2025年中美量子技术的终极之战
自马克斯·普朗克(Max Planck)在124年前提出“量子”概念以来，量子科技一度只是科幻小说中的酷炫概念，但随着各国科学家的研究和实践，到2024年，量子技术的现实应用已经取得了一系列超乎预期的发展。
德国智库墨卡托中国研究所在一份中写道：美国和中国都将量子技术提升为全球技术竞争的一个竞技场，类似于冷战时期对核能力的争夺。
为了更便捷的让大家了解中美目前关于量子现状的对比，先耐心简单的解释一下量子技术对于一个国家的重要性和量子的基本特征。
量子技术被视为未来科技竞争的核心，实现“量子霸权”的国家将在计算能力、信息安全与军事优势等方面取得压倒性优势。
国家安全需求：量子通信的不可窃听特性为政府、军事和金融机构提供了前所未有的通信保障。同时，量子计算机可能在未来破解现有加密算法，迫使全球开发抗量子加密技术，以应对可能的“Q-Day”——即量子计算破解传统加密的时刻。
军事领域颠覆性影响：量子雷达能够探测隐形战机等目标；量子导航无需卫星即可提供精准定位，增强导航系统可靠性，这在潜艇、水下无人机和其他复杂环境下尤为关键。
巨大经济潜力：量子技术有望解决许多当前无法解决的复杂问题，例如优化物流网络、加速药物研发、提升金融风险管理等。据麦肯锡预测，到2035年，量子技术在医药、金融、化学等领域的市场价值将超过7000亿美元，其中金融和制药行业的收益将最为显著。
量子叠加：传统计算机的比特(bit)只能表示0或1的状态，而量子比特(qubit)则可以是“0”和“1”的叠加态，使其能够以两种以上的状态存在，这使得计算能力呈指数级增长。
量子纠缠：两个或多个粒子可以通过“纠缠”相互关联，无论相隔多远，一个粒子的变化会瞬时影响另一个粒子。这种特性为量子通信提供了理论基础。
量子隧穿：使得粒子能够穿越经典物理学中无法跨越的壁垒，这一现象在量子传感器中得到应用，以实现极高精度的测量。
量子计算：利用量子比特进行复杂计算，比如可以用于模拟分子行为以加速新药开发以及解决人工智能中的复杂问题。
在量子通信领域，中国领先全球；在量子计算方面，中国落后于美国；在量子传感方面，美中旗鼓相当。
而在市场化的量子技术上，中国表现出色；但在高影响力的量子技术方面，美国仍占据主导地位。
量子卫星：2016年，中国发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，成功实现了卫星对地面站的高速量子密钥分发。2022年，中国发射了第二颗量子卫星“济南一号”，性能显著提升。第三颗量子卫星计划于2026年发射。
京沪干线，中国建成了量子保密通信“京沪干线公里，是目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线月，中国在量子加密通信领域的公开专利数量为5544件，远超美国的806件。当然由于公开专利也会导致技术披露，因此欧美国家也存在故意不申请专利的趋势。
而且在国际合作中，中国与俄罗斯于2023年测试了量子卫星连接，有可能扩展至其他联盟国家。
美国企业(如谷歌、IBM)开发的量子计算机的量子比特数量显著高于中国。量子比特数量是衡量量子计算机性能的重要标准。相比中国目前504个量子比特的记录，美国企业开发的量子计算机拥有上千个量子比特。
美国IBM在2022年开发了433量子比特的量子计算芯片“鱼鹰”芯片(Osprey)，并计划在2025年推出一个超过4000个量子比特的量子计算机。
美国企业拥有更先进的硬件设计能力，例如基于超导材料和离子阱的技术，这些技术在量子比特的稳定性和错误率降低方面都优于中国。
当然我国在这方面的差距也在逐渐缩小。2024年12月17日，中国科大潘建伟院士团队研制的105个量子比特的“祖冲之三号”量子计算机上线。尽管中国在量子计算机运行所需的许多关键组件（如专用激光器）上仍依赖西方供应商，但依赖度正在降低。随着中国公司在制造这些必要设备方面的能力不断提高，西方供应商预计在中国的销量将逐步减少。
中美在量子传感方面技术实力接近，竞争态势呈现胶着状态。量子传感技术中的其中一些技术已经达到了高度成熟的水平，正在逐步进入各种工业进行应用，提供了传统传感器无法匹敌的更高灵敏度和新能力。
在医疗保健方面，这些技术正在实现更精确的心脏监测和先进的脑机接口。麻省理工学院和哈佛大学的研究团队利用量子传感技术改进了MRI成像精度，可用于早期癌症检测。
在军事应用方面，中国军事研究机构声称已开发出可以探测海底潜艇和其他隐藏威胁的量子传感器。官方也称其量子雷达技术显著提高探测隐形飞机的能力。
美国军方也正在开发高精度的量子重力传感器，用于探测核潜艇和隧道等地下结构。美国海军研究实验室正在探索量子罗盘技术，以便在没有GPS信号的情况下，提供高度精确的导航能力。我国北斗导航系统也正在利用量子传感技术以提高定位和导航精度。
美国依靠大型科技公司、风险投资、初创公司和大学研究驱动，私营企业在研发中占主导地位，政府支持则相对有限。美国量子技术初创公司获得的私募资金总额为中国的10倍以上。这种模式鼓励竞争和多样化发展，但也存在资金分散和协调不足的问题。
而我国更多依赖政策主导。大部分研究由大学和国家重点实验室进行，企业与政策制定者之间的联系紧密。国家自然科学基金会资助了近半数的量子领域论文，量子初创公司如本源量子也受到政府的直接或间接支持。这种自上而下的模式在资源整合和供应链构建上具有优势，但也可能因为缺乏竞争而限制创新。
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