量子信息技术发展与应用研究报告(2018年) 中国信息通信研究院 量子测量基于微观粒子系统及其量子态的精密测量,完成被测系 统物理量的执行变换和信息输出,在测量精度、灵敏度和稳定性等方 面比传统测量技术有明显优势。量子测量主要包括时间基准、惯性测 量、重力测量、磁场测量和目标识别五个方向,应用涵盖基础科研 空间探测、生物医疗、惯性制导、地质勘测、灾害预防等领域。 以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术是未来 科技创新发展的重要突破口和触发器,也是信息通信技术演进和产业 升级的关注焦点之一。量子信息技术研究和应用发展在未来国家科技 发展、新兴产业培育和经济建设等诸多领域,将产生基础共性乃至颠 覆性重大影响 量子计算技术与应用进展 (一)量子计算技术研究与发展现状 1量子计算带来算力飞跃,具有攻克无解难题潜力 计算能力是信息化发展的核心,随着社会经济对信息处理需求的 不断提高,以半导体大规模集成电路为基础的经典计算性能提升或将 面临瓶颈。量子计算是基于量子力学的新型计算方式,利用量子叠加 和纠缠等物理特性,以微观粒子构成的量子比特为基本单元,通过量 子态的受控演化实现计算处理。随着量子比特数量增加,量子计算算 力可呈指数级规模拓展,理论上具有经典计算无法比拟的巨大信息携 带和超强并行处理能力、以及攻克经典计算无解难题的巨大潜力量子信息技术发展与应用研究报告（2018 年） 中国信息通信研究院 4 量子测量基于微观粒子系统及其量子态的精密测量，完成被测系 统物理量的执行变换和信息输出，在测量精度、灵敏度和稳定性等方 面比传统测量技术有明显优势。量子测量主要包括时间基准、惯性测 量、重力测量、磁场测量和目标识别五个方向，应用涵盖基础科研、 空间探测、生物医疗、惯性制导、地质勘测、灾害预防等领域。 以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术是未来 科技创新发展的重要突破口和触发器，也是信息通信技术演进和产业 升级的关注焦点之一。量子信息技术研究和应用发展在未来国家科技 发展、新兴产业培育和经济建设等诸多领域，将产生基础共性乃至颠 覆性重大影响。 二、量子计算技术与应用进展 （一）量子计算技术研究与发展现状 1.量子计算带来算力飞跃，具有攻克无解难题潜力 计算能力是信息化发展的核心，随着社会经济对信息处理需求的 不断提高，以半导体大规模集成电路为基础的经典计算性能提升或将 面临瓶颈。量子计算是基于量子力学的新型计算方式，利用量子叠加 和纠缠等物理特性，以微观粒子构成的量子比特为基本单元，通过量 子态的受控演化实现计算处理。随着量子比特数量增加，量子计算算 力可呈指数级规模拓展，理论上具有经典计算无法比拟的巨大信息携 带和超强并行处理能力、以及攻克经典计算无解难题的巨大潜力