2020量子通信行业市场发展趋势分析，各国已经开启了在量子竞赛纷纷将量子信

量子是一个数学概念，是离散变化的最小单元，在不同的语境下可以对应不同的对象。微观世界运行遵循了两大离散变化的特征，即物质组成的离散变化（如光是由光子组成的）和物理量的离散变化（如氢原子中电子能量处于特定的能级上），在这一基础上人类建立了“量子力学”来描述微观世界的物理学理论。由于宏观物质的性质是由其微观结构所决定的，所以量子力学的应用无处不在。

量子信息是量子力学与信息科学的交叉学科，是借助量子力学的特性，实现经典信息科学中实现不了的功能。在量子力学的诸多原理中，叠加、测量、纠缠三大违反宏观世界认知的奥义对量子信息的研究起到了决定性作用。

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1、量子信息的分类与发展概况

传统的信息科学使用比特作为最基本的表示单位，对应了0和1两个可能的状态；而量子信息中使用的量子比特是一个旋钮，对应无穷多个状态，信息量大幅增加。因而面对计算量指数级增长的问题时，量子信息可以发挥出潜在的巨大优势。但是量子信息的利用对算法要求较高，目前人类仅仅在少数特定应用上取得了突破。

表：经典信息科学与量子信息对比概况

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量子信息按照研究内容可以分为量子计算、量子通信、量子测量三个大类，其下又可以分为量子因数分解、量子搜索、量子保密通信（又称量子密钥分发、量子密码术，QKD）、量子隐性传态（QT）等应用领域。

图：量子信息的分类及主要应用

从中国在量子信息领域的发展情况来看，我们在量子通信领域处于全球领先的地位，在量子计算领域起步较晚，虽然呈现快速追赶之势，但是仍然略落后于美国。伴随着量子比特数的增加，量子技术领域的发展可以划分为3个阶段：

（1）1-10个量子比特，可实现量子通讯；

（2）10-100个量子比特，可实现量子感知；

（3）超过100个量子比特，进入量子计算阶段。

而当前人类的研究已经进入了量子感知阶段，量子通信目前已经有了一些实际的应用，而量子计算还仅仅处于演示阶段，未创造出有实用价值的量子计算机。在量子信息的几大应用中，量子保密通信是目前唯一进入实用阶段的量子信息应用。

表：量子信息主要研究进展及重要事件-1

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表：量子信息主要研究进展及重要事件-2

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由于早期的投入，美国在量子信息领域占据了先发优势。早在2002年美国国防部高级研究计划局就制定了《量子信息科学和技术发展规划》，给出量子计算发展的主要步骤和时间表，成为美国早在21世纪初期便已建立量子信息领域先发优势的重要原因。

正是看到了量子信息对未来政治和军事格局可能带来的影响，各国相继出台量子信息的国家战略，加入量子竞赛的角逐中。其中欧盟2016年宣布投入10亿欧元，美国按照2018年6月发布《国家量子协议法案》将投入12.75亿美元，德国在2018年9月提出一项涉及6.5亿欧元的量子技术投入计划，英国通过持续增加投资对其2014年推出的“国家量子技术计划”的总投入超过了10亿英镑，俄罗斯2019年12月宣布投资7.9亿美元用于量子信息领域，印度亦在2020年2月推出了一个涉及11.2亿美元的量子信息5年规划。

表：各国量子信息产业支持政策

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在根据2016年5月在欧洲量子技术研发旗舰计划启动会议上，由荷兰政府所做的全球研发投入数据统计，全球在量子技术上研发投入的年度预算排名靠前的国家和地区分别为：欧盟5.8亿美元、美国3.8亿美元、中国2.3亿美元、英国1.1亿美元、加拿大1亿美元。对比此前各国在量子信息领域的投入预算来看，除了中美欧在持续加大投入以外，俄罗斯和印度也新加入这一科技领域的角逐中。