量子科技赛道分析

量子科技赛道分析的思维导图，基于量子力学，通过对微观粒系统及其态进行测精准操控利用纠缠、量子叠加等物理现象， 赋能信息产业。

量子科技赛道简述

• 量子计算
  • 原理
    • 以量子比特（ Qubit）为基本单元，通过调控量子信息单元进行高速计算
  • 问题
    • 无法兼顾相干时间、扩展性、操控难易度和物理环境
  • 主流路线
    • 超导
      • 优点
        • 电路定制化可控性较强，可通过外加电磁场干预和调控
        • 与集成电路技术兼容
      • 缺点
        • 须超低温、比特相关时间段
      • 本源量子、浙江大学、南京大学、北京量子院
    • 离子阱
      • 通过电荷与电磁场间的相互作用力牵制带电粒子的运动，并利用受限粒子的基态和激发态组成的两个能级作为量子比特
      • 量子比特品质高，相干时间长，制备和读出效率高
      • 缺点
        • 可扩展性差，小型化难
      • 清华、中科大
    • 光量子
      • 优点
        • 光子偏振或其他参数作为量子比特
        • 与外部环境相互作用弱，可在室温工作，相干时间长
      • 缺点
        • 光子之间相互作用微弱，逻辑门操作存在困难
      • 中科大
    • 半导体量子点
      • 基于半导体工艺，在半导体电子器件上制备出单电子晶体管，电子自旋的向上和向下组成的系统可作为一个量子比特
      • 可扩展性好，易集成，与现有半导体芯片工艺完全兼容
      • 缺点
        • 相干时间短，纠缠数量少
      • 本源量子、中科大
    • 中性原子
      • 从磁光阱或玻色爱因斯坦凝聚体中捕获并囚禁超冷的原子，形成单原子阵列，将原子基态超精细能级的两个磁子能级编码为量子比特的0态和1态
      • 全同性，可扩展性好，形式丰富、直接、长程的相互作用
      • 缺点
        • 里德堡激光技术仍需提高，初态制备效率低
    • 拓扑量子计算
      • 电子通过半导体结构时会出现准粒子，它们的交叉路径可以用来编写量子信息
      • 对环境干扰、噪音、咋知抵抗能力强
      • 缺点
        • 尚停留在理论层面
      • 清华、北大、物理所
    • 金刚NV色心
      • 金刚石氮-空位（NV）色心是指金刚石中的一种特殊的发光点缺陷，由一个氮原子取代碳原子并在临近形成空穴，以NV色心的自旋三重态作为量子比特系统
      • 可以在室温下操作，发光稳定、相干时间长，并可实现高精度的物理量探测和量子调控
      • 缺点
        • 扩展难度大
  • 应用方向
    • 生物制药、化工、能源材料等模拟复杂化学反应及建模
    • 金融资产、物流运输、航空航天、交通管制等方向提升效率
    • 赋能加密系统
    • 人工智能算法训练及落地
  • 中国公司
    • 清华
      • 在离子阱系统中首次将单量比特相干时间提升到 1小时以上
    • 中科大
      • 潘建伟
        • 62比特祖冲之号
          • 可编程超导量子计算机原型
        • 66比特祖冲之二号
        • 76光子九章
        • 113光子九章二号
    • 本源量子
      • 超导量子计算机悟源2号
      • 首款国产量子计算机操作系统“本源司南”
    • 图灵量子
      • 交大金贤敏
        • 光量子计算芯片设计、六篇、封测、系统集成、算法，全链条开发
        • TuringQ OS、 三维光量子芯片Fanout、超快可编程光芯片、专用量子模拟软件 、FeynmanPAQS
    • 玻色量子
      • 斯坦福博士文凯、中科院马寅
        • 光量子路线
          • 天工经世量子计算量化策略平台
        • 金融、智慧交通、微电网、交通运输、药物研发等应用
• 量子精密检测
  • 国际计量单位7个基本物理量实现“量子化”
    • 时间测量
    • 重力测量
    • 磁场测量
    • 量子导航
    • 量子探测成像
    • 微波电子钟
    • 电子顺磁共振波谱仪
  • 过程
    • 量子态输入--传感单元--量子态输出--量子检测--信号处理
  • 传感器体系
    • 冷原子干涉
    • 离子阱
    • 金刚石氮空位（NV）色心
    • 原子蒸气
  • 中国公司
    • 国仪量子
      • 量子传感、量子计算系列、磁共振系列、电显微镜系列
    • 天奥电子
      • TA1000铯原子钟、星载铷原子钟
• 量子通信
  • 量子保密通信网络
    • 武合干线、京沪干线、北京城域网、合肥城域网
    • “墨子号”量子卫星，实现跨越4600公里的星地量子密钥分发
  • 应用
    • 量子密钥分发QKD
    • 量子隐形传态QT
  • 阶段
    • 1：量子保密通信
      • 数据中心通信保护、量子随机数发生器
    • 2：量子安全互联网
      • 金融网络、云存储、消费、电信、医疗卫生
    • 3：量子互联网
      • 量子中继网络、量子云计算、量子传感、移动终端、卫星通信
  • 中国公司
    • 国盾量子
      • 已建成的光线量子通信网大多数用了国盾量子的产品
    • 问天量子
      • 网络交换 /路由设备、 量子密码通信终端设备、开放式实验系统、核心光电子期间、科学仪器、安全管控和应用软件
    • 九州量子
      • 新一代量子密钥分发设备、单光子探测器、量子随机数发生器、量子密钥云
• 综述
  • 基于量子力学，通过对微观粒系统及其态进行测精准操控利用纠缠、量子叠加等物理现象， 赋能信息产业
  • 全球产业联盟
    • QED-C
      • 量子经济发展联盟
        • 美国
    • QIIA
      • 量子信息网络产业联盟
        • 中国
    • QuIC
      • 量子产业联盟
        • 欧盟
    • Q-STAR
      • 日本
    • QUTAC
      • 量子技术与应用联盟
        • 德国
    • QIC
      • 量子工业联盟
        • 加拿大