全球抗量子迁移战略白皮书（2025） 1 全球抗量子迁移战略白皮书 (2025) 跨越量子鸿沟：以战略引擎驱动全球抗量子迁移 2025 年 12 月 全球抗量子迁移战略白皮书（2025） 2 文档历史 版本 日期 描述 1.0.0 2025 年 12 月 2025 年首次发布。 1.0.1 2025 年 12 月 修改了一些措辞。 全球抗量子迁移战略白皮书（2025） 3 3 参与单位 西交利物浦大学后量子迁移交叉实验室（PQC-X） 重庆大学信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室（CPS-DSC） 云钞金融服务（北京）有限公司 苏州国芯科技股份有限公司 苏州朗空后量子科技有限公司（朗空量子） 上海巡天千河空间技术有限公司 指导委员会 丁津泰 教授 西交利物浦大学数学物理学院 院长 西交利物浦大学后量子迁移交叉实验室（PQC-X）主任 NIST 苏州国芯科技股份有限公司 董事长 编写人员 刘锐 西交利物浦大学后量子迁移交叉实验室（PQC-X）客座教授/副主任 苏州朗空后量子科技有限公司（朗空量子）董事长/CEO 曾能 西交利物浦大学后量子迁移交叉实验室（PQC-X）助理教授 全球抗量子迁移战略白皮书（2025） 4 法律声明与免责条款 版权声明 本白皮书版权属于全球抗量子迁移战略白皮书编写委员会及各参与编写单位所有。 未经书面许

中国信息通信研究院 2025年11月 量子信息技术发展与应用 研究报告 (2025 年) 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的， 应注明“来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本 院将追究其相关法律责任。 前 言 以量子计算、量子通信和量子精密测量为代表的量子信息技术， 是量子科技的重要组成部分，有望带来重大技术范式变革和颠覆性 发展新动能的重要方 向。量子信息发展已进入科技攻关、工程研发、应用探索与产业培 育相互带动、一体化推进的关键期。全球 30 余个国家和地区制定发 布量子信息领域战略规划或法案，投资总额超 350 亿美元。 近年来，量子信息三大领域科技创新与应用成果不断涌现，企 业数量和市场投融资增长迅速，量子计算明星企业成为市场追捧对 象，突破量子纠错能力是未来竞争焦点，量子计算与人工智能的融 合创 合创新与双向赋能成为关注热点，量子保密通信在电信运营商和行 业专网等推动应用探索，抗量子加密算法标准研制与升级迁移渐成 趋势，量子精密测量在能源电力、生物医疗等领域加快应用落地。 我国高度重视量子信息技术发展与应用，加快推动科技创新和产业 创新深度融合，在政策布局、科研攻关、产品研发、应用示范和产 业生态培育等方面，取得了一系列重要进展和成果。 自 2018 年起，中国信息通信研究院连续八年发布《量子信息技

Agentic AI。 第四章，面向新兴技术的研究，首先是新兴产业与新兴技术的前瞻分析，涵盖政策、技术和国内外云 厂商的代表案例，涉及的新兴技术包括工业互联网、视联网、智慧金融、低空经济、6G 和量子计算。然 后借用本章第一个热点方向：（9）新兴技术及应用，详细论述了新兴计算、6G 和低空智能以及这些新兴 技术对云网的新需求。本章第二个热点方向围绕另一个热点话题开展介绍和论述：（10）AI 安全。 100 120 140 160 180 MLSys 数据库 DC与服务管理 文件与存储系统 加速器硬件 OS与分布式系统 分离式数据中心 AI for cloud 虚拟化技术 量子计算 高水平论文数量 图 1.4: 近三年企业参与的云计算热点研究领域文章 发表数量 通过整合产业一线的创新成果与学术前沿科 研动向，为政策制定者、技术研发人员提供权威、 前瞻的洞察参考。本节持续跟踪调研了近 及的所有研究整理为 10 个基础研究方向，分别为 MLSys、数据库、DC 与服务管理、文件与存储系 统、加速器硬件、OS 与分布式系统、分离式数据 中心、AI for Cloud、虚拟化技术以及量子计算，以构建一个从硬件到软件、从基础设施到智能优化较为 完整的云计算热点研究方向洞察（见图 1.4）。 6 CHAPTER 1. 面向下一代云计算的研究 相比 2024 年的统计结果，受益于大模型的快速崛起，近三年的

处理能力的智能图像传感器、支持多种气体同时检测的 MEMS 传感器阵列、基于量子技术的超高灵敏度磁场传感器等。这些新型传感器不仅 在性能指标上有显著提升，更重要的是从设计之初就考虑了与 AI 系统的深度集成，支 持模型的在线更新、参数的动态调整、数据的智能预处理等功能。 展望未来，多模态智能将向着更加自然、更加智能的方向演进。随着脑机接口、量子 传感等前沿技术的成熟，人类将能够感知和理解更加丰富的信息维度。同时，多模态 业。同时，国际 合作也将持续深化，不同国家和地区的卫星系统开始互联互通，共同构建全球化的服 务网络。 展望未来，星地融合网络将继续向着更高性能、更低成本、更广覆盖的方向发展。随 着激光通信、量子通信等新技术的应用，星地之间的数据传输速率将达到 Tbps 级别。 同时，在轨服务、在轨制造等新模式将进一步降低卫星运营成本。更重要的是，星地 融合将与人工智能、区块链、元宇宙等新技术深度结合，创造出全新的应用场景和商 全、通信测试 认证、运维服务等。这些技术和服务确保了通信网络的高效运行和持续演进。 展望未来，通信技术将继续沿着更快、更广、更智能的方向演进。6G 研发已经全面启 动，太赫兹通信、可见光通信、量子通信等前沿技术正在从实验室走向原型验证。通 · 16 信将不仅连接人与人、人与物、物与物，还将连接虚拟与现实、地球与太空、现在与 未来。通信技术将成为构建智能社会的神经网络，支撑人类文明向更高维度发展。在

如以 CPU/GPU 为核心的通用计 算、以 AI 加速芯片为代表的智能计算、以超级计算中心为载体的高性能计算，以及尚处于 探索阶段的量子计算。其中，量子计算凭借量子叠加与纠缠特性，在大数分解、量子模拟等 特定领域展现出经典计算难以企及的潜力，却受限于量子比特稳定性等技术瓶颈，暂无法独 立承担通用计算任务。这些算力平台架构各异、生态割裂，难以实现统一系统下的高效协同 和支撑未来科技范式变 面对这一系统性挑战，“四算一体”被视为构建全域算力协同体系的关键方向，其核心 愿景是构建支持通算、智算、超算与量子计算的统一编程、统一调度、统一互联的协同架构， 使不同计算范式在共享资源池中各尽所长、协同工作。未来的“四算一体”系统，将使得 AI 任务能动态调用最适合的计算资源，既可借助智算完成大模型推理，也可调度超算加速 科学模拟，甚至通过量子计算处理特定超复杂问题。在这一范式下，计算将不再是孤立平台 的能力叠加，而是

光本位智能科技（上海）有限公司 华为技术有限公司 昆仑芯（北京）科技有限公司 沐曦集成电路（上海）股份有限公司 摩尔线程智能科技（北京）有限责任公司 锐捷网络股份有限公司 上海曦智科技有限公司 上海图灵智算量子科技有限公司 苏州盛科通信股份有限公司 苏州奇点光子智能科技有限公司 无锡芯光互连技术研究院有限公司 新华三技术有限公司 中兴通讯股份有限公司 面向大规模智算集群场景光互连技术白皮书 (2025) ，缺乏统一标准 面向大规模智算集群场景光互连技术白皮书 (2025) 21 导致集成成本高。未来产业可通过采用晶圆级光学技术集成微透镜阵 列，并结合先进封装方案，将系统损耗降低；光源侧可采用量子点光 频梳激光器，减少光纤用量并降低功耗并通过标准化统一光源电气与 机械参数，进一步优化能效与互操作性。  基于VCSEL的光引擎方案 VCSEL方案依托垂直出光结构带来的光路设计灵活性，以及高密度 电路键合， 为短距互连带来一种能效与密度兼具的潜力方案。 图 2-17 AVICENA MicroLED的光引擎方案示例 基于Micro-LED的光互连方案技术趋势着重于优化驱动电路、改进 量子阱材料结构、延长激光源使用寿命以适配大规模集群的高可靠性 需求。 总体来看，硅光方案因其性能优、CMOS工艺集成高等特性已形成 较成熟的产业和标准牵引，VCSEL阵列依托既有的短距应用在NPO方案

能力突出、能耗低等优势，突破电子计算在速度、功耗、带宽上的瓶颈，满足高 算力场景下的高效计算需求。 按照计算原理的不同，光计算可以分为光量子计算和光经典计算。 光量子计算利用光的粒子性（如叠加、纠缠等），对光子进行操控及测量来 实现量子计算。目前，光量子计算技术处于早期发展阶段，主要以技术探索和解 决特定问题为主。 光经典计算利用光的波动性（如衍射、干涉等）实现电子计算机的功能。与 电

年，新一代智能终端、智能体等应用普及率超 90%，智 能经济成为我国经济发展的重要增长极。二是量子科技快步 迈向产业化应用。我国量子计算技术正从原型机验证向专用 模拟机研制阶段过渡，“九章三号”“祖冲之三号”量子计算 机可处理量子比特数持续增加；量子通信技术正朝向实用化 和产业化方向发展，我国以“墨子号”卫星和国家广域量子 保密通信骨干网络为基础，构建起自主可控的天地一体化量 子通信网络雏形，在金融、政务等领域实现规模化应用。三 聚焦前沿技术突破，强化技术攻关与市场需求的深度融 合。工信部等七部门联合印发《关于推动未来产业创新发展 的实施意见》，明确前沿技术的创新突破是未来产业发展的 核心。数字技术创新能力加速提升，面向人工智能、量子信 息等未来产业重点技术方向，实施国家科技重大项目和重大 科技攻关工程，发挥国家实验室、全国重点实验室等创新载 体作用。利用数字技术加强未来产业前瞻识别，打造未来产 业瞭望站，利用人工智能、先进计算等技术，精准识别具备 突出问题。一是关键领域技术成熟度不足，规模化应用成本 高、门槛强。二是各类技术设施协同融合不够，标准规范滞 后，跨系统数据互操作性差，制约整体效能发挥。三是区域 布局失衡，产业化能力薄弱，高端人才供给不足，量子、区 块链等前沿技术的商业化路径尚不清晰。 数据基础设施路线标准仍未确定，体系化支撑能力仍显 不足。数据流通利用设施底座存在标准不一、互操作性弱等 短板；数据高效供给体系受制于质量不高、源头治理薄弱与

（二）布局量子计算与后量子密码 量子计算的发展将对供应链金融中的加密技术和风险控制产生颠覆性影响。 一方面，量子计算的强大算力理论上可以破解目前广泛使用的 RSA 等公钥加密算 法，对供应链金融中的数据安全和隐私保护提出了严峻挑战。为此，金融机构和 科技平台需要提前布局后量子密码（Post-Quantum Cryptography, PQC），即研 发和部署能够抵抗量子计算机攻击的新型加密算法，如基于格、哈希或编码理论 发和部署能够抵抗量子计算机攻击的新型加密算法，如基于格、哈希或编码理论 的密码学方案，确保未来数据传输和存储的安全。 另一方面，量子计算在风险控制领域也蕴含着巨大的赋能潜力。供应链金融 的风险评估涉及处理海量、高维度的复杂数据，需要模拟多种市场情景和信用事 件。量子计算的超强并行计算能力可以极大地加速这些复杂模型的运算，实现对 金融市场波动、信用违约概率、操作风险等更精确、更快速的模拟和预测。例如， 它可以高效地模拟极

数，优化实验流程和候选对象。 总之，人工智能可以有效整合不同学科 的数据和知识，打破学科壁垒，促进多学科 深度融合，解决学科的挑战性问题。跨学科 合作不仅拓展了各学科的研究边界，还催生 了计算生物学、量子机器学习、数字人文等 新兴学科。 1. P. Berens. et al. AI for science: an emerging agenda. arXiv Preprint, https://arxiv 跨尺度数据融合、大规模优化的稳定性等问 题。这些前沿挑战的解决将促使二者进一步 深度融合，可能颠覆传统深度学习框架，催 生更高效、稳定、可解释的新一代计算方法 与技术。同时，人工智能算法必须与底层硬 件（如类脑、光计算、量子计算等新型架构） 深度匹配，才能充分释放高性能计算机的算 力，为大规模模型训练和推理提供保障，从 而持续推动人工智能与科学计算协同进步。 5. 复杂系统 非线性科学和复杂性研究涉及多学科交 数据驱动的模式识别、复杂系统建模和高效 算法优化等方面展现了强大的潜力。AI 与物 理学的交叉研究旨在通过将人工智能技术与 物理学研究相结合，发现新物理规律、优化 实验设计、加速材料发现和推动理论创新。 在计算物理、量子物理、天体物理和生物物 理学等领域，AI 已经显示出革命性的应用潜 力。 1.2 最新进展 1.2.1 计算物理的范式革新 基 于 图 神 经 网 络 (GNN) 等 模 型 的 应 用，