中国信通院量子计算发展态势研究报告2023年57页.pdfVIP

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量子计算发展态势

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量子计算发展态势研究报告

研究报告

本院将追究其相关法律责任。

（2023年）

(2023年)

中国信息通信研究院技术与标准研究所

2023年12月

中国信息通信研究院技术与标准研究所

2023年12月

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前言

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

实现并行计算，能在某些计算复杂问题上提供指数级加速，是未来

计算能力跨越式发展的重要方向。量子计算的发展和应用具有重大

战略意义和科学价值，已成为全球主要国家在前沿科技和未来产业

领域的政策布局和投资推动的重点方向之一。

当前，量子计算处于理论研究、工程研发、应用探索和产业化

培育并行发展的关键阶段。超导、离子阱、中性原子、光量子、硅

半导体等主要技术路线的基础科研和工程研发亮点成果不断涌现，

应用场景探索在化学模拟、量化金融、医疗健康、航空交通等领域

广泛开展，科技巨头和初创企业布局以量子计算云平台、软件开源

社区、产业联盟等为重点的产业生态建设发展迅速。量子计算云平

台是推动应用探索和产业化发展的生态汇聚点和支撑驱动力，国内

外不同类型量子计算云平台开放发展竞争激烈，三大服务模式日趋

成熟，标准体系建设和基准测评研究逐步成为业界各方的关注热点。

中国信息通信研究院在《量子计算发展态势研究报告》（2022年）

的基础上，持续跟踪分析2023年国内外量子计算技术研究、应用场

景探索和产业生态培育等方面的进展成果和发展演进趋势，并进一

步聚焦量子计算云平台，初步提出量子计算云平台功能框架和标准

体系建议，分析总结基准测评的研究与实践结果，最后结合量子计

算领域发展现状、趋势和问题提出发展建议，为凝聚业界各方共识

合力提供参考。

目录

一、量子计算已成为前沿科技和未来产业关注热点1

二、量子计算科研攻关与软硬件研发保持高度活跃2

（一）多种硬件技术路线并行发展，亮点成果频出2

（二）量子计算软件持续开放探索，功能各有侧重7

（三）量子纠错突破盈亏平衡点，未来需持续攻关11

（四）环境测控系统取得新进展，性能指标待提升13

三、应用探索多领域广泛开展，产业生态初步形成16

（一）应用探索成业界热点，行业领域趋向多元化16

（二）实用化落地尚未突破，硬件性能提升是基础19

（三）产业联盟与开源社区成为生态发展重要助力21

（四）欧美量子计算企业活跃，产业生态初具雏形23

四、量子计算云平台是构建应用产业生态重要支点28

（一）国内外企业机构加速布局，抢占产业生态位28

（二）量子计算云平台功能架构可借鉴经典云计算30

（三）量子计算云平台的服务和业务模式逐步完善32

（四）云平台成为开展科研与应用探索的重要支撑34

五、量子计算云平台标准和基准测评研究持续开展37

（一）国内外积极布局推动量子计算基准测评研究37

（二）构建量子计算云平台基准测评体系参考模型39

（三）开展测评实践验证，验证平台硬件实际能力41

（四）量子计算云平台标准体系建设需进一步推动46

六、机遇与挑战并存，多策并举加快量子计算发展49