首次实现！清华大学量子网络研究取得世界级突破【附量子信息技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

清华大学交叉信息研究院段路明教授课题组最新研究成果引起了国际学术界的关注。他们利用同种离子的双类型量子比特编码，在国际上首次实现无串扰的量子网络节点，研究成果最近发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。

据清华大学交叉信息研究院助理研究员黄园园介绍，他们利用同种离子的两对超精细能级结构，分别编码出量子网络中用于与光子产生纠缠的“通讯比特”和用于存储信息的“存储比特”。同时，利用激光还实现了两种量子比特间微秒量级的相干转换。

实验结果显示，通过他们的方法制备出的通讯比特，在数百毫秒的时间内就能生成离子-光子纠缠;而通过自旋回波方法，他们还成功延长了存储比特的存储寿命，实现了秒量级的存储量子比特相干时间。通过比较有无离子-光子纠缠生成操作时存储比特的保真度变化，研究人员证实了两种量子比特之间低于实验精度的串扰误差，从而实现了无串扰的量子网络节点。

该研究的成功对未来实现更为复杂的量子通讯网络和大规模的量子计算系统具有重要意义。它不仅推动了量子信息科学的发展，也为未来的技术革新和应用提供了可能性。

（图片来源：摄图网）

技术价值观察

量子信息产业链从上游到下游主要包含基础光电元器件、量子通信核心元器件、量子通信传输干线、量子系统平台、以及应用层五个环节。其中基础光电元器件和核心设备是支撑起量子通信的技术和硬件基础;量子传输干线是实现远程量子通信及量子网络的传输渠道;量子系统平台主要负责对信息进行整合处理并根据需求做出相关指令，是维护整个系统健康运转的软件基础;应用层则为量子信息产业化的下游，主要为军事国防、政务、金融、互联网云服务、电力等领域的应用。

量子网络是基于量子力学规律对量子信息进行存储、处理和传输的物理系统，在信息安全、人工智能、数据科学等领域大有可为，处于量子信息产业链中游环节。

宏观市场观察

美国、中国、日本为量子信息主要技术来源

从专利地域分布来看，量子计算、量子通信和量子测量技术专利前三技术来源地均为中国、美国、日本，说明三个国家在量子信息领域技术创新活跃。在政府主导下，中国量子信息技术的基础科学和系统研发力量正快速成长，并成为与美欧并驾齐驱的竞争者。从申请人国别来看，量子计算、量子通信和量子测量专利前十申请人也多为中国、美国和日本企业。

中国量子通信市场规模

目前，国内量子通信产业化主要以量子保密通信为主。自2014年京沪干线开启建设以来，中国量子保密通信建设开始提速，骨干网、城域网、星地一体化网络建设不断完善，为量子通信向政务、金融、电力、交通等行业渗透打下基础。2020年，中国量子通信市场规模为381亿元，同比增长17.1%。2021年，中国量子通信整体市场规模达到445亿元左右，同比增长16.8%。

中国量子信息产业重点规划：“十四五”发展目标

根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》，“十四五”期间，我国量子信息领域的科技攻关任务围绕量子通信技术研发、量子测量技术突破和量子计算的产品研制。

中国量子信息技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前量子信息关键技术强相关的城市集群主要集中在华中、华北和粤港澳大湾区，尤其是湖南省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于量子信息研发，成为潜在的量子信息 技术发展中心。根据热力图的分布华中地区有极大的可能性成为量子信息技术的先导区域。重点关注湖南省长沙市开福区、天津市东丽区、海南省海口市龙华区等地的相关企业，以及这些地方对量子信息产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》

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