量子精密测量

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2025年未来网络发展大会:量子互联网与算网协同体系架构白皮书
搜狐财经· 2025-08-25 08:29
量子信息技术基础 - 量子力学基础特性包括叠加态(如光子同时处于水平/竖直偏振)、纠缠态(如Bell态、GHZ态的非局域关联)及量子操作(如X门、Hadamard门、CNOT门)和量子测量(投影测量、POVM测量)[1] - 量子通信应用涵盖量子密钥分发(QKD协议包括BB84、E91、MDI-QKD、TF-QKD)、量子隐形传态(需经典通信辅助)和量子安全直接通信(QSDC)[2] - 量子计算处于含噪音中等尺度量子(NISQ)阶段,关键算法包括Shor(大数分解)和Grover(量子搜索),物理实现路径含线性光学、原子系统、超导量子比特等[2] - 量子精密测量突破标准量子极限(SQL),利用压缩态/纠缠提升精度,应用场景包括全球量子时钟网络和长基线望远镜[2] - 量子比特载体特性包括线性光学(光子适合通信)、原子系统(相干时间长)、固态自旋(如氮-空穴金刚石色心)、超导量子比特(门操作快需低温)和腔系统(增强光原子耦合)[3] 量子互联网架构与关键技术 - 量子互联网定义为实现经典互联网无法支持的应用(如量子通信和计算),当前处于初期阶段,硬件(量子比特保真度、存储时间)和软件(协议栈)均不成熟[4] - 发展分为六阶段(可信中继→准备和测量→纠缠分发→量子存储→容错少量子比特→量子计算网络),当前多处于可信中继或准备和测量阶段,中国已实现基于量子中继的多节点纠缠分发(最远12.5公里)[4] - 国内外现状包括美国DARPA、欧洲SECOQC、中国量子城域网与墨子号天地网等项目,均以可信中继为主[4] - 量子中继技术分四类:第一代(预报式纠缠分发+纠缠纯化+纠缠交换)、第二代(预报式分发+量子纠错码+纠缠交换)、第三代(全量子纠错码)和全光中继(簇态产生+纠缠交换)[5][6] - 量子互联网协议栈存在多种方案:Van Meter五层(物理层→链路纠缠层→远程态构建层→错误管理层→应用层)、Wehner五层(物理层→链路层→网络层→传输层→应用层)、Dür四层(物理层→连接层→链路层→网络层)和中国团队五层(支持预先构建纠缠)[7] - 量子分组交换采用经典-量子混合帧(经典包头+量子负载)或经典帧辅助混合方案,通过时分/波分复用实现单光子和纠缠网络兼容[8] 初期量子互联网运行模式 - 基本假设包括网络设备少、量子内存小、相干时间短及传输技术多样(纠错码/隐形传态)[9] - 网络布局分主体网络(中央调控兼容多代中继)和用户网络(用户+邻近路由节点),节点类型包括用户、用户端量子路由器和主体网络路由器/中继器[10] - 调控模式为全网集中式,中央控制器下发规则处理本地请求(同一路由器下用户通信)和远程请求(跨路由器用户通信需路径计算和资源确认)[11] 量子应用协议 - 量子密钥分发(BBM92协议)流程:用户发送请求→中央控制器选路径→相邻节点构建逻辑纠缠信道→经典帧辅助实现端到端纠缠→随机选测量基→窃听检测→生成安全密钥[12][13] - 分布式量子计算核心是通过量子互联网实现非局域CNOT门,利用端到端纠缠信道结合本地操作与经典通信,连接分散量子处理器突破单芯片比特数限制[14] 量子算网协同 - 发展趋势包括量子云计算(用户通过云访问量子资源)、量子-超算融合(量子处理单元作为超算加速器)和分布式量子计算(分仅经典通信和量子+经典通信两类)[15] - 协同必要性源于量子应用高保真度要求(需≥0.5)、量子比特相干时间短(如超导百微秒、离子阱超1小时)、计算/通信量子比特资源权衡及初期网络带宽低(<1000 qubits/s)[16] - 基础理论研究含资源抽象建模(量子算力指标和网络吞吐量、纠缠建立时间、保真度)、业务建模(量子业务对算力与网络需求)及调度框架(优化路径与量子比特分配)[17] 总结与展望 - 当前阶段核心瓶颈是实用化量子中继(需长相干存储和量子纠错突破)与数据交换技术,可复用经典互联网基础设施(如光纤、光开关)降低成本[18] - 未来方向包括技术突破(量子中继与纠错、分组交换与路由)、业态发展(量子算网协同需构建资源建模与调度体系)及目标推动量子互联网从单点技术走向系统工程[19]
科研技术世界前列却80%依赖进口,中科院教授终破高端时频仪器海外垄断|硬氪专访
36氪· 2025-08-14 02:27
行业背景与市场现状 - 高端时频仪器80%依赖进口 部分元器件在禁运背景下无法购买 [3] - 原子钟作为核心时频装置支撑6G通信百纳秒传输 GNSS厘米级定位 电网微秒级同步 超算中心AI算力协同调度等160多个行业 [3][10] - 中国早在上世纪70年代研制首台铷原子钟 天宫二号冷原子钟精度达4200万年误差1秒 [3][7] 公司创立与技术基础 - 凯瑟斯技术(杭州)有限公司2020年由屈求智创立 其曾主导天宫二号 中国空间站及北斗卫星冷原子钟研制 [4] - 创业初衷为解决实验室技术与产业化割裂问题 科研者需躬身入局打通产业化壁垒 [8][9] - 团队拥有20年科研经验 合作供应商超5000家 激光器厂商迁至工厂附近共建产业链 [10][12] 技术突破与产品性能 - 建成首条商用冷原子钟(100台/年)与波束芯片原子钟(1万台/年)生产线 [6][12] - 冷原子钟采用漫反射激光冷却技术 消除99.7%原子热运动 精度达6E-15(100万年误差0.2秒) 超越进口铯钟两个数量级 氢原子钟一个数量级 [13] - 波束芯片原子钟短稳指标6.02E-11 优于美国进口产品7.2E-11 体积逼近1立方厘米 耐受极端温度振动环境 [13] 产业化突破与成本优势 - 通过自研VCSEL激光芯片替代进口 CMOS工艺和自动化制造将芯片钟单价从几万元压至千元级 [14] - 冷原子钟突破固定钟房依赖 支持抗冲击宽温域运行 波束芯片钟适配车载机载消费电子等场景 [13][14] - 工程化难点攻克包括光学系统模块化 激光冷却组件抗振动耐温变 制造流程标准化 [11][12] 发展战略与商业规划 - 三阶段战略:产业化基础产线构建→产线自动化大规模交付→量子柔性生产平台推出模块化产品 [15] - 2026年目标实现冷原子钟年产100台 波束芯片钟年产5万台 [17] - 2030年推出迷你型冷原子钟和手机级原子芯片 服务智慧交通大模型 未来通信 低空经济等场景 [17] - 新品冷原子钟2.0体积缩小40% 3.0产品体积再缩小一倍 波束芯片钟1.0聚焦小型化与成本突破 [16]
国盾量子: 2025年半年度报告
证券之星· 2025-08-12 16:13
核心观点 - 公司2025年上半年营业收入实现显著增长,主要受益于量子计算、量子通信及量子精密测量三大业务板块的协同发展,其中量子计算业务收入同比增长283.92%,量子通信业务增长28.10%,量子精密测量业务增长13.75% [3][10] - 公司正式成为国资央企控股企业,与中电信量子集团协同推进量子技术与数字基础设施融合,深化"一体两翼"战略布局,强化在量子信息领域的产业化领先地位 [9][16] - 研发投入持续高企,占营业收入比例达45.46%,重点突破量子计算整机、核心组件国产化及量子通信网络应用融合,支撑多项世界级科研成果和商业化落地 [3][10][24] 财务表现 - 营业收入121,370,646.67元,同比增长74.54%,主要因量子计算、量子通信及量子精密测量业务收入增长 [3][10] - 归属于上市公司股东的净利润为-23,790,033.45元,同比减亏,主要因收入增长及政府补助增加 [3] - 研发投入总额55,170,779.42元,同比增长33.77%,资本化比重8.23% [26] - 经营活动现金流量净额-76,726,448.35元,与上年同期基本持平 [3][32] 业务进展 量子计算 - 量子计算业务收入5,596.05万元,同比增长283.92%,交付千比特超导量子计算测控系统及稀释制冷机,打破国产化瓶颈 [10][11][24] - 参与合肥超量融合计算中心项目,为中电信量子集团"天衍"平台提供504比特超导量子计算机,并实现海外25比特整机交付 [11] - 助力"祖冲之三号"刷新量子计算优越性世界纪录,推进气象、金融等领域算法探索 [10][11][24] 量子通信 - 量子通信业务收入5,173.77万元,同比增长28.10%,QKD核心产品性能国际领先,实用工作距离超200公里 [10][12] - 参与12000km星地量子通信试验(北京-南非),支持"天地一体"网络建设,成果发表于《Nature》 [12][22] - 量子密话用户超500万,新一代安全应用产品(如密语耳机、安全U盘)完成研发并逐步推向市场 [13][23] 量子精密测量 - 量子精密测量业务收入856.51万元,同比增长13.75%,交付2台冷原子重力仪,手持未执行订单3台 [10][14] - 单光子成像雷达完成样机交付,超远距探测系统进入产品定型阶段 [14][25] - 单光子探测器组件服务科研及工业领域,承接精密测量项目验证场景能力 [14] 技术与研发 - 新增授权专利54项(含发明专利21项),软件著作权2项,知识产权总量达1,044项 [15][26] - 参与制定国家标准《器件无关量子随机数发生器通用要求》,新牵头立项量子密钥分发安全评估标准 [15][26] - 核心组件国产化进展显著,QKD设备完成全元器件国产化验证,量子计算稀释制冷机等达到国际先进水平 [17][24] 行业与政策环境 - 全球29个国家/地区推出量子信息战略,欧盟启动《量子欧洲战略》,中国"十四五"规划及2025年政府工作报告强化量子科技支持 [5][8] - 量子通信率先产业化,与ICT行业深度融合;量子计算处于NISQ阶段应用探索期;量子精密测量应用场景多元化但成熟度差异大 [6][7][8] - 公司入选国家工信部未来产业领军企业,获安徽省科技进步一等奖等荣誉,支撑项目入选安徽省十大标杆示范场景 [15][21] 资产与运营 - 应收账款185,541,930.08元,同比增长43.42%,主要因销售收入增加 [32] - 合同负债69,395,771.17元,同比增长71.24%,反映预收货款增长 [32] - 存货规模较大,周转率较低,需关注库存管理和减值风险 [31]
市场监管总局:我国量子精密测量领域取得突破性进展
中证网· 2025-08-11 12:17
技术突破 - 北京航空航天大学开发的全新原子自旋传感器实现弱磁场超高灵敏度与可溯源精准测量 [1] - 传感器在近地磁量级环境下可测量比地球磁场弱十亿倍的磁信号 灵敏度极高 [1] - 测量结果可溯源至原子物理常数 确保数据准确可靠 [1] 应用领域 - 技术为高端计量技术发展提供支撑 完善超高灵敏磁场测量量值溯源体系 [1] - 成果服务于基础科学研究、高端装备制造及宇宙探索领域 [1] - 传感器已用于探测暗物质候选粒子类轴子 暗物质占宇宙总物质组成约85% [1] 政策支持 - 市场监管总局将持续加大对量子精密测量等前沿计量技术的支持力度 [1] - 推动科研成果向计量标准与产业应用转化 [1] - 为国家现代先进测量体系构建及科技创新提供保障 [1]
三位科学家获2025年度“墨子量子奖”
中国新闻网· 2025-08-01 16:00
墨子量子奖2025年度获奖者 - 2025年度墨子量子奖授予量子模拟领域三位科学家:马克斯·普朗克量子光学研究所/慕尼黑大学伊曼纽尔·布洛赫、苏黎世联邦理工学院蒂尔曼·埃斯林格、哈佛大学马库斯·格雷纳 [1] - 伊曼纽尔·布洛赫在量子光学、量子信息处理和凝聚态物理学交叉领域的研究促成超冷原子光晶格量子模拟新领域的诞生 [1] - 蒂尔曼·埃斯林格首次在超冷原子光晶格中实现费米子哈伯德模型,开发原位成像和动力学测量技术观测量子相变等现象 [1] - 马库斯·格雷纳与团队首次实现玻色子哈伯德模型,开发高分辨率单原子成像技术为研究高温超导机制提供实验平台 [1] 墨子量子科技基金会背景 - 基金会成立于2018年,设立墨子量子奖表彰在量子通信、量子计算与模拟和量子精密测量等领域的杰出科学家 [2]
中国科研团队研发出新型量子纠缠光源
环球网资讯· 2025-07-11 07:04
研究成果 - 中山大学物理学院王雪华、刘进教授团队提出全新腔诱导自发双光子辐射方案,实现与单光子辐射强度相当的自发双光子辐射 [1] - 研发保真度高达99.4%的按需触发式新型微纳量子纠缠光源 [1] - 研究成果于7月9日在《自然》杂志在线发表 [1] 技术突破 - 采用"人造原子"结构实现自发双光子辐射,双光子产生概率从小于0.1%提升到约50% [2] - 设计超高品质光学微腔,在微纳尺度上精细调控光子产生过程 [2] - 突破"光子辐射的二阶量子过程必然远弱于一阶过程"的传统认知 [2] 应用前景 - 量子纠缠在量子计算、量子通信和量子精密测量等多个领域发挥关键作用 [1] - 该技术可提升量子通信安全性、量子计算可靠性、量子计量精度 [2] - 实现按需触发式纠缠光子对源制备 [2]
中国科学院院士潘建伟:我国在量子通信领域已处于国际引领地位【附量子信息产业分析】
前瞻网· 2025-07-10 11:22
量子通信领域 - 中国在量子通信领域处于国际引领地位,取得重要成果包括发射"墨子号"量子科学实验卫星、建成"京沪干线"地面光纤网络和国家广域量子保密通信骨干网,并实现与奥地利、南非的洲际量子密钥分发 [2] - 量子通信利用量子力学原理,具有不可克隆、不可分割和不可预测的特性,能够保证信息传输的绝对安全 [2] - 2023年中国量子通信市场规模约6亿元,随着国防、信息安全需求增长,其战略价值获全球认可,正从实验室走向产业化 [2] 量子计算领域 - 中国在量子计算领域处于国际第一方阵,量子精密测量部分方向国际领先或先进水平 [4] - 量子计算机与人工智能深度融合有望创造超越自然的新型智能形态 [4] - 阿里巴巴、腾讯、百度和华为通过与科研机构合作成立量子实验室,布局量子处理器硬件、量子计算云平台等领域 [4] - 本源量子在量子处理器硬件、开源软件平台和量子计算云服务等方面进行探索 [4] 量子科技投资 - 2023年全球量子信息投资达386亿美元,中国以150亿美元位居榜首,远超美国(125亿美元)和欧洲(80亿美元) [6] - 中国量子科技投资金额领先全球,英国(43亿美元)、美国(37.5亿美元)、德国(33亿美元)分列其后 [7] - 2030年全球量子信息市场规模预计将达到1300.77亿美元,涵盖量子计算、量子通信、量子测量三大领域 [7] 量子科技发展 - 中国量子科技已实现从理论突破到工程实现、从单点领先到系统超越的创新之路 [9]
潘建伟:量子技术产业化需要耐心支持和理性环境
科技日报· 2025-07-06 23:29
量子技术概念与分类 - 量子技术分为第一次量子革命和第二次量子革命 第一次量子革命已在集成电路、导航、磁共振、手机存储等传统信息技术中广泛应用 第二次量子革命特指"量子信息科技"的发展 [1] - 量子信息科技涵盖三大领域:量子计算、量子通信、量子精密测量(或称"量子传感") 量子通信已形成广域网络和实用终端产品 量子精密测量在导航、医疗等场景初显应用价值 量子计算仍处于实验室研究阶段 [1] 量子计算发展现状 - "祖冲之三号"超导量子计算原型机实现超导量子体系迄今公开发表的最强"量子计算优越性" 但所有量子计算系统硬件水平距离产业化应用尚有差距 [1] - 量子计算当前主要可能应用是与人工智能结合辅助科学研究 产业化应用预计还需10年至15年发展 核心瓶颈是缺乏适用于现阶段量子计算机的实用算法 2024年谷歌悬赏500万美元寻找实用算法但无人获赏 [2] 量子技术产业化挑战 - 传统领域阻力:量子技术进入传统领域面临既有利益格局阻碍 例如量子保密通信需通过严格标准安全测试 传统技术可能延缓新技术应用 [2] - 行业宣传乱象:部分企业过度宣传未成熟技术 例如量子计算云平台被夸大能力 实际与传统计算机差异有限 炒作会误导公众和投资者损害技术公信力 [2] 量子技术发展建议 - 需政府和民间持续投入与耐心支持 社会各界应形成共识给予技术成长时间和空间 [2] - 需培养既懂量子技术原理又能调试仪器设备的复合型创新人才 [2] - 需支持电子束曝光机、分子束外延、稀释制冷机等仪器设备的自主研制 仪器设备是量子技术发展基石 [3] 量子技术未来展望 - 预计10年左右量子信息技术有望达到新高度 需抓住机遇推动技术稳健发展 [3]
海外量子科技产业为何大涨?
国投证券· 2025-06-15 02:04
报告行业投资评级 - 领先大市 - A,维持评级 [6] 报告的核心观点 - 量子科技是未来产业的颠覆式创新,量子计算有望带来算力的颠覆式创新,推动量子保密通信和抗量子密码的对抗需求,海外量子科技领域今年成果不断 [12] - 本周计算机板块整体调整,除稳定币外其他主题方向表现较弱,计算机行业指数跑输多个指数,在中信 30 个行业指数和 TMT 四大行业中排名靠后 [17][20] - 本周计算机板块在稳定币等金融科技方向表现较好,后续需关注 AI、机器人、自主可控等中长期产业方向 [21] - 行业内多家公司有重要动态,如 AMD 发布新系列 AI 芯片、OpenAI 上线新模型、Meta 收购股份、火山引擎发布新模型、英伟达将建立工业人工智能云等 [24] 根据相关目录分别进行总结 本周行业观点 - 芯片方面,海外巨头积极布局量子计算芯片,技术竞争初现端倪,如微软、亚马逊、D - Wave、IBM 等公司有新成果和计划 [1][13] - 算法方面,面向实用场景的量子计算优越性得到验证,量子计算机向商用化迈进趋势明显,如 D - Wave、谷歌的研究成果 [2][14] - 产业方面,英伟达态度重大转变并躬身入局量子计算,举办活动、成立研究中心,黄仁勋态度转变 [3][15][16] - 建议关注量子计算、量子保密通信、抗量子密码、量子精密测量相关企业 [4][16] 市场行情回顾 本周板块指数涨跌幅 - 本周上证综指下跌 0.25%,深证成指下跌 0.60%,创业板指上涨 0.22%,计算机行业指数下跌 2.25%,跑输多个指数 [17][18] - 横向看,本周计算机行业指数在中信 30 个行业指数中排第 29,在 TMT 四大行业中排第 4 [20] 本周计算机个股表现 - 本周计算机板块在稳定币等金融科技方向表现较好,后续需关注中长期产业方向 [21] - 列出本周计算机个股周涨幅前十、周跌幅前十、周换手率前十的股票 [22] 行业重要新闻 - AMD 发布新系列 AI 芯片 MI350,性能表现优于部分竞争对手 [24] - OpenAI 上线 o3 - pro 模型,医疗诊断准确率超越人类专家,在多项测试中表现出色 [24] - Meta 豪掷 148 亿美元收购 Scale AI 49%股份,强化数据壁垒 [24] - 火山引擎发布豆包大模型 1.6 系列,披露多项权威测评成绩,支持多模态理解和图形界面操作 [24] - 英伟达将在欧洲建立全球首个工业人工智能云,配备 10000 个 GPU 等 [24]
【私募调研记录】康曼德资本调研国盾量子
证券之星· 2025-06-12 00:10
国盾量子调研纪要 - 公司业务覆盖量子通信、量子计算、量子精密测量三大领域,近期业绩情况被重点讨论[1] - 量子通信技术难点包括高效率低噪声单光子探测等,运营商在光纤和用户资源方面具备优势,可能在6G时代探索量子功能应用[1] - 量子通信设备业务以定制化解决方案为主,主要服务于大项目,与传统密码厂商是融合关系而非颠覆关系[1] - 量子计算机目前仅能解决特定问题,在AI领域的应用仍处于早期发展阶段[1] - 公司采用量子密钥分发和后量子算法双重安全策略[1] - 量子计算芯片加工工艺与经典半导体芯片类似但技术原理不同,公司芯片来源于与中国科大的合作研发[1] - 量子计算机不会大规模普及,更适合作为经典计算机的补充,当前产业格局尚未成型[1] 康曼德资本机构背景 - 公司成立于2013年7月,注册于深圳前海,2013年11月发行首支产品[2] - 2014年3月成为首批在中国基金业协会登记的50家私募基金管理人之一,现为协会特别会员[2] - 2014年12月通过中信证券成功发行首支渠道代销产品[2] - 公司定位为全能型轻资产管理公司,汇聚海内外金融专业人才[2] - 投资策略注重顺应市场大势,精准挖掘投资机会,致力于为客户提供长期稳健的高收益服务[2]