光子盒年度系列 | 2020中国量子一线城市

光子盒研究院出品

2020年3月科技部发布《关于科技创新支撑复工复产和经济平稳运行的若干措施》，其中提到加大量子通信重大科技项目的实施和支持力度，突破关键核心技术，促进科技成果的转化应用和产业化，培育一批创新型企业和高科技产业，增强经济发展新动能。

10月，中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习。

一时之间，各地政府意识到发展量子科技的重要性和紧迫性，纷纷加快量子科技发展战略谋划和系统布局的脚步。

然而，一些城市在此之前已经嗅到具有巨大潜力的量子技术在推动未来发展的超前可能性，早早在量子科技发展和产业布局下好了先行棋。

光子盒依据人才分布、科研成果、产业布局、政策扶持等方面，遴选出2020年中国量子领域的四个“一线城市”。

在中国科学技术大学的技术引领下，基于“一院三平台”量子信息基础研究机构体系，围绕本源量子、国盾量子、国仪量子等量子龙头公司，持续出台量子相关政策激励技术创新与产业发展，合肥在量子技术的发展已走在了前列。

科研人才方面，位于合肥的中国科学技术大学有着量子技术行业的领头人物，如潘建伟院士、郭光灿院士、杜江峰院士、陆朝阳教授、郭国平教授、苑震生教授、朱晓波教、彭承志教授、李传峰教授以及韩正甫教授等等。

在这些技术领头人的带领下，墨子号量子科学实验卫星升空，形成了天地一体化的量子保密通信与科学实验体系；“京沪干线”正式开通，率先完成量子通信在金融、广电等领域的应用示范；利用“墨子号”与“京沪干线”建立的星地链路，在国际上首次成功实现了中国和奥地利之间7600公里的洲际量子密钥分发和量子保密通信视频通话；“九章”量子计算机问世，中国首次实现量子霸权，牢固确立了我国在国际量子计算研究中的第一方阵地位。

除了在科研上实现了质的飞跃，在培养人才上，储备了大量量子通信、量子计算、量子精密测量以及工程技术领域的生力军，凝聚起一支结构合理、多学科交叉、优势互补、密切协作的人才队伍。

构建基础研究机构体系方面，“一院三平台”中的“一院”是指量子信息与量子科技创新研究院，“三平台”则指合肥微尺度物质科学国家研究中心、中科院量子信息重点实验室和中科院微观磁共振重点实验室，初步形成了量子科研机构体系。

量子信息与量子科技创新研究院成立于2016年，依托单位为中国科学技术大学，实行理事会领导下的院长负责制，院长为潘建伟院士。

量子创新研究院的战略任务是通过对本领域重大前沿科学问题的研究，在量子通信方面，构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系；在量子计算方面，为最终实现通用量子计算机摸索出一条切实可行的道路；在量子精密测量方面，突破与一系列量子精密测量关键技术，并完成一批重要量子精密测量设备的研制。

合肥微尺度物质科学国家研究中心是科技部2017年11月批准组建的六个国家研究中心之一，依托于中国科学技术大学，是在合肥微尺度物质科学国家实验室筹建十余年的基础上组建。

微尺度国家研究中心聚焦未来信息、新能源和生命健康等重大创新领域，以纳米科技、生物科技、信息科技和认知科学的多学科交叉创新为导向，开展微尺度物质体系的基础和应用基础研究。

中科院量子信息重点实验室前身是1983年郭光灿院士回国后组建的量子光学研究组，2001年中国科学院正式批准为中科院重点实验室，2005年更名为“中国科学院量子信息重点实验室”。

该实验室主任是郭光灿院士，常务副主任是李传峰教授，副主任是郭国平教授。实验室长期从事量子通信与量子计算的理论与实验研究，主要研究方向为半导体量子芯片、量子纠缠网络、量子集成光学芯片、实用的量子密码以及量子理论等。

产业发展方面，合肥聚集了有主营量子技术企业5家，重点企业6家，量子关联企业20余家。合肥量子信息产业链上中下游主体在数量、体量方面都有巨大的发展潜力和提升空间，其中量子头部企业包括本源量子、国盾量子以及国仪量子等等。

本源量子是我国唯一一家以量子计算机的研制、开发和应用为主营业务的初创型企业。2020年8月6日，本源量子计算体验中心暨量子计算科普教育基地开幕，正式免费对外开放。本源量子计算体验中心是国内首个以量子计算为主题的科普展馆。在为量子计算相关行业人员与社会大众打造一个科研加科普教育的融合平台，推动量子计算这一前沿技术的普及。

2020年9月12日，本源量子自主研发的超导量子计算云平台正式上线，该量子计算云平台是一台能够脱离实验室环境稳定运行的超导量子计算系统，也是国内率先实现工程化的量子计算机，将向全球用户提供真实的量子计算云服务。

国盾量子是我国第一家从事量子信息技术产业化的企业，是全球少数具有大规模量子保密通信网络设计、供货和部署全能力的企业之一。2020年7月，国盾量子在科创板成功上市，成为国内量子通信领域首家A股上市企业，深受资本市场认可。2020年上线的ez-Q^TMEngine超导量子计算操控系统。该系统是由科大国盾量子技术股份有限公司联合中国科学技术大学，针对多比特超导量子计算需求，历时3年精心打造。

国仪量子主要从事量子精密测量、微观磁共振技术等高端精密科学仪器平台的研制与生产，其发布的多款科学仪器产品打破国际禁运、填补国内空白。

2020年10月，在全国电子顺磁共振波谱学学术研讨会召开期间，国仪量子成功举办了2020新品发布会，推出了四款电子顺磁相关新品，其中，EPR200-Plus升级版X波段电子顺磁共振谱仪在关键性能指标上实现了超越。

EPR200M台式电子顺磁共振谱仪、EPR-W900 W波段电子顺磁共振谱仪、无液氦变温系统CVTI-CF Series三款产品均为中国首台商用。

在政策激励方面，在《2020年合肥市培育新动能促进产业转型升级推动经济高质量若干政策实施细则》中“第七、各类重点专项政策”中：

144. 大力引进各类人才。聚力打造具有国际影响力的创新之都，根据《中共合肥市委合肥市人民政府关于建设合肥综合性国家科学中心打造创新之都人才工作的意见》（合发〔2017〕17 号）和《中共合肥市委合肥市人民政府关于进一步支持人才来肥创新创业的若干政策》（合办〔2018〕18 号），以人才优先发展打造新一轮创新优势、产业优势和发展优势。

155.支持重大科学基础设施建设。设立合肥市综合性国家科学中心及科大新校区建设经费，重点支持大科学装置集中区、量子信息科学国家实验室、聚变堆主机关键系统等重大科学基础设施建设，形成一批具有国际领先水平的原创成果。

明确了发挥人才主导作用，进而带动技术创新和产业发展，同时进一步建设量子信息科学国家实验室，大力扶持科研机构发展，从而构建创新之都。

另外在中国科学院科技战略咨询研究院、合肥高新技术产业开发区管委会联合编制的《合肥高新区量子创新指数(2020)》中，面向“十四五”，明确了合肥高新区要继续探索“科学—技术—创新—产业”路径下的“合肥模式”，走出一条“换道超车”的高质量发展之路。

未来，在量子技术发展和布局上，合肥将围绕世界一流高科技园区建设，着力打造一流科技创新体系，培育新型研发机构，建设世界一流创新高地；鼓励扶持产业发展，建设世界一流产业集群；推进体制机制创新，加强政策先行先试，建设世界一流创新环境。

北京在量子技术和产业发展上，基于得天独厚的顶级学府优势、联合北京多家顶级学术单位共同成立的新型研发机构的北京量子信息科学院，大力扶持量子领域重大科技项目，促进科技成果的转化应用和产业化，鼓励培育量子创新型企业，在国内发展量子技术的城市里稳占第一梯队。

科研人才方面，清华大学交叉信息研究院的量子信息中心有姚期智教授、段路明教授、应明生教授、金奇奂教授、龙桂鲁教授等等；北京大学量子电子学研究所陈景标教授、郭宏教授等等以及北京大学量子材料科学中心的崔琦教授、王楠林教授、王健教授、刘雄军教授等等；除此以外，北京师范大学、北京理工大学、北京航天航空大学以及北京邮电大学仍有许多量子技术为研究方向的教授。

构建科研体系方面，北京量子信息科学院整合北京现有量子物态科学、量子通信、量子计算、量子材料与器件、量子精密测量等领域骨干力量，大力引进全球顶级人才，形成以国际一流科学家为核心的结构稳定、学科全面的研究梯队，并推动量子技术走向实用化、规模化、产业化发展。

同时，北京计算科学研究中心的量子物理和量子信息部门，侧重于研究量子理论的基本问题和量子技术的高级应用，为推动量子信息发展做出了贡献，补充了北京量子科研机构体系。

量子计算科研成果方面，北京量子信息科学院超导量子计算团队已产出自主知识产权的芯片，搭建的测试系统可以满足50个比特样品的量子测控，已取得阶段性成果；量子计算中衡量测试水平的重要指标两比特门保真度达到99.53%，达到国际一流研究组水平，与Google公司持平；拓扑量子计算研究团队提出了数年内实现首个拓扑量子比特的技术路线图。

量子通信科研成果方面，量子直接通信龙桂鲁教授团队攻克了量子直接通信的安全容量估计、高损耗信道编码、量子存储替代等三项关键技术，研制了具有实用价值的样机。2020年6月，龙桂鲁教授团队成功完成了样机的全部设计功能和长时间稳定检测，有力推动了量子直接通信技术的实用化进程。

产业发展方面，包含入局量子计算的科技巨头如百度和京东，也包括量子通信领域的头部企业神州国信、启科量子和中创为量子等等。

百度着重于量子计算软件和应用业务研究。在2020年9月的“百度世界大会2020”上，百度量子计算研究所推出了百度量子平台。其中，重点发布了云原生量子计算平台量易伏(Quantum Leaf)，同时升级了脉冲计算系统量脉 (Quanlse) 和量子机器学习工具集量桨 (Paddle Quantum)。

2020年11月，在“数智互联 · 共塑未来”为主题的京东全球科技探索者大会上，京东宣布探索研究院正式成立，将深耕“人工智能”、“量子计算”、“数据科学、工程与管理”、“去中心化计算”、“伦理道德”、“科学与艺术”等六大数智技术领域。这意味这将继BAT之后，又一互联网巨头入局量子计算。

神州国信量子成立于2018年5月，主要从量子通信的网络建设、产品及行业应用解决方案、网络运维及服务三方面展开部署，推进量子通信产业化落地。

该公司参与了京沪干线实验网搭建、系统验证和2000公里实际干线系统建设等工作。利用“京沪干线”及北京城域网实现中国工商银行网上银行数据异地量子加密传输，同时利用“墨子号”量子卫星实现中国人民银行北京总行至乌鲁木齐支行的人民币跨境收付信息管理系统量子加密应用。

启科量子成立于2019年1月，中国首家在量子通信、量子计算、量子传感领域均拥有自主核心技术与产品开发能力的高新技术企业。

该公司承担了多项国家行业标准编制工作:《量子密钥分发(QKD)系统技术要求》;《量子密钥分发(QKD)系统测试方法》;《量子保密通信VPN设备检测技术规范》;《量子保密通信系统密钥交互接口技术规范》。

启科量子除了在量子通信布局外，还致力于发展千比特分布式离子阱量子计算机。

中创为量子成立于2014年3月，是专注于量子技术产业化应用的高新技术企业，面向专业行业市场提供量子保密通信系统设备研发、定制产品服务及系统解决方案，是量子保密通信系统设备与服务的专业供应商。

政策方面，2020年11月3日，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》公布。“量子信息”被写入规划《建议》：“瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。”随着顶层设计和政策支持体系的完善，量子科技获得更大发展空间。

未来，北京市支持研究机构与骨干龙头企业建立产学研合作机制，在量子计算方面联合组建团队，联合攻关。下一步，北京市还将培养用户、健全产业生态，促进科学研究、企业需求和应用场景之间的有效对接。

作为国内经济发展的领头羊，上海基于上海交通大学光子集成与量子信息实验室、复旦大学量子调控实验室以及华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室等高校实验室大力发展量子技术，围绕上海技物所、上海量子科学研究中心以及上海微系统所等形成了量子信息研究机构生态圈，以科学家牵头成立量子技术公司，引领长三角地区量子科技创新与产业发展。

科研人才方面，上海交通大学有金贤敏、曾贵华教授、何广强教授等等，复旦大学有陶瑞宝教授、游建强教授、龚新高教授、周磊教授以及修发贤教授等等，华东师范大学则有吴健教授、荆杰泰教授等等。

量子信息研究机构体系方面，上海技物所以红外物理与光电技术研究为定位，以红外光电新材料、新器件、新方法等作为主要研究方向，助力量子技术设施设备的研发；上海微系统所旨在解决智能感知微系统、超导量子器件与电路、高端硅基材料等方向的重大关键科学和技术难题，是助力量子技术发展的重要科研机构之一。

科研成果方面，上海交通大学曾贵华课题组为了克服连续变量量子密钥分发传输距离短的弊端，首次提出了减光子非高斯操作方案，有效提升了连续变量量子密钥分发安全传输距离；并为了实现高速连续变量量子密钥分发，为了防止本振光传输衰减导致的相干检测及过噪声影响，课题组在国际上首次实验实现了基于本地本振的连续变量量子密钥分发，该技术可用于同时实现高速长距离的连续变量量子密钥分发，目前已成为连续变量量子保密通信研究的一个热点方向。

上海交通大学光子集成与量子信息实验室在金贤敏教授的带领下，正从单光子的产生到芯片里量子态的演化，再到单光子的探测，最终目标是在整个过程和系统形成一台模拟量子计算机。

目前，该实验室已经实现了国内首个自主实现的光量子计算芯片；首次实现了大规模量子关联测量，突破了光量子计算机的探测瓶颈问题；实现了首个海水量子通信实验，观察到了光子极化量子态和量子纠缠可以在高损耗和高散射的海水中保持量子特性，国际上首次实验验证了水下量子通信的可行性，这标志着向未来建立水下以及空海一体量子通信网络迈出了重要一步。

上海技物所一直参与攻克量子卫星关键技术。2020年12月，在西昌卫星发射中心使用长征十一号遥九固体运载火箭以一箭双星方式成功发射两颗空间科学先导专项引力波高能电磁对应体全天监测（GECAM）卫星，每一颗卫星上装有5台上海技物所研制的超小型化模拟式太阳敏感器。

上海微系统所则是凭借其超导单光子探测器（SNSPD）应用的关键支撑技术，助力“九章”量子计算机的研发。

产业发展方面，既有量子技术科学家牵头成立的量子相关公司，也有量子通信、量子计算、量子测量各领域的初创公司。

上海微系统所的尤立星博士作为创始人创立了赋同科技，实现了国内唯一SNSPD器件及系统商业化销售。赋同科技的核心产品超导纳米线单光子探测器性能指标达到国际一流水平，并已应用于量子信息、激光雷达等领域，完善了产业链。

专注量子通信领域的循态量子，是由上海交通大学的博士团队创立，提供从量子到经典的整体安全解决方案，以及用于量子保密通信的核心部件，包括量子检测器、量子随机数发生器、量子激光源等。

专注量子测量的国耀量子雷达成立于2017年9月，技术来源于潘建伟院士团队和窦贤康院士团队。公司将量子技术应用于激光雷达，从微观提升量子效率、降低探测噪声，实现高性能量子探测激光雷达。系统具有小型化、全光纤、高稳定、高性价比的特点。

在量子计算领域有所突破的昆峰量子，在2020年9月宣布“昆冈”量子计算（模拟）云平台2.0版本正式对外提供服务。2.0版本新增对经典量子混合式编程的支持，包括远程调用接口API与基于网页的集成开发环境IDE；此外，在模拟性能、易用性、可靠性等多个方面均比之前的1.0版本有着显著提升。

政策方面，上海已将量子通信列入“科创22条”意见中的重大战略项目，并在“十三五”科技创新规划中，将“量子材料与量子通信”作为重要战略方向进行部署。同时在《关于制定上海市国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中，强调了强化科技创新策源功能和强化高端产业引领功能。

未来，上海将进一步提高综合性国家科学中心的集中度和显示度，加紧布局一批国家技术创新中心，加强重大科学问题前瞻研究和重要基础学科专业建设，推动产业链上中下游、大中小企业融通创新，加速科技成果向现实生产力转化，提高创新链整体效能。

作为开放程度最高、经济活力最强的珠三角城市之一，基于南方科技大学、华南师范大学、华南理工大学的技术人才，以及出台的相关扶持政策，深圳紧跟量子技术第一梯队城市的步伐。

科研人才方面，南方科技大学有薛其坤院士、俞大鹏院士坐镇，同时深圳量子科学与工程研究院，为科研搭建了平台。除此以外，在距离深圳仅100多公里的广州，华南师范大学的量子物质研究院、华南理工大学的量子科学与工程联合实验室等仍有许多以量子各领域为研究方向的教授。

科研机构方面，广东省计量科学研究院、深圳市计量质量检测研究院提供了强有力的支持。

科研成果方面，南方科技大学量子研究院实现用非时序关联函数探测量子相变；研究院和清华联合团观测到反宇称时间对称的量子信息回流；在超导量子线路系统中的两比特量子门操控研究中取得重要进展，利用可调耦合器实现两个超导量子比特之间的高保真度、高扩展性的两比特量子门方案等等。

产业发展方面，以入局量子计算的科技巨头华为和腾讯为主，也有持续推出产品的量子计算初创公司。

华为在量子计算首席科学家翁文康的带领下，2020年全连接大会上发布了HiQ 3.0量子计算模拟器及开发者工具。目前，华为尚未推出量子硬件设备，但在其量子软件领域，它有着较为完善的生态环境。

HiQ量子计算平台基于华为自研CloudIDE，提供极速的云环境、基于鲲鹏的开发环境以及丰富的插件框架开源等等，为开发者和合作伙伴提供良好的编程体验和生态能力。

于2017年年底公开的腾讯量子实验室，在张胜誉教授的带领下开始布局量子各领域。在量子科技的应用方面，成功建设完成量子安全平台。除了通信加密方面的应用，腾讯量子实验室还将目光投向了量子计算的研究，包括量子算法，量子人工智能，量子化学等。

量子计算初创公司量旋科技成立于2018年8月，致力于量子计算机的小型化和商业化，扎根于量子计算领域，专注于核磁共振桌面量子计算机的自主研发，推动量子计算的普及化和商业化。

在10月的ICT2020·中国高层论坛之量子计算论坛上，量旋科技发布了最新一代通用量子云平台“金牛座“，为用户使用量子计算硬件提供远程服务。

“金牛座”是一款可链接多种量子计算物理体系的云服务平台。目前已同时接入1台2比特和1台4比特核磁共振量子计算机。

政策方面，《关于支持深港科技创新合作区深圳园区建设国际开放创新中心的若干意见》中，明确合作区深圳园区要坚持制度创新和科技创新双轮驱动发展，对标香港及国际上最有利于科技创新的体制机制，全方位探索构建有利于科技创新的政策环境；明确合作区深圳园区将聚焦信息、生命、材料科学与技术领域，合作引进一批港澳及国际化的基础与应用基础研究机构。

未来，深圳将注重量子信息产业的培育；吸引省外、海外量子信息高水平院校、优势科研机构与龙头骨干企业，汇聚优势资源打造开放合作的粤港澳大湾区、泛南方、泛西南地区量子信息产业格局；大力支持新基建平台建设和产业应用示范赋能，推动量子信息与电信网络的融合，联合传统安全行业确保信息与网络安全。探索量子信息在政务、金融、电力和国防等国计民生重要行业和领域的推广应用。

此外，江苏、浙江、山东、广东（除深圳外）也相对领先。

江苏省就科技创新总体布局，将优化量子科技发展总体布局和规划，加快基础研究突破和关键核心技术攻关，推动形成从基础研究、应用研究、技术研发到产业化的全链条格局。其中南京大学在超导量子芯片架构设计方面取得重要进展。

浙江省的浙江大学启动了“量子计划”创新专项，该计划围绕“量子计算与感知”重点方向进行未来科研布局，其“量子计划”的平台包括浙江大学微纳加工中心、现代光学仪器国家重点实验室、浙江省量子技术与器件重点实验室、浙江大学量子信息交叉中心。超导量子计算和量子模拟实验团队致力于研发有可能用于量子计算的底层物理器件。

除此以外，科技巨头阿里巴巴的入局不可忽视。2017年，在密歇根大学终身教授施尧耘的主导下，阿里巴巴达摩院组建了量子计算实验室。

达摩院量子实验室以实现量子计算潜能为己任。国际化团队横跨杭州、北京和西雅图三地，全栈式研发贯穿量子芯片、系统、算法和应用四层。

2020年12月，阿里巴巴发布阿里云量子开发平台(Alibaba Cloud Quantum Development Platform，ACQDP)，开源自研量子计算模拟器“太章2.0”及一系列量子应用案例。这将有力地支持从业人员设计量子硬件，测试量子算法，并探索其在材料、分子发现，优化问题和机器学习等领域内的应用。

山东济南量子技术研究院此前已经与中科大多次合作，实现相距50公里光纤存储器间的量子纠缠、创造509公里光纤量子通信世界传输距离新纪录、成功研制出国际首个集成化的多通道量子频率转换芯片等等，具有一定量子技术基础与科研成果。

同时正在加快打造“量子谷”，其核心包括量子信息科学国家实验室济南研究中心和国家量子产业创新中心。

广东发布了《广东省培育区块链与量子信息战略性新兴产业集群行动计划（2021-2025年）》，计划量子信息科学大湾区/泛南方/泛西南网络“新基建”、广东省光电量子集成芯片研究中心以及广东省量子精密测量产业技术研究院的建设。

同时结合产业实际重点从基础设施、核心技术、标准规范、企业引培、应用示范、生态打造、区域布局等七个产业培育的角度出发提出了七大重点工程。

相关阅读：

#光子盒社群招募中#

进入光子盒社群，与我们近距离互动，了解量子领域更多产业、商业、科技动态，领取量子计算和量子通信产业报告。

现添加社群助手微信Hordcore即可进群 ，与我们一起展望未来！

你可能会错过：