"量子科技"专题序言

量子信息科技在提高可计算能力、提升度量精度、确保信息安全等方面具有突破传统技术瓶颈的潜力,成为信息、材料和生命等科学领域重大技术创新发展的源泉.2020年10月16日,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[1].中共中央总书记习近平主持学习并指出"量子科技发展突飞猛进,成为新一轮科技革命和产业变...     

欧美量子科技政策及其背后相关科学家分析

量子科技是具有极强产业远景和关系国家战略发展的前沿领域,越来越多的国家和地区把量子科技的发展列入国家重点战略.了解量子科技发展强国的相关政策和科学家信息,可以管窥到其在政策制定上的一些特质,也可以为预测下一步的政策制定提供参考.本文梳理了欧盟和美国的量子政策发展轨迹,重点分析了其中最新的重大战略部署以及影响政策制定的相...     

量子信息领域的国家战略布局与研发态势分析

近年来,以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息领域持续活跃,已经成为基础研究探索、颠覆性技术创新以及未来产业变革的重要发展方向,因此明晰量子信息领域的发展态势,对于我国建设世界科技强国具有重要价值。本文首先介绍了量子信息领域的相关概念与研究现状,其次分析了美国、欧盟、英国、日本、中国的量子战略布局,最后结合论文与专利的多维度计量分析,展示了量子信息领域的研发态势。研究发现：当前量子信息领域正处于迅猛发展阶段,国际科技强国都高度重视在该领域的政策布局、资金投入、人才引育和国际合作等,其中美国最具优势;中国在量子通信及量子计算领域基本跻身核心位置,未来还需要加速实施量子信息领域战略部署、积极引聚育留量子信息科技人才、深度推进量子领域产学研协同创新等。     

全球量子传感发展态势分析

以量子信息科学的重要分支——量子传感为研究对象,结合文献计量和典型调查法,探究量子传感领域的战略布局及研究方向.研究表明,量子传感近十年发展迅速,发文数量、研究人员数量均快速增加,研究热度持续攀升.宏观层面:美国、德国、中国、日本、英国等国家竞争激烈,美德英日等相继推出国家战略规划引导量子传感研发.中观层面:乌尔姆大学...     

日本在量子信息领域的项目部署

<正>《量子科学与技术》期刊近期发文回顾了2009年以来日本的国家级量子信息科学与技术研发项目,以及针对下一阶段的新项目部署。日本内阁的FIRST计划(2009—2013)在日本内阁自2009年推出的"最尖端研发支援计划"(FIRST)中,量子信息技术领域的5年预算达到3000万美元。FIRST计划揭示了量子信息处理技术的两个重要事实,对日本的后续工作产生了很大影响。     

基于文献计量的量子信息研究国际竞争态势分析

为揭示量子信息领域的国际研发竞争态势,利用文献计量学方法,采用高被引科学家占比、研究团队学科专业背景多样性、年龄结构等指标,从全球量子信息科研竞争态势和4个领先科研单元的比较两个角度开展研究。结果表明,全球量子信息研究在20世纪90年代开始步入快速发展期,美国和中国的科研产出优势显著,中国科学院的论文产出在全球所有科研机构中处于领先地位。4个科研单元各具优势:中科院量子卓越中心的论文总体影响力水平、高被引科学家占比、学科专业背景多样性等均低于麻省理工学院极限量子信息理论中心和牛津大学量子计算中心;但是其处于可以做出重大知识创新发现的最佳年龄段的青年科学家占比最高,竞争潜力优势明显,且其科研范式以集团军式的联合研究为主,更利于发挥团队优势,攻关科研项目。最后,本文提出了加强学科交叉研究、加强基础理论研究、加强人才队伍建设等方面的建议。     

量子关联及其应用

量子关联是量子系统具有的一种重要的非经典性质,被普遍研究的量子纠缠就是量子信息处理中重要的量子关联.随着研究的深入,最近发现了很多不需要纠缠的非经典现象在量子信息中扮演了关键角色.文章介绍了基于量子失协及其相关的非经典量子关联,讨论了各种量子关联在量子信息模型中各种物理解释与应用.     

基于室温单自旋磁共振技术的量子精密测量

实现深及单个量子系统的测量技术,能够揭示出在传统宏观测量中被系综统计所平均掉的独特的个体信息.金刚石中的氮–空位色心(NV色心)在室温下具有超长的相干时间,并可以通过光探测磁共振的方式进行单量子体系的操控和读出,已经成为实现量子精密测量和量子信息处理的重要平台.尤其在测磁学方面,朝向单分子成像的研究正在全力进行.本文回顾了基于NV色心的量子精密测量研究,介绍了其在测量磁场、电场、力学系统、温度等方面的相关进展,讨论了本领域今后可能的发展方向.     

日本在量子信息领域的研发部署

正《量子科学与技术》期刊近期发文回顾了过去30年日本的国家级量子信息科学与技术研发项目,以及针对下一阶段的新项目部署。经统计,过去15年,日本政府投入量子信息科学与技术研发的经费达到2. 5亿美元,与产业界的投入持平。量子通信与密码(2001—2015)日本的量子通信与密码研究主要由信息通信研究机构(NICT)资助,其2001—2015年的总投入达到6400万美元。NICT的实验室负责开展基础研究项目,主要是基础理论与技术研究,同时NICT与产学界紧     

日本将成立科技信息机构

为提高日本科学技术的竞争力 ,强化对世界科研动向的分析 ,日本文部科学省决定成立收集分析世界科技信息的专门机构“研究开发战略中心” ,并于今年 1 0月开始运转。成立这一机构的目的是通过对来自全世界的科研信息的分析 ,明确日本目前应对哪些科研项目进行重点投资 ,文部科学省和综合科学技术会议将根据这一分析提出相应的国家战略。“研究开发战略中心”的主要负责人由名古屋大学研究生院教授、诺贝尔化学奖获得者野依良治担任 ,每年经费为6亿日元。该中心各领域的信息收集和分析者有 2 0人 ,均为活跃在科学前沿的研究人员和企业界人士…     

量子信息技术发展态势与规划分析

量子信息技术被认为是最具颠覆性的关键性新兴技术之一。近几年,主要国家密集出台重大发展战略与规划布局量子信息,世界知名企业纷纷投入重金抢占发展先机,同时,量子信息成为了国际著名智库、咨询机构、媒体的热议话题。种种迹象表明,量子信息技术正在加速从实验走向产业化,其战略意义正在不断提升,其变革未来科技、国家安全、国防军事、产业经济等领域的潜在能力备受关注。本文剖析了量子信息技术的发展历程、重点领域、主要发展趋势与国际发展动向,并针对我国情况提出了相关建议。     

量子技术2.0热点迁移动向分析

<正>"量子技术2.0"作为一项新技术,可用于准确控制量子状态、进行量子纠缠和量子干涉等量子力学特性的测量、通信和信息处理等,代表性研发方向有量子传感器、量子通信、量子密码、量子计算机和量子模拟器等。目前,美国、欧洲和中国政府都在扩大对量子技术2.0的研发投资,日本从2018年12月开始,将其作为"推动创新的三大领域"之一。2019年4月9日,日本科学技术振兴机构(Japan Science and Technology Agency,J     

量子点能带宽调控研究新进展

能带宽决定着量子点的光电性能,由于量子限域效应,量子点的能带宽可以随粒子大小的改变而改变.然而,通过改变粒子大小来调控量子点的能带宽仍然存在一系列问题,如极小尺寸量子点的不稳定性、大尺寸结构对量子点-生物分子结合体功能的影响等.因此,近年来开发新技术用于量子点的能带宽调控具有重要的实际意义.本文综述了量子点能带宽调控相关领域的最新研究进展,包括合金量子点、核壳量子点以及掺杂量子点等,并对其研究趋向及应用进行了展望.     

国际量子密码技术专利发展态势与热点分析

随着互联网信息技术日新月异的发展以及量子时代的不断迫近,各国对量子密码技术研究的重视程度越来越高.量子密码技术专利数据可以很好地反映一个国家在量子密码领域技术的进展和成果,揭示国家的科技实力和国防力量.本文对量子密码技术专利进行深入分析,以期全面揭示量子密码技术的研发现状、研发热点、技术布局及竞争格局等.研究结果表明,...     

量子系统科学的重要分支:量子控制论

本文针对量子通信和量子计算等量子信息学的发展趋势,全面阐述量子系统科学的重要研究方向——以研究微观世界系统量子态的控制问题的新兴边缘学科--量子控制论.文中先从量子信息论引出量子控制论,进而对量子控制的定义、特点、研究现状、研究内容进行了系统的阐述,并提出了一些新的研究思路。     

基于半导体量子点的单光子源:原理、实现和前景

确定性和高度不可分辨的单光子源是实现线性光学量子计算和固态量子网络的重要前提条件.半导体自组装量子点,具有良好的稳定性,易于集成于高品质因子的纳米微腔中,可获得超高亮度的单光子源.同时量子点可以作为光子—自旋比特的接口,可扩展的量子网络的结点.近年来共振激发技术的发展以及微腔加工技术的进步大大地提高了半导体量子点单光子源的品质,而成熟的半导体技术为这种单光子源的实用化奠定了基础.本文首先介绍单光子源的产生原理、性质以及在量子信息量子计算等领域的应用,然后介绍基于半导体量子点单光子源的技术发展和微腔量子点的进展.最后,讨论量子点单光子源未来的发展趋势.     

量子技术对现代战争的影响

随着量子力学与信息技术的深度融合,世界各国高度关注新型量子技术的研究与发展,而量子技术的巨大优势同样引发了各国军事领域的广泛关注。本文重点分析了量子通信、量子计算、量子雷达技术对现代战争的影响及当前发展现状,并从作战理念、作战样式、武器装备发展等方面给出思考与启示。     

全球量子计算发展态势分析

作为一项重要的颠覆性技术,量子计算的高速并行计算模式或将引发一场信息技术新革命,已成为世界各国抢占经济、军事、安全、科研等领域全方位优势的战略制高点。构建实用化的通用量子计算机已被称为"21世纪的太空竞赛"。本文回顾了近年来美、欧、日等主要国家和地区在量子计算方面的战略规划和项目部署,分析了量子计算技术的发展现状、面临的技术风险、未来发展趋势及产业应用动向。最后,对我国量子计算技术的发展提出了建议。     

中美量子计算研发现状对比分析及启示

量子计算在解决某些问题时的算力远超传统计算,兼具巨大的商业和军事应用潜力,是各国必争的战略领域.本文通过梳理和分析中美两国在量子计算领域的政策和研发现状来为我国推进量子计算发展提供参考.首先,分析了中美量子计算领域近期重要科技规划:美国重视战略部署和顶层设计,有效发挥国家战略科技力量优势;我国国家战略层面高度关注,科技...     

量子传感与测量领域国际发展态势分析

作为量子信息技术的重要发展方向之一,量子传感与测量可实现跨越式的超高精度测量,并在特定环境抵御噪声干扰,在地质勘测、空间探测、惯性制导和材料分析等重要领域具有广阔的发展和应用前景.本文梳理了近年来欧美等主要科技强国在该领域的重要战略规划与项目部署;并就量子传感与测量五大子领域的发展现状与趋势进行深入分析;最后,对我国提...