量子前沿：解密未来技术与产业生态

本书聚焦量子信息领域的新技术、新热点、新趋势、新业态，重点关注量子计算、量子通信和量子精密测量三大领域技术攻关与产品研发、交叉领域应用探索与行业赋能、量子信息产业生态构筑三大方面的发展。书中分析了量子信息领域的产品与业态创新变革进程，总结了量子信息技术、应用与产业的演进趋势，阐述了量子信息技术在诸多领域的应用价值。 本书适合量子信息领域的科研人员、企业家、投资者，以及对量子信息领域技术与产业感兴趣的人员阅读。

中国信息通信研究院（以下简称“中国信通院”）始建于1957年，是工业和信息化部直属科研事业单位。多年来，中国信通院始终秉持“国家高端专业智库 产业创新发展平台”的发展定位和“厚德实学 兴业致远”的核心理念，致力于做“信息社会创新发展的思想库和使能者”。 近年来，为适应经济社会发展的新形势、新要求，中国信通院坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求，不断扩展研究的广度和深度，在5G/6G、人工智能、未来网络、云计算、大数据、区块链、量子信息、工业互联网、智能制造、车联网、数字化转型、网络与数字安全、数字经济、工业经济等方面进行了前瞻布局与深入研究，着力打造国家高端专业智库和产业创新发展平台，有力支撑了制造强国、网络强国、数字中国等国家車大战略和政策的制定与实施，推动了国家信息通信技术产业和经济社会各领域数字化的创新发展。

目录 第 一章　洞察：量子信息成为全球竞争焦点　1 1.1　量子信息—未来产业新赛道　2 1.2　全球主要国家政策布局　3 1.3　我国政策布局　8 第二章　认识：什么是量子信息　13 2.1　量子信息技术概述　14 2.2　量子力学基础　16 2.2.1　量子力学基本假设　16 2.2.2　德布罗意物质波　17 2.2.3　波函数　18 2.2.4　能级跃迁　19 2.2.5　量子纠缠　21 2.3　量子计算　23 2.3.1　量子计算技术概述　23 2.3.2　量子计算硬件　25 2.3.3　量子纠错　37 2.3.4　量子计算软件　42 2.3.5　量子计算基准测评　48 2.3.6　量子计算云平台　59 2.4　量子通信　65 2.4.1　量子通信技术概述　65 2.4.2　量子密钥分发　66 2.4.3　量子隐形传态和量子信息网络　76 2.5　量子精密测量　87 2.5.1　量子精密测量技术概述　87 2.5.2　量子时频基准　94 2.5.3　量子时频传递　96 2.5.4　量子惯性导航　99 2.5.5　量子重力测量　103 2.5.6　量子目标识别　105 2.5.7　量子磁场测量　108 2.5.8　量子电磁探测　110 第三章　探索：深入挖掘跨行业应用潜在场景　115 3.1　量子信息跨行业应用探索概述　116 3.2　信息通信领域　117 3.2.1　算力调度　117 3.2.2　MIMO波束优化　119 3.2.3　信息安全“攻”与“防”　122 3.3　生物医疗领域　135 3.3.1　新型药物研发　135 3.3.2　新型病理检测　137 3.4　工业制造领域　142 3.4.1　工业流程优化　142 3.4.2　器件无损探伤　144 3.5　交通物流领域　145 3.5.1　运输线路优化　145 3.5.2　新能源汽车电量实时监测　148 3.6　能源领域　150 3.6.1　电流互感　150 3.6.2　能源勘探　153 3.6.3　无人机巡检　154 3.7　金融领域　156 3.7.1　信用评分　156 3.7.2　基于量子计算的量化投资策略　157 3.8　环境气象领域　159 3.8.1　颗粒物监测　159 3.8.2　气体泄漏检测　161 第四章　兴起：产业生态初具规模，不断壮大　165 4.1　量子信息企业数量和投融资规模持续增长　166 4.2　量子信息产业生态初具雏形　170 4.3　量子信息产业联盟成为培育生态的重要手段　177 4.4　社会热点争议解读　181 4.4.1　量子保密通信网络现实安全性成为讨论热点　181 4.4.2　量子计算行业泡沫争议　183 第五章　展望：量子信息技术与产业未来可期　187 5.1　量子信息技术发展迅速、三大领域发展前景各异　188 5.2　量子信息未来发展机遇与挑战并存　190 参考文献　193