量子計算和量子通信是量子信息技術革命帶來的矛與盾。一方面，量子計算的強大計算能力使得現有通信方案的保密性大大降低，以往在有效時間內無法破解的狀況得到根本性改變，比如以前破解密碼需要100年，現在只用1分鐘不到。另一方面，量子通信從理論角度，提供了一種完全保密的通信技術方案，用于替代現有通信技術方案，實現更好的保密效果。

　　1、量子計算與量子通信相通點

　　量子計算與量子通信在基礎理論、技術路線和核心硬件方面，有很多互通之處。這些互通之處意味著，一旦量子通信在相關方面取得了重大突破，量子計算相應的研究也能加快進程，促使整個量子計算產業盡早實現爆發。

量子計算與量子通信的相關性

　　在量子計算和量子通信中，量子疊加態是重要的理論基礎。在量子通信中，量子疊加態是單個光子的編碼基礎，通過對單個光子的量子態的調整，實現通過光子攜帶一定量的信息，最終傳遞給接收端實現保密通信。在量子計算中，由于一個量子攜帶的信息量大于經典的單比特，這為實現高效的并行運算提供了理論基礎。

量子疊加信號與經典信號的區別

　　基于激光技術的光量子系統，是量子通信的核心技術方案。目前量子通信所采用的技術方案是以光子為載體的量子信息系統。產生光子的儀器主要是依靠單光子發生儀。經過一定的調制處理，通過光纖或者衛星將量子信息傳遞給另一端，最終實現加密量子通信。國內技術領先的公司國盾量子近期展出了部分相關產品的樣品，主要集中在量子網關和量子加密設備方面，他們也都是依托光纖作為數據傳輸介質，目的是為了解決量子態的長距離中繼和傳輸。

　　基于激光技術的光子量子計算機，是量子計算的一種備選方案。它是基于光子的偏振狀態來實現量子計算的。近期，布里斯托大學以及日本電信電話公司(NTT)宣稱，已經開發出了一種完全可重新編程的量子光處理芯片，能夠實現量子計算。這項研究的成果在科學雜志上發表。該方案的物理實現是基于標準的半導體制造技術進行的，通常由玻璃和硅構成。該系統具有六個波導管用于通用線性光學轉換，和15個集成干涉儀，該設備用于在一個光子束上又添加了一個光子束，來實現量子計算。該技術也被視為通用型量子計算機的一種實現方案，但目前實現的量子比特數量仍然有限。

　　2、量子計算與量子通信的區別

　　A、市場空間比較

　　如果拿現有計算機市場和通信市場作為參考，量子計算的市場空間更大，更具彈性：根據相關統計，2015年全球在通信行業與計算機行業上的支出分別為1.47萬億美元和2.04萬億美元，總計達3.51萬億美元的支出規模。如果將量子通信對應到現在的通信行業、量子計算對應到經典計算機行業，這兩者有望給這兩個如此巨大的對標市場帶來革命性改變，市場空間有數十萬億美金。此外，我們對比了目前全球前五大的通信行業廠商和計算機行業廠商的收入規模發現，排在前五的計算機廠商收入規模體量更大，甚至數倍于前五名的通信行業公司，并且依舊呈現出了明顯的上升態勢。由此我們認為，量子計算未來將變革的行業恰恰也是一個本身就在不斷增長的行業，有望產生共振效應，量子計算市場的上升空間更加充分，具備更大彈性。

全球通信與計算機支出規模（10 億美元）

全球前五大通信與計算機廠商收入（億美元）

　　B、技術方面

　　同量子計算相比，量子通信技術復雜程度相對較低，近年來全球各國在量子通信技術和產業化層面均取得了眾多進展。隨著“墨子號”量子衛星率先發射成功，以及全球最遠距離的“京滬量子通信干線”即將在今年9月建成，“一干一星”項目宣告成功落地，標志著我國在量子通信產業正從以往的跟隨者、并跑者轉而擔當領跑者角色。從量子通信產業鏈來看，主要包含元器件、通訊設備、量子通信網絡運營及專網應用服務四大領域，此外還涉及量子通信衛星研制與發射等相關領域。

量子通信產業鏈梳理

我國量子通信 “一干一星”重大項目已率先落地

　　相比經典計算機，量子計算優勢在于計算能力會有超過億倍的飛躍，未來有望在數據搜索、信息安全、仿真運算（新藥研制、人工智能優化）等領域大展身手。就技術層面而言，量子計算機技術在量子硬件、編碼、軟件等3大核心領域均已實現突破，但技術可靠度以及布局成本等方面離商業應用仍存在不小距離，未來量子計算機的主要瓶頸在于高穩定性物理環境以及多位數量子芯片的研發方面。目前已問世量子計算機主要有IBM量子計算機團隊研發的5量子比特量子計算機，以及加拿大D-Wave公司512量子比特量子計算機D-Ware TWO（并非通用意義的量子計算機，屬特殊用途的仿真機器），而Google量子計算團隊已研發出擁有9量子比特的芯片（也存在通用性問題），此外微軟、阿里巴巴等公司以及眾多科研院所均已宣布將研發量子計算機，整個量子計算產業鏈的商業化應用正在加速集聚成熟。

量子計算機技術核心要件

　　C、、量子芯片是量子計算的核心挑戰

　　對與量子通信，任何通信任務都可以簡單的分解成為單光子的操作，因此核心元件帶來的難度不會很大。目前量子通信的挑戰還是集中在遠距離傳輸方面。因為光量子系統的單光子能量強度偏弱，而在光纖中的遠傳輸會帶來極大的損耗，并導致噪音信號，因此對于超遠距離的量子通信系統，現階段的解決方案是用量子通信衛星來提供更為可靠、噪聲更小的量子通信信道，實現遠距離量子通信。

　　而量子計算的關鍵是對多個量子同時操作，因此量子芯片作為核心元件成為最主要的難點與挑戰。目前，主要的瓶頸在于如何擴展量子芯片的量子比特數量。對于非通用量子計算機，這個瓶頸看似已經克服，因為D-Wave的最新的量子計算機已經達到1000量子比特的處理能力。而對于前景廣闊的通用型量子計算機而言，目前的瓶頸依舊非常明顯。所有公開報道的量子計算機的處理能力上限只能達到20個量子比特，超過這個極限后，量子計算系統將無法維持量子的疊加態或者對量子進行操作。