级标尺”。借助量子态超高灵敏度的特点,量子传感器能够实现超高精度定位、极弱磁场探测。基于钻石单自旋传感器的量子精密测量技术拥有纳米级空间分辨率,可应用于芯片无损检测等领域。国内自主研发的量子绝对重力仪精度达到微伽级别,可服务于矿产资源勘探、地质灾害预警、精密导航等场景。
(三)从实验室到产业链的新跨越
我国量子科技发展已实现从“跟跑”到“局部领跑、整体并跑”的跨越,稳居全球第一梯队。截至2025年底,国内量子信息领域企业总数超140家,上下游相关单位超600家,初步构建起覆盖核心器件到场景应用的完整产业链。
据权威研究机构测算,2025年中国量子信息市场规模约320亿元,全球占比约26%。多家机构预测,到2035年全球量子科技市场规模有望突破9000亿美元,中国产业规模或将达到2600亿美元,占全球比重接近30%。
产业集群加速成形。安徽合肥“量子大道”集聚量子产业链企业80余家,建成全国首个量子信息未来产业科技园,是国内量子产业集聚度最高、产业链最完整的区域。北京重点布局量子计算云平台与量子传感器;四川、湖北、湖南等省份依托本地高校与科研院所错位发展,全国逐步形成“合肥为核、多点协同、特色发展”的产业布局。
(四)顶层设计护航未来产业
量子科技是全球科技竞争、大国博弈的战略制高点。我国始终将其纳入国家战略体系,统筹规划、精准施策,为产业全链条发展保驾护航。
规划引领明确方向。“十五五”规划纲要把量子科技纳入前瞻布局的未来产业,培育新的经济增长点。工业和信息化部围绕量子通信、量子计算、量子精密测量三大方向,部署多项“揭榜挂帅”攻关任务,集中力量突破量子芯片、测控系统、专用软件等关键短板。
政策资金协同发力。“十五五”时期,国家将持续加大量子科技研发投入,依托重大科技专项、新兴产业引导基金,撬动社会资本参与,构建多层次投融资体系。我国提前在量子科技、6G通信等未来产业领域,布局一批关键核心技术专利,筑牢产业发展的知识产权根基。
创新生态持续优化。国内加快构建“基础研究—技术攻关—产业转化”全链条创新体系,大力推进产学研深度协同。各地积极搭建公共算力平台,上线量子计算云平台,面向市场开放算力资源,大幅降低企业使用门槛,推动技术普惠应用。
从微观世界的奇妙规律,到引领变革的产业浪潮,量子科技正处在从技术示范迈向规模化商用的关键窗口期。在全社会共同努力下,量子科技必将持续释放创新活力,为经济社会高质量发展注入源源不断的强劲动能。
(记者 刘兵)




