王中亚

（河南省社会科学院工业经济研究所，河南 郑州 451464）

近年来，以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术不断取得新进展，有望突破经典计算机理论制约，为解决计算性能、信息安全提供新引擎，被认为是面向未来的信息技术，期望带来颠覆式变革[1]。从全球范围看，发达经济体纷纷出台相关战略规划，斥巨资支持量子信息技术研究，推动量子信息产业发展。就中国而言，2020 年10 月，习近平总书记在中央政治局第二十四次专题集体学习中，做出把握量子科技大趋势，下好先手棋的重要指示，为加快量子信息技术创新发展指明了前进方向、提供了根本遵循。国家“十四五”规划和2035 年远景目标纲要提出，在量子信息领域组建国家实验室，实施重大科技项目，谋划布局未来产业等一系列重要决策部署。

1 全球量子信息产业发展概况

美国、日本、欧洲等发达国家和地区十分重视量子信息技术与产业发展，IBM、谷歌、微软、英特尔等全球科技巨头竞相展开量子计算领域研究与行业应用，量子信息产业已经逐步从理论走向实验，并加速向实用化、产业化迈进[2]。

1.1 发达国家量子信息产业发展概况

美欧日等发达经济体纷纷在量子信息技术领域加强规划布局，加大扶持力度，实施发展战略和研究应用项目规划[3]。美国早在2002 年就制定了《量子信息科学和技术发展规划》，企图在全球范围内建立先发优势。欧盟于2016 年发布《量子宣言》，谋篇布局专业技术人才培养。2018 年，欧盟正式启动“欧洲量子技术旗舰计划”，用10 亿欧元资助一批研究与创新项目。据波士顿咨询权威报告预测，到2035 年，欧美量子计算应用市场规模达到600 亿美元，到2050 年，市场规模将膨胀至2 950亿美元[4]。2016 年以来，日本政府部门推动ImPACT计划（颠覆性技术创新计划），力图在全球量子科技竞争中追上世界领先水平。

1.2 中国量子信息产业发展概况

我国“十四五”规划纲要指出，前瞻布局未来产业，在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。前瞻布局以量子信息为代表的未来产业是我国加快建设世界科技强国的战略举措[5]，量子信息是中国极少数处于领跑地位的科技领域之一。

2016 年，我国发射的“墨子号”是全球第一颗实现星地之间量子保密通信的卫星，2020年，我国造出的“九章”是目前全世界对传统计算机优势最大的量子计算机，这些都是所有科技强国在努力追求的重大目标。以华为、百度、阿里巴巴、腾讯、国盾量子和本源量子为代表的互联网头部企业和信息技术企业，正积极投资量子计算，开始面向未来布局量子信息技术研发[6]。

2 河南省量子信息产业创新发展现状

河南省量子信息产业具备比较好的发展基础、相对丰富多样的应用场景，但与安徽省、北京市、广东省、上海市、四川省等国内量子信息产业“第一梯队”相比，仍存在一定差距。

2.1 河南省量子信息产业创新发展的基础优势

近年来，河南省围绕量子信息进行了一系列探索。在基础研究方面，以郑州大学等为代表的高校在量子计算、量子通信方面具备优势。2021 年7月，郑州大学物理学院闫磊磊、苏石磊科研团队在量子计算机相关研究中取得最新进展，成果发表在物理领域顶级期刊《物理评论快报》上，引发了国际关注。同样在2021 年7 月，河南首家省实验室嵩山实验室在郑州市揭牌，实验室的研究方向包括量子信息技术应用研究、专用软硬件协同计算、行业应用内生安全问题、数字赋能社会治理现代化等。

在产业发展方面，河南省在一系列规划中均提出要以前瞻30 年的战略眼光，看问题、作决策，超前布局量子信息等未来产业。2020 年河南省人民政府印发《河南省量子通信产业发展规划》，是国内较早布局量子信息产业的省份之一，目前正在加快建设“一网一中心一基地”（量子通信网络、研发创新中心、应用示范基地），引进国科量子等优势企业，在郑州市建设“星地一体”量子通信枢纽。2022 年2 月，河南省人民政府印发《河南省“十四五”数字经济和信息化发展规划》，进一步明确提出，以新一代人工智能、量子信息、区块链为重点，积极布局前沿产业。尤其值得关注的是，2021 年12月，河南国科量子通信网络有限公司、郑州信大捷安信息技术有限公司、启迪科技服务集团等多方共同签约“量子行业应用ICT 解决方案”项目，史无前例，成为国内“量子技术交易”第一单。

2.2 河南省量子信息产业创新发展面临的挑战

目前，量子信息产业化还处于探索阶段，面临一系列挑战，主要包括以下3 个方面。

一是在量子计算领域，实现量子逻辑比特的门槛尚未跨越，测控系统和工作环境等方面要求仍然十分严苛，在软件与算法上超越经典计算优势的量子计算实用案例尚未明确。根据实现量子比特二能级体系和制备操控方案的差异性，量子计算机处理器存在超导、离子阱、硅基半导体和光量子等多种技术路线。就目前发展状况而言，多种硬件技术路线并存，呈现开放竞争局面，尚未出现技术路线融合收敛趋势，工程研发仍面临严峻挑战。

二是在量子通信领域，基于量子密钥分发（Quantum Key Distribution，QKD）的量子保密通信技术科学研究保持活跃，但仍面临系统性能与实用化水平有待提升，应用场景和市场化发展程度有限，产业内生增长动力不足等问题。基于QKD 的量子保密通信，既要解决收发双方“密钥可达性”问题，又要探索解决“加密融合性”问题。在无线通信网络中实现QKD 密钥的融合加密应用，是量子保密通信技术拓展应用场景和提升产业发展潜力的重要探索方向。

三是在量子测量领域，应用与产业化尚处于初期，同时在核心基础原材料、器件和高性能测控系统等方面仍有短板。量子测量企业主要由高校与科研院所的科研团队创立，产品主要集中在原子钟、量子雷达、电子顺磁共振谱仪、量子重力仪等领域。随着市场不断拓展，量子测量企业作为技术创新主体，积极探索量子测量技术在不同领域与行业的应用场景及解决方案。然而，由于量子测量技术路线繁多，原理差异性大，产业上下游和器件提供商种类多，产业链上游环节仍存在短板和提升空间。

3 河南省量子信息产业创新发展的思路与对策

面向未来，强化创新引领、系统布局、政府引导、开放协同，找准河南省量子信息产业发展的切入点和突破口，加快前瞻性和系统性战略布局，打造以量子技术应用为导向，涵盖多方要素的开放共享协同创新平台，在量子计算、量子通信和量子测量等重点领域的科学问题、关键技术和示范应用等方面取得突破性进展，努力打造国内领先的“量子+”应用示范区。

3.1 以打造高端平台实现重点突破

牢固树立“项目为王”理念，聚焦重大项目建设，加快量子信息产业领域重点实验室、工程与技术应用研究院、技术创新中心等高端研发机构建设，在国内外量子信息领域标准制定方面展现更大担当，在相关材料、核心器件等方面实现更大作为。谋划建成量子计算研究测试平台，努力打造一批行业领先的量子卫星平台、量子精准测量控制中心、量子通信器件检测平台等科研基础设施。

3.2 以强化开放合作加速产业布局

开展“经典+量子”超融合计算系统关键技术及应用研究，研发能够与国家超级计算郑州中心开展协同计算的量子计算机。引进国科量子等行业头部企业，聚焦产业链关键环节，推动量子通信产业实现突破式发展。支持头雁企业在郑州市建设“星地一体”量子通信网络枢纽与调度中心，与郑州信大捷安信息技术股份有限公司、中航光电科技股份有限公司等本地优势企业携手共进，发挥研发设计协同效应，打造全球范围内有一定知名度、全国范围内影响力较强的量子通信产品研发制造基地。

3.3 以开发应用场景加快示范推广

不断丰富和拓展量子信息应用场景，要结合河南省发展阶段和比较优势，在现代农业、工业互联网和智慧城市等重点领域打造全国知名的“量子+”应用示范区。要顺应新时代治理能力现代化新要求，在电子政务量子保密通信、量子安全移动政务办公应用等方面走在全国前列。打通量子成像技术科技成果转化“最后一公里”，尝试测量产品在地震预警、排污监控和目标探测等领域的创新应用[7]。

3.4 以“外引内聚”夯实人才智力支撑

聚焦面向实用化和产业化的前期技术，引进量子信息高端技术人才。鼓励郑州大学、河南大学、河南科技大学等有条件的高校开展量子信息相关学科建设，加强基础理论研究，为河南省量子科技领域系统布局做好拔尖人才储备。支持省内科研机构及相关企业加强与国内外量子技术机构合作，建立产学研用合作平台，探索柔性人才机制，联合突破关键技术。充分利用河南职业教育优势，支持高职院校开展与量子信息产业相关的特色课程建设，积极搭建实训平台，培养一批具有量子计算编程相关专业知识的现代信息技术产业高技能人才。