引言

量子资料和量子器件（QMDs）领域正进入一个决定性阶段
，可扩大性、稳重性以及与现有技术的无缝集成已成为主题指标。受量子信息科学急剧进取推动——蕴含通讯、推算、计量和传赣转—量子力学正从概想验证尝试发展为拥有刷新潜力的实用平台。这一转变得益于两个关键领域的进取：新型量子光源和探测器的发展
，实现高保真度的量子态天生与丈量;以及集成量子电路和先进资料的工程化
，这些资料提供了前所未有的量子态节造
，尤其是在光-物质相互作用中。这些突破共同奠定了可扩大量子架构的基础
，有望彻底改革安全通讯、信息处置和精密丈量。
本文转载自《IEEE 量子电子学精选专题期刊》
，第 31 卷第 5 期
，2025 年 9-10 月《社论访谈：衔接学术界与产业界
，推动量子器件实现现实利用价值》
，通过中国科学院上海微系统与信息技术钻研所尤立星钻研员与科大国盾量子唐世彪副总裁的深度访谈
，看他们若何拆解量子技术产业化的主题密码
，若何让学术与产业携手
，让量子力量真正服务于现实世界。

1、2025年的特点是对量子技术的投资和媒体关注度激增——这个里程碑对量子科技领域意味着什么?您以为这是一个转折点吗?

回应（尤）:

2025年被结合国定为“国际量子科学与技术年”。事实上
，十多年来
，量子技术一向是科技领域的沉点关注对象。一方面
，量子信息技术发展迅速；另一方面
，它持续吸引着大量投资和媒体关注。因而
，无论是在投资还是媒体报路方面
，量子技术始终维持着较高的关注度。所以
，2025年并非特例。

2、您若何对待欧洲、亚洲和美国在量子通讯和量子推算的战术投资方面存在的异同?

回应（唐）：

总体而言
，欧洲、亚洲和美国均造订了国度级战术规划。例如
，美国于 2018 年通过《国度量子打算法案》
，欧盟则在 2017 年启动 “量子旗舰打算”。在战术投资沉点上
，欧洲与亚洲思路相近
，均一致器沉量子通讯和量子推算；而美国更侧沉量子推算。这一点体此刻
，欧洲和亚洲颁发了更大批子通讯有关学术论文
，网络建设有关报路也更为丰硕；相比之下
，美国在量子推算领域的钻研论文更多
，量子推算机有关成就报路也更凸起。更多具体信息可拜见兰德公司 2022 年颁布的汇报《量子技术领域美国与中国产业基础评估》。

此表
，美国近期已加大对量子通讯技术及网络的关注
，但可能会选取量子密钥分发（QKD）之表的技术蹊径。更多有关见解可参考美国国防高级钻研打算局（DARPA）2023 年推出的 “量子加强网络” 项目。

最后
，这种战术投资差距可能受各地域技术与产业基础影响。例如
，美国在后量子密码学（PQC）领域已处于当先职位
，对量子密钥分发（QKD）的火急需要相对较低
，因而可能更器沉量子推算在密码破解、人为智能加强等领域的作用。

3、与谷歌、IBM、微软等全球科技巨头相比
，您以为草创企业和个人本钱在构建量子生态系统中应阐扬怎么的作用？

回应（尤）:

量子信息技术的发展最终将形成多领域技术融合的综合生态系统。一方面
，必要谷歌、IBM、微软等大企业在系统层面提供全面推动与支持；另一方面
，必要大量创新型幼微企业和个人本钱在分歧单一技术及关键仪器领域发展研发与投资。硬件方面蕴含量子源、量子探测器、造冷设备、线缆、节造仪器等；软件方面蕴含工艺技术、设计工具、算法、操作系统、通用及专用利用法式等。这些研发与投资也将为量子生态系统的发展起到决定性支持作用。

回应（唐）：

草创企业、个人本钱与大型科技企业应维持互补共生关系。前者在挖掘新技术、新利用、新市场方面矫捷性更强；后者则专一力和组织能力更凸起
，尤其善于突破必要大量投入的技术蹊径和基础平台研发。此表
，前者能更高效地阐扬筛选机造作用
，助力鉴别并推广最具潜力的技术方向。

4、迄今为止
，是否出现了您以为能推动量子器件从尝试室走向现实部署的里程碑式技术突破？

回应（尤）:

量子器件可在多多领域阐扬关键作用
，但市场规模与成熟度仍需肯定造就期
，目前整体市场规模尚幼。一方面
，量子技术辽阔的利用远景推动了多多关键量子组件的幼规模产业化。已走出尝试室的量子器件
，如窄线宽脉冲激光器、单光子探测器、低噪声放大器等
，正持续支持量子技术的研发与产业发展。另一方面
，部门量子器件在量子技术之表的特定领域已阐扬不成代替的关键作用。以我熟悉的超导单光子探测器（SSPD）为例：美国国度航空航天局（NASA）别离于 2013 年和 2023 年两次将超导单光子探测器（SSPD）利用于深空通讯项目
，蕴含月球激光通讯演示（LLCD）项目和深空光通讯（DSOC）项目。这些项目通过在地面接管望远镜系统当选取高速超导单光子探测器（SSPD）阵列
，使通讯距离和下行数据接管速度实现了数量级提升
，成为深空探测领域的里程碑事务。这也印证了光子通讯将成为未来深空通讯的主流技术（Proc of SPIE, 2015, 9492: 949208;

https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/）。

回应（唐）：

所谓 “能推动量子器件从尝试室走向现实部署的里程碑式技术突破”
，必须满足两个前提：一是现实利用中不成或缺
，二是技术实现极具挑战性。我以为量子通讯已进入现实利用阶段
，该领域的确存在此类突破——尤其是中国获得的多项成就。相比之下
，量子推算尚未实现现实利用
，只管已获得量子优越性、纠错等沉要技术突破
，但仍未达到里程碑式突破的尺度。以下是推动量子通讯现实利用的里程碑式技术突破：

适配各类现实光纤部署场景的长距离量子密钥分发（QKD）器件工程化。典型案例是中国 2017 年建成的 “京沪干线” 量子保密通讯骨干网
，其量子密钥分发（QKD）设备体积紧凑、机能不变
，在尺度通讯光纤上实现了超 120 公里的实用化工作距离。

具备实用机能的星载量子密钥分发（QKD）系统
，例如中国 2017 年成功测试的 “墨子号” 量子科学尝试卫星
，以及近期发射的 “赤峰一号” 微纳卫星。后者进一步提升了密钥天生速度和实时通讯能力
，同时降低了部署成本。

基于集成光子量子芯片的量子密钥分发（QKD）技术
，该技术显著提升了系统不变性和性价比。欧洲、美国和中国均在该方向推动
，并获得了阶段性成就。

5、在当今技术格局下
，推动量子资料与器件研发的底子意思是什么？您预计这些进展将若何沉塑产业实际与社会结构？

回应（尤）:

量子态的产生、操控与探测是量子信息处置的主题技术
，而所有这些基础量子能力都依赖于量子资料与器件。例如
，没有超导薄膜
，就无法实现超导单光子探测器（SSPD）或超导量子比特；没有超导单光子探测器（SSPD）
，就无法实现千公里级光纤量子通讯（Physical Review Letters 130(21):210801. (2023)）和光量子推算原型机 “九章”（Science 370(6523): 1460–1463. (2020)）。同时
，这也为人类沉新意识和刷新世界提供了另一种蹊径。传统资料与器件的职能实现
，大多通过宏观尺度的自上而下加工和宏观物理态的操控实现。量子资料与器件为我们提供了量子尺度下自下而上的成长加工方式
，以及对新型量子态的操控伎俩。这不仅满足了量子资料与器件的发展需要
，还有望提升传统资料与器件的机能、降低功耗
，并可能催生出一些颠覆性的新型资料与器件技术。

6、您是否观察到量子技术与其他前沿领域（如人为智能、资料科学或生物技术）的有意思融合？

回应（唐）:

目前尚未出现内容性融合
，但已出现一些新兴趋向。例如
，已有钻研论文和报路涉及量子推算用于分子模仿、人为智能优化量子密钥分发（QKD）参数配置、人为智能微调量子推算节造参数等主题。

7、您以为下一波量子技术创新的最关键成分是什么？这些未来突破可能会若何扭转学术钻研与产业投资的方向？

回应（唐）:

创新的关键成分与技术发展阶段亲昵有关。在基础钻研阶段——技术蹊径、功夫线和成就均存在较大不确定性
，最关键的成分是优良的学术环境。这种环境应赐与钻研者充分自由
，对钻研方向限度少
，并激励跨学科互换。

在工程或利用技术阶段——指标和蹊径相对明确
，关键成分则变为产业疏导
，蕴含大规模项目投入和专业人才集聚。

当前
，量子推算仍重要处于基础钻研阶段
，尤其是在算法、技术路线和架构等领域。相比之下
，量子通讯已更显著地进入工程化和利用钻研阶段。

我以为量子芯片是最关键的突破方向——它不仅能极大加快产业利用
，还能为科学创新提供沉要支持和方向指引。

8、随着大型科技企业持续加大对量子推算的投资
，您若何对待学术界在量子技术发展中的作用？您是否不顺产业主导的项目会挤压基础钻研空间？

回应（尤）:

量子推算距离成熟仍有较大差距
，仍存在大量科学和工程问题亟待解决。量子领域的科学家和工程师均严沉欠缺。学术界必要在新型量子道理、新型资料、新型器件以及人才造就方面阐扬不成或缺的作用。产业界主导的研发工作将推动量子技术发展和量子工程技术进取
，同时也会提出更大批子技术领域的基础性科学问题——即 “真正的” 问题。产业界提出问题
，学术界钻研者提供答案。通过做好分工合作
，这现实上是最梦想、最高效、最科学的发展模式。

回应（唐）:

我不不安大型科技企业会挤压学术界的基础钻研空间。相反
，我以为学术界的作用将变得更怪异、更不成或缺。这是由于学术界在前沿索求、理论钻研和人才造就等方面阐扬着不成代替的主题作用——这些对于科技企业的持续发展至关沉要。固然当技术达到高度成熟阶段时
，可能会出现产业主导、学术界相对退居次要职位的情况
，但目前我们显然尚未进入该阶段。

9、在您看来
，学术界与产业界应若何更有效地合作
，以加快量子技术的贸易化过程？是否有值得借鉴的成功合作模式？

回应（尤）:

我将通过超导单光子探测器的研发与产业化案例来回覆这个问题。2017 年
，我和团队创办了4688美高梅量子科技
，推动超导单光子探测器技术的产业化。从前几年间
，我们已向国内表用户提供了 200 余套超导单光子探测器系统
，实现销售收入2亿元人民币。我以为这是量子器件技术产业化的成功案例
，对此我深感高慢。

高机能超导单光子探测器产品不仅蕴含高机能超导单光子探测器芯片
，还涵盖成熟的低温造冷系统和电子学系统。高机能超导单光子探测器芯片依赖先进的超导造备工艺平台
，这类平台重要由高校和科研院所运营
，目前尚无贸易化工艺平台可用。作为草创幼企业
，自建出产线既不现实也不经济。因而
，4688美高梅量子科技与中科院上海微系统所发展了缜密合作：4688美高梅量子科技聚焦超导单光子探测器系统的表围技术研发、工程化、贸易推广及服务；中科院上海微系统所重要发展器件技术钻研
，提供各类机能的超导单光子探测器器件；同时
，双方合作索求超导单光子探测器的利用场景。贸易收入不仅支持了公司的发展运营
，还部门反哺超导单光子探测器芯片的研发和团队的可持续发展。

图 ：产学研合作模式

回应（唐）:

有效合作的关键前提
，一是确立共同指标
，二是发展互动式技术研发。要实现这些前提
，我以为最有效的方式是结合搭建钻研平台与设施。例如
，产业界可在高校内投资成立结合尝试室或钻研中心；或由当局牵头组建钻研中心
，疏导学术钻研者参加产业转化
，同时激励人才双向互换。典型案例是美国的半导体造作技术联盟（SEMATECH）
，该联盟由美国当局提议
，多家竞争企业（如 IBM、英特尔、德州仪器等）结合出资
，结合高校和国度尝试室发展先进造作工艺的结合钻研。