全球高 科技 领域竞争进入了一个新阶段，量子技术将是未来发展的关键，各国都在积极研发。 而我国的量子通信及量子计算，无论从专利总数还是前沿研究来看，都处于国际领先地位。尤其是拥有3000多项量子技术相关专利，约是美国的两倍。
我国量子技术研发正在迅速推进， 去年12月初，我国中国 科技 大学潘建伟团队构建的76个光子的量子计算机原型机“九章”横空出世，超过了谷歌，成功实现了量子霸权。 九章200秒对数学算法的计算，全球最快超算则需要整整计算6亿年。
“九章”的成功问世，一下将人们的目光引向了量子技术。这还不算，随后两大量子芯片技术又实现突破，再次引起大家的兴趣。 而这其中的关键就是，量子芯片到底能不能绕开高端光刻机呢？ 今天，就这个问题跟大家一起一探究竟。
我们现在用的芯片，一般都是硅基电子芯片，今天我们要说的是量子芯片。何谓量子芯片呢？ 量子芯片就是量子计算机的一种专用芯片，是基于量子比特运行的计算芯片。要实现量子计算机，最关键的就是要研发出量子芯片。
量子计算机之所以比现在我们所用的传统计算机要快，是因为它采用的是并行计算， 它的计算能力强不强，取决于量子芯片能控制的量子比特数量，量子比特越多，计算能力就越强。 现在，欧美国家都在研究，谷歌也在努力攻克量子芯片难题。
不过好消息是我国科学家抢占了先机， 南方科 技大学贺煜团队在这方面率先取得重大突破。 他们利用高精度微纳加工方式，将两个磷原子构成的量子点分别放置在相距13nm的位置上，实现了第一个适用于量子计算机的高速两比特门。
这个成就具有里程碑式的意义，为大规模量子计算芯片奠定了坚实基础，让国产硅基量子芯片在制造技术方面迈出了重要的一步！ 这个成果以封面文章刊登在国际顶级学术期刊《自然》上，说明我国已经在量子芯片领域处于国际领跑水平。
九章量子计算机的创始人潘建伟认为，量子计算的发展分为三个阶段。 第一阶段，就是谷歌实现的量子霸权，即造出一台比目前计算机更快的量子计算机，大概需要50个量子比特。第二阶段，希望能够 *** 纵几百个量子比特，实现一种专用的量子模拟机。
第三阶段就是争取未来二三十年，造出可编程的通用量子计算机。 潘建伟透露，我们已经能够实现100个甚至几百个原子的纠缠，意味着我国已经进入到第二阶段。 最重要的就是第三阶段，实现可编程通用的具有实用价值的量子计算机。
在量子比特数目少、有效量子 *** 作深度浅等现阶段量子技术水平下，要最大效率地利用量子资源，就需要设计一种可编程的量子算法来解决这个问题。 为解决这个问题，国防 科技 大学联合国内外单位，研发出一款新型可编程硅基光量子计算芯片 。
他们提出可动态编程实现多粒子量子漫步的光量子芯片结构，采用硅基集成光学技术，设计实现了可编程光量子计算芯片 ，实现了多种图论问题的量子算法求解，有望在大数据处理等领域获得应用。目前这一成果已登上国际权威期刊《科学进展》。
上边介绍的两个方面的突破，都是实现量子芯片的基础。那么，量子芯片到底需不需要高端光刻机呢？ 目前，量子计算分为两种，分别代表两种不同的量子计算类型，美国主攻的是超导量子计算方案，我国采用的是光量子计算方案。
也就是说九章是光量子，谷歌悬铃木是超导量子。超导要全程在超低温（接近绝对零度）下运行，而光子不用。 基于光量子的量子计算机省掉了巨大的制冷设备和能量消耗，不受环境限制是巨大优势，然而光量子的实现难度也远高于超导。
那么，超导量子芯片对工作环境要求极为严格，但生产相对容易，接近现在的芯片生产工艺，也就是用现在的工艺简单改进就可以生产， 但这也说明超导量子芯片的生产离不开光刻机，甚至有可能需要最先进的EUV极紫外光刻机才行。
而光量子芯片，跟超导量子芯片不同，可以说是另一种模式， 因为不再是电子，已经是光子了。因此，光量子芯片完全可以绕开高端光刻机！ 不过，还需要设计很多微型光学元器件，这套复杂的系统也不能再用传统芯片的生产工艺，需要研发新的工艺， 并且光量子芯片基本在100nm左右，国产普通的光刻机就可以了！
因此，如果光量子芯片能够实现，我们也就从另一赛道，彻底解决了芯片“卡脖子”难题！ 然而，这个光量子芯片目前还在研究阶段，真要达到应用，估计还要二三十年时间。不过，这都是必经过程， 并且我们已经在研发上领先。 相信在科学家的努力下，一定会尽快实现，为此我们应该向这些默默付出的科学家们致敬！
达摩院（DAMO Academy）是阿里巴巴于2017年10月11日宣布成立的全球研究院。 达摩院是一家致力于 探索 科技 未知，以人类愿景为驱动力的研究院，是阿里在全球多点设立的科研机构，立足基础科学、颠覆性技术和应用技术的研究。
一：以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体，迎来应用大爆发。
第三代半导体氮化镓、碳化硅经，主要用于工业充电、5G高频器件、可再生能源和储能领域的电源。随着新能源产业的逐步爆发，第三代半导体也会迎来爆发式增长。
二：后“量子霸权”时代，量子纠错和实用优势成为核心命题。
中国科学家构建世界首台光量子计算机“九章”，开启量子计算新时代。这是继去年谷歌发布其量子计算机后，该领域的一大突破。
达摩院量子实验室完成第一个可控量子比特研发工作，实现从0到1「量子芯片」的制备突破。让量子芯片拥有实在的物理载体。达摩院量子实验室将聚焦高精度量子比特的研发工作，这是通往通用量子计算机的关键一步
三：碳基技术突破，加速柔性电子发展。
碳基材料，包括零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯、三维的石墨及金刚石等，其中，碳纳米管和石墨烯凭借优异的电性能、透光性和延展性，被认为是柔性电子的“天选”材料。部分厂家已声明开发出柔性屏幕，相信不久柔性屏将成为手机的下一个爆发口。
四：AI提升药物及疫苗研发效率。
AI（Artificial Intelligence）就是人工智能，它是研究人的智能的，并且进行模拟和延伸的新兴科学技术。AI技术的研究领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。AI的目的就是希望让计算机能像人类一样进行学习和思考。AI与疫苗、药物临床研究进行结合，可以减少重复劳动与时间消耗，提升研发效率，极大地推动医疗服务和药物的普惠化。
五：脑机接口，帮助人类超越生物学极限。
今年马斯克的脑机接口公司Neuralink展示了一头植入Neuralink设备的猪，名为Gertrude。它在两个月前被植入Neuralink设备，目前状态良好。这一事件将脑机接口推上了风口，脑机接口虽然离实用化还有很远，但作为新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术，脑机接口对神经工程的发展起到了重要的制程推动作用。
六：数据处理实现“自治与自我进化”。
目前已经进入大数据时代，越来越多的人加入大数据分析这个行业，对大数据进行分析，通过分析获取很多智能的，深入的，有价值的信息。大数据的属性，数量，速度，多样性等呈现出不断增长的复杂性，所以大数据的分析方法在大数据领域就显得尤为重要。以智能化方法，实现数据管理系统自动优化，是未来数据处理发展的必然选择。人工智能和机器学习手段，正逐渐被广泛应用于智能化的冷热数据分层、异常检测、智能建模、资源调动、参数调优、压测生成、索引推荐等领域。实现数据处理的“自治与自我进化”，将有效降低数据计算、处理、存储、运维的管理成本。
七：云原生重塑IT技术体系。
云计算已经进入下半场，如何把云计算与不同的业务场景深度结合？如何让技术真正作用于企业？如何节省企业IT部署成本？
突破传统IT的开发环境，云原生架构充分利用云计算的分布式、可扩展和灵活的特性，更高效地应用和管理异构硬件和环境下的各类云计算资源。阿里巴巴已成立专门的云原生部门来研究和发展这项技术。
八：农业迈入数据智能时代。
以物联网、人工智能、云计算等为代表的数字技术，正与农业产业深度融合，打通农业产业的全链路流程。农业将告别“靠天”吃饭，进入智慧农业时代。
九：工业互联网，从单点智能走向全局智能。
目前的工业智能仍以解决碎片化需求为主， 汽车 、消费电子、品牌服饰、钢铁、水泥、化工等具备良好信息化基础的制造业，工业互联网将贯穿供应链、生产、资产、物流、销售等各环节，实现企业生产决策闭环的全局智能化应用。
十：智慧运营中心成为未来城市标配。
城市化进程的加快，使城市被赋予了前所未有的经济、政治和技术的权利，城市被无可避免地推到了世界舞台的中心，发挥着主导作用。与此同时，城市也面临着环境污染、交通堵塞、能源紧缺、住房不足、失业、疾病等方面的挑战。在新环境下，如何解决城市发展所带来的诸多问题，实现可持续发展成为城市规划建设的重要命题。在此背景下，“智慧城市”成为解决城市问题的一条可行道路，智慧城市是指利用各种信息技术或创新概念，将城市的系统和服务打通、集成，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。 其利用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的关键信息，对民生等需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活。智慧城市建设的大提速将带动地方经济的快速发展，也将带动卫星导航、物联网、智能交通、智能电网、云计算、软件服务等多行业的快速发展，为相关行业带来新的发展契机。我国智慧城市发展进入规模推广阶段，国家鼓励开展应用模式创新，推进智慧城市建设。
随着各地智慧城市的建设与推进，智慧城市的数据管理分析等成为一大难题，智慧运营中心将统一城市系统、并提供整体智慧治理能力，进而成为未来城市的数字基础设施。
和概念来源于网络
随着科学技术的发展，人们已一只脚迈进了智能 社会 的门槛，大量智能电子产品随处可见。随着 社会 智能化的发展，芯片的地位越来越重要，已成为手机、电脑、智能 汽车 。航天、物联网等行业发展的基础。
众所周知，我国进入半导体行业较晚，技术积累薄弱，国内企业在发展的过程中，太过于注重品牌知名度的提升，将大部分精力投入到了轻资产行业的发展，忽视了重资产行业的重要性，再者就是西方国家为了限制我国 科技 的崛起，早在几十年前就签订了《瓦森堡协定》，禁止向我国出口高尖端技术。受多种因素的影响，国内企业发展所需的芯片大部分从西方国家进口。
芯片过于依赖进口，对我国 科技 的发展而言真的不是一件好事，华为的遭遇就是很好的证明！
2020年5月，美国为了绞杀华为，突然修改世界半导体行业规则，禁止全球使用美国技术超过10％的半导体企业与华为合作，直接引发了华为的芯片危机，业务发展受到了很大的影响，如手机业务，已从世界第一大手机厂商的宝座跌落，今年第一季度国内市场份额从44％暴跌至16％，海外市场份额从去年的189％跌落至4％。
美国之所以欲将华为置之死地而后快，并不全是因为华为在5G通信领域打破了高通等美企的垄断，成为通信领域新的领头羊，主要是因为华为强大的研发能力！
据公开资料显示，华为凭借着58990项专利，成为了世界上拥有专利最多的 科技 公司。除此之外，不但在通信、手机领域取得了不凡的成就，其在芯片、自动驾驶、 *** 作系统、存储、人工智能、云计算等领域都达到了世界顶级的水准。
华为凭借一己之力，与高通、苹果、谷歌等美国多家行业老牌巨头斗得不亦乐乎，让世界各国重新认识了中国 科技 的力量与魅力，如此强大的华为，怎么可能不引起一向自以为是的美国的恐慌？为了不影响自己主导全球的计划，美国怎么可能让其继续发展下去？
2019年5月，美国以莫须有的罪名将华为列入“实体清单”，禁止美企与之合作。美国集全国之力、集盟友之力对华为长达一年的打压，不但没有将其打倒，反而让他变得更加强大。这一情况的出现，让美国很是恐慌，不得不使出杀手锏，芯片封锁！
美国的芯片封锁，让华为迎来了有史以来最大的生存危机，也让我们意识到， 在当今这个时代，要想摆脱被人鱼肉的命运，就必须实现技术独立，实现芯片的国产化，彻底打破封锁！
当前主流的芯片是硅基芯片，是从一堆堆沙子中提取中纯度高达99999％的硅晶圆，然后再经过设计、光刻、蚀刻、封装、测试等一系列复杂的流程，最终才能被应用在电子产品上。
在芯片制造全部工序中，光刻是我国芯片制造的短板，究其原因就是EUV光刻机被卡了脖子，而国产的光刻机仅达到了28nm级别。
或许有的人会说，几十年前，我国原子d都能造出来，现在造一个EUV光刻机有什么难的？事实上，我们短时间内还真的造不出来EUV光刻机，尽管中科院、清华大学等科研机构突破了很多EUV技术。
EUV光刻机不仅需要大量非常高尖端技术，还需要大量的元器件。 据ASML公司EUV光刻机总工程师透露，制造EUV光刻机所需的元器件超过10万件，来自世界上36个国家的1500多家企业，每一件都代表着业内的最高水平。值得一提的是，在ASML公司制造的EUV光刻机中，没有一件核心元器件来自我国企业。 由此可见，要想独自制造出EUV光刻机，我们将要克服多少困难。简单点说，我们要想独自制造出EUV光刻机，就必须将我们的基础工业水平达到西方国家基础工业水平的总和。
所以，我们要想短时间内打破芯片封锁，解决芯片被卡脖子的问题，我们必须另辟蹊径。所幸的是，中科院院士已经找到了这个“捷径”！
前不久，中科院院士、中科大教授郭光灿领导的科研团队在光量子芯片方面取得重大突破，成功掌握量子干涉核心问题的技术，这一重大技术突破，直接奠定了光量子芯片研制的技术基础。 中国院士团队的这一重大技术突破，让世界上唯一的超级 科技 强国美国震惊不已： 没想到中国科研人员会在这么短的时间内掌握光量子芯片技术。
要知道，我国是属于芯片行业起步较晚的国家，技术和人才储备都很薄弱，我们要想实现在光量子芯片领域的领先，付出的汗水将是发达国家科研人员的几百倍！
对于中科院院士团队在光量子芯片领域实现的重大技术突破，不少业内人士纷纷发表自己的看法： 一旦光量子芯片实现大规模量产，芯片的成本要比现在的芯片要低，而且中国也将会掌握芯片领域的主导权，华为的“芯”病也将会得到彻底根治！
不少网友心中看到这心中会有个疑惑，我快把光量子芯片吹上天了，那么，它到底是个啥东西呢？又具有什么特殊的能力呢？
所谓的光量子芯片， 就是用光子代替传统芯片的电子，通过光源能量和形状控制手段，将光投射线路经过光学补差，将设计好的线路图映射到晶片上。
芯片整体性能是否先进，与晶片上集成的晶体管数量有关，要想芯片性能更先进，就必须在固定大小的晶片上尽可能的集成更多的晶体管。
光量子芯片与传统硅芯片相比，其采用微纳米加工工艺、以光为载体，其数据传输能力更强、更稳定，而且信息储存的时间也会更久等等。
随着5G时代的到来，我们即将从互联网时代迈入物联网时代，我们对数据处理的速度的要求也会更高，传统芯片很可能无法满足我们这方面的需求，所以，更为先进的光量子芯片成为了我们在物联网时代的不二选择。
对于光量子芯片的发明，不少业内人士认为，其重要性不亚于计算机的发明，谁率先掌握了这种技术，谁就可以领跑一个新的时代！
笔者坚信，随着我国科研人员的不断付出，我们必将能在短时间内攻克光量子芯片所有技术难关，实现大规模量产，打破美国的芯片封锁，成为新时代的领跑者！
与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。
政策方面，我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。
技术方面，中国量子通信专利数超3000项，领先美国。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，加强技术支持，我国有望成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。
量子通信较传统通信优势明显
与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。量子通信线路时延几乎为零，信息传递速度快，过程无障碍;量子通信中的信息传输与通信双方之间的传播媒介无关，不受空间环境的影响，具有完好的抗干扰性能;
由于量子不可克隆，成为量子密钥的基础，量子密码安全性很高，一般不能被破译;相比于传统的通信手段，同等条件下量子通信技术获得可靠通信所需的信噪比低30-40dB。
“十四五”规划推动量子通信发展
我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。
在十四五建设时期要加强关键数字技术创新应用，加快布局量子计算、量子通信等前沿技术，并在量子信息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，谋划布局未来产业。我国将构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系，率先推动量子通信技术在金融、政务和能源等领域广泛应用。
2021年3月15-3月21日通信细分板块中只有量子通信上涨31%，其他如移动互联、卫星通信导航、区块链、云计算、物联网均下跌。可知通信板块表现下跌，但是量子通信表现最佳，可知量子通信发展势头较好。
中国量子通信专利数超3000项，领先美国
2013年“斯诺登事件”发生后，我国大力研发量子通信和密钥技术，2016年，我国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，并获得了千公里级星地量子密钥分发、量子隐形传态以及纠缠分发等多项具有国际领先水平的科学成果。
2020年美国政府提出了打造量子互联网的计划;中国也在切实建设量子通信体系，中国科学技术大学2021年1月宣布成功组建跨越4600公里的天地一体化量子通信网络。
据日本信息分析机构VALUENEX，在光量子交换机等硬件相关专利方面，中国优势明显：华为公司拥有100项专利，居世界第二位;北京邮电大学拥有84项专利，排在第四位。
在软件方面，中国也拥有很强的实力，中国建设了连接北京和上海的量子通信网，积累了设备开发和应用的知识经验。中国量子通信专利数超3000项，遥遥领先于美国。
量子通信朝着量子互联网发展
量子通信技术是未来保障信息安全的重要手段，是国家重点支持发展的行业。云计算、移动互联网、物联网、大数据等新技术、新应用和新模式的出现，对信息安全提出了新的要求，信息安全牵涉到国家安全和社会稳定，我国已将信息安全提升为国家安全战略。
近年来，我国加快在量子科技领域的发展，相关的科研经费投入，专利申请布局和应用探索等方面都具备较好的实践基础和发展条件。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，我国的量子科技行业或将快速发展，成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。
更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《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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