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量子计算技术研究及应用探索分析

摘要

量子计算是量子信息技术的研究热点,具有经典计算无法比拟的强大并行计

算处理潜力,已成为世界各国在量子信息技术领域的布局推动重点。对量子

计算技术的研究进展进行了分析,探讨了未来的发展趋势,讨论了应用探索的

发展情况。

关键词：量子计算;技术研究;应用探索

Abstract

Quantumcomputingisaresearchhotspotofquantuminformation

technology.Ithaspowerfulparallelcomputingprocessingpotential

unmatchedbyclassicalcomputing,andhasbecomethefocusofall

countriesintheworldtopromotethelayoutofquantuminformation

technology.Thispapersummarizesthelatestresearchresultsand

discussestechnologydevelopmenttrends,anddiscussestheapplication

anddevelopmentofquantumcomputinginseveralscenarios.

Keywords：quantumcomputing;technologyresearch;application

exploration

0引言

量子信息技术是物理学和信息学的前沿交叉领域,其物理基础是量子力学

特性,包括量子纠缠、量子叠加以及量子隧穿等,量子计算通过操纵量子叠加态,

使用量子力学特性作为计算逻辑,基于量子纠缠原理,可以实现信息的并行处理。

量子信息技术包括量子通信、量子计算以及量子测量三大领域。量子计算作

[1]

为未来算力跨域式发展的重要探索方向,具备原理上远超经典计算的强大并行

计算潜力,有望为人工智能、量化金融、密码分析、气象预报、资源勘探、药物

设计、信息安全等所需的大规模计算难题提供潜在的解决方案。近年来,随着量

子计算原理样机和实验平台科研的快速发展,量子计算优越性的实验验证不断

取得阶段性成果,量子计算领域正逐步形成集学术研究、工程研发、应用探索

[2]

和产业构建为一体的全方位发展格局。

近年来,全球多个国家/地区诸如美国、欧洲、中国、日本、加拿大等均高度

重视量子信息技术,尤其是量子计算领域的发展,纷纷采用出台政策法案、制定

量子计划、成立研究机构、支持企业发展等措施,积极开展量子计算领域布局。

本文梳理了量子计算领域国内外重要的战略布局,对必威体育精装版研究成果进行了总结

并探讨了技术发展趋势,并讨论了量子计算在若干场景中的应用探索发展情况。

1国内外政策布局

美国在量子计算领域具有深厚的研究基础,其发展处于世界领先地位,近年

来其对量子计算领域的投入不断增大。早在2002年,美国国防部高级研究计划

局(DARPA)发布《量子信息科学与技术规划》;2018年,美国连续颁布《量子

[3]

信息科学国家战略概述》《国家量子计划法案》等计划法案,确立以国家量子

[4]

协调办公室(NQCO)为统筹中心、为期10年的国家量子计划;2020年,白宫发

布《关键与新兴技术国家战略》,同年NQCO颁布《美国量子网络战略愿景》

[5]

;2021年3月,白宫颁布《国家安全临时战略指南》,再次强调量子计算等新

[6][7]

兴技术有望改变各国之间的经济和军事