量子信息科技中的量子材料研究态势观察☆

田雪灿; 王丽; 沈湘

doi:10.15978/j.cnki.1673-5668.20240702

科学观察 ›› 2024, Vol. 19 ›› Issue (6) :16-35 DOI: 10.15978/j.cnki.1673-5668.20240702

数据观察

量子信息科技中的量子材料研究态势观察^☆

田雪灿 ¹^,² ,
王丽 ¹^,²^,^* ,
沈湘 ¹

作者信息 +

Trend Observation of Quantum Materials in the Field of Quantum Information Science and Technology

Tian Xuecan ¹^,² ,
Wang Li ¹^,² ,
Shen Xiang ¹

Author information +

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摘要

[目的/意义] 通过分析量子信息相关量子材料领域的研究态势，为该领域的研究和管理决策提供信息支撑。[方法/过程] 以Web of Science科学引文索引数据库为数据来源，综合运用文献计量学、LDA主题模型以及共现网络分析法等多种研究方法，对量子信息科技中量子材料研究发展趋势、竞争态势、重点研究主题等进行深入分析。[结果/结论] 量子信息科技中量子材料研究处于快速发展阶段，相关研究数量呈稳步上涨的趋势，新的研究高峰可能尚未形成；美国、中国、德国、日本是该领域的主要研究国家；研究机构分布较为分散，高校占比最多近年来例如方向；从研究主题来看，目前主要集中在超导等主流材料、二维材料等新兴材料、以及底层关键量子技术等方向；近年来我国发展迅速，但研究积累较美国薄弱，超导材料、量子点、拓扑量子材料、金刚石、硅材料等较美国还有一定差距；我国优势机构当持续发挥技术应用方面的引领作用，加速量子信息产业发展底层关键材料和关键基础技术研发。

Abstract

[Objective/Significance] By analyzing the research trends in the field of quantum materials, this study provides information support for research and management decision-making in the field of quantum materials. [Method/Process] This paper uses the Web of Science scientific citation index database as the data source and comprehensively applies various research methods such as bibliometrics, LDA topic modeling, and co-occurrence network analysis to conduct an in-depth analysis of the development trends, competitive situation, and key research topics in the field of quantum materials related to quantum information science. [Results/Conclusions] The research on quantum materials related to quantum information technology is still in a stage of rapid development, and the number of related research shows a steadily rising trend. A new research peak may not have yet formed; the United States, China, Germany, and Japan are the main countries conducting research in this field; research institutions are relatively dispersed, with universities having the largest proportion; in terms of research topics, the main focus on superconductivity and other mainstream materials, two-dimensional materials and other emerging materials, as well as the underlying key quantum technology; China's rapid development in recent years, but the research accumulation is weaker than the United States, for example, superconducting materials, quantum dots, topological quantum materials, diamond, silicon materials, and other directions compared with the United States there is still a certain gap; China's advantageous organizations should continue to play a leading role in the application of technology, accelerate the development of quantum information industry, the underlying key materials and key basic technology research and development.

Graphical abstract

关键词

量子材料 / 新兴量子技术 / 态势分析 / 研究热点 / LDA

Key words

quantum materials / emerging quantum technologies / trend analysis / research topics / LDA

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田雪灿, 王丽, 沈湘. 量子信息科技中的量子材料研究态势观察^☆[J]. 科学观察, 2024, 19(6): 16-35 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.20240702

Tian Xuecan, Wang Li, Shen Xiang. Trend Observation of Quantum Materials in the Field of Quantum Information Science and Technology[J]. Science Focus, 2024, 19(6): 16-35 DOI:10.15978/j.cnki.1673-5668.20240702

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0 引言

量子信息科技融合量子力学与信息理论，颠覆传统通信、计算、测量等技术，正在材料、化学、药物发现、金融、移动通信、能源、人工智能等多个领域催动生产力革命并创造未来产业。量子材料具有奇特物理特性，其组成微观粒子的量子力学特性决定了它们的物理特性，这类材料具有巨大的科学和技术潜力，推动着量子信息科技的发展，包括实现全新的通信、计算、测量方法。

当前，美国、欧盟、英国和日本等全球科技强国和地区都在积极布局量子信息科技领域。习近平总书记表示：“量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。”^[1]在创新驱动发展的国家战略下，量子信息科技被视为最重要的前沿数字技术之一，这已成为各界人士的共识。

材料科学技术的突破往往是科技革命的基础和先导，量子信息科技的发展同样离不开量子材料的高技术支撑，因此量子材料成为各国在战略前沿部署中的重点关注对象。随着量子优越性的不断证明以及新兴量子技术的发展，量子材料在量子计算、量子通信、量子传感等量子信息科技领域中有着重要而广泛的应用。作为量子信息科技的核心基石和关键底盘技术，量子材料的研究和应用已成为国家间科技竞争的焦点。掌握量子材料的核心技术，有助于国家在全球科技竞争中占据有利地位。因此，全面了解支撑量子信息科技发展的量子材料研究态势当时当势。

本文立足综合性量化分析，以量子信息科技中量子材料相关论文为研究对象，通过文献计量分析展示领域研究趋势，以及不同国家和机构在该领域的地位和影响力，为了解全球研究布局提供参考；利用IDA主题模型和多维分析，系统地识别和归纳研究主题，为研究人员提供清晰的主题分布图谱；通过科技合作格局剖析揭示全球科研合作的现状和趋势，为促进国际合作提供情报支撑；全面揭示该领域全球研究布局和发展趋势，力图提供量子信息科技中量子材料研究的全景图，为我国在变化中保持竞争优势提供参考，也为后续相关研究提供新的研究思路和视角。

1 数据来源与方法

《2023 roadmap for materials for quantum technologies》(2023年量子技术材料路线图)^[2]提出，用于新兴量子技术的前沿量子材料包括用于量子计算的被捕获离子、用于光量子技术的稀土离子、用于量子模拟的原子阵列、基于供体的硅量子、用于量子应用的宽带隙材料色心、用于量子技术的2D材料、用于量子技术的III-V光学有源半导体量子点、超导材料等，本文在上述新型量子材料基础上进行了扩展，并聚焦于支撑量子信息科技的量子材料。以Web of Science科学引文索引数据库为数据来源，截至2023年9月5日，检索到量子信息科技中量子材料主题相关论文共计25384篇，出版时间跨度为1961—2023年。研究框架见图1。

本文综合运用文献计量学、LDA主题模型以及共现网络分析法等多种研究方法，对量子信息科技中量子材料研究态势进行了深入分析,旨在为我国在该领域的管理决策提供有力的情报支撑。首先，利用LDA主题模型对论文的标题及摘要文本进行了聚类分析，明确量子信息科技中量子材料主要研究主题；其次，借助文献计量学的方法，对研究趋势、国家、机构进行多维度分析，揭示该领域的全球研究格局；同时，采用共现分析的方法，对国家以及研究机构的合作现状进行剖析，感知当前该领域的科技合作格局。

2 时间趋势分析

量子信息科技中量子材料论文数量总体呈上升趋势（图2），年度论文产出数量在2022年增至2084篇（由于2023年数据不完整，本文涉及时间的分析截至2022年）。82%的论文集中于超导科学、量子力学、半导体物理学、沉积、硬化和涂层、二维材料、光电与工程等研究方向。研究趋势可分为3个阶段。（1）萌芽期（1961—1990年）：主要利用超导、约瑟夫森结、铌酸锂等材料进行量子探测、量子电路、光学计算等探索研究，该阶段平均年度论文数量小于10篇。（2）发展期（1991—2011年）：铜氧化物（超导）、稀磁半导体、拓扑绝缘体、约瑟夫森结、金刚石、有机导体等更多材料被用于量子应用研究，该阶段论文增长率持续波动、占比为35.04%。（3）稳步增长期（2012至今）：金刚石的关注度上升，二硫化钼、硅光子、石墨烯等材料也成为量子信息科技支撑材料，该阶段论文增长率趋于稳定、占比为64.80%。

3 研究国家分析

3.1 国家分布较为集中，美国研究产出量领先

量子信息科技中量子材料论文分布于100多个国家，其中来自美国的论文共7489篇，占该领域全球论文数量的20.24%，总量位列第1。其次是中国，论文数量为4612篇，占该领域全球论文数量的12.47%，与美国有较大差距。紧随其后的是德国和日本，两国论文数量差距相对较小，但位于5~10名的国家与位列第3和第4的德国和日本有较大差距，结果见图3。从整体上看，排名前4国家的论文数量占该领域论文总量的50%，排名前10国家的论文数量占该领域论文总量的71.21%。可见，支撑该领域研究的国家相对集中。

3.2 各国总体呈上升趋势，中国发展迅速

量子信息科技中量子材料主要研究国家的论文产出趋势与该领域整体趋势趋同（图4），但各国的增长速度存在差异（图5），在一定程度上映射出世界科技竞争格局的发展变化。

（1）美国和日本在该领域的研究起步最早，中国经过快速发展于2022年首次超过美国位列首位。2000年，美国和日本在该领域的年度论文数量已经达到了189和106篇，明显领先于其他国家。但在2000—2023年期间，两国的发展趋势出现差异：美国呈现稳步增长的趋势，在2021年达到研究峰值591篇，持续处于领先地位；日本之后的发展呈现波动且缓慢增长的趋势，研究产出量逐渐失去绝对优势；中国在该领域快速发展，于2012年首次超过日本位列第2，并于2022年首次超过美国位居第1，产出量达601篇。

（2）量子材料作为推动量子信息科技革命的关键因素，未来可能迎来新的研究热潮。除了美国、日本和中国，其他国家也力图在该领域努力取得研究进展与突破。具体而言，德国、英国、法国、意大利等国家的相关研究在2022年均达到阶段性峰值，加拿大在2021年达到阶段性峰值，而俄罗斯和澳大利亚均在2019年达到研究峰值，以上各国研究峰值的论文数量为100~300篇。随着美国《国家量子计划法案》的重新授权^[3]，德国《量子技术行动计划》（2023年）^[4]、日本《量子技术创新战略》（2020年）^[5]、日本《量子未来社会愿景》（2022年）^[6]、日本《量子未来产业创建战略》（2023年）^[7]、英国《国家量子战略》（2023年）^[8]、法国《量子技术国家战略》（2021年）^[9]等的发布和实施，结合近10年各国在量子信息科技中量子材料领域的发文趋势，可预测，该领域的相关研究将会持续快速增长，以推动量子技术革新。

3.3 国际合作较为紧密，美国与德国具有重要合作地位

在量子信息科技中量子材料的论文中，国际合作论文占论文总量的34%，而主要研究国家的国际合作论文普遍高于这一占比（图6）。该领域的科技合作情况可以从3个维度来分析，合作国家数量可以揭示某一国家的国际合作广泛性，国际合作论文数量可以探析某一国家的科技创新与知识生产能力以及国际影响力，国际合作论文所占比例可以感知某一国家的科研环境开放性。

（1）美国与德国在国际科技合作中具有重要地位。从合作国家数量来看，德国、美国和日本排名前3，这些国家在该领域的国际合作最为广泛；从国际合作论文数量来看，美国、德国和中国的国际合作论文数量最多，这些国家的科技创新与知识生产能力较高，取得了较为丰富的研究成果与进展；从国际合作论文所占比例来看，法国、德国、英国等处于较高水平，意味着这些国家具有较为开放的科研环境或科研政策。整体上看，美国和德国在国际合作关系中具有较为重要的地位和影响力，相比而言，中国国际合作论文占比仅有33%，合作国家主要是美国（图7），相较于中国的论文产出量，中国国际合作力度较弱。

（2）科技合作网络中形成了4大合作圈。经过合作共现分析及可视化（图8），当前国际合作关系网络中的核心节点有美国、德国、中国、日本、英国和法国等，主要包含4个合作圈。一是德国、法国、瑞士、荷兰、波兰合作圈，以欧盟成员国为主；二是美国、中国、英国、日本、澳大利亚合作圈；三是韩国、美国、中国（主要包括台湾地区）合作圈；四是俄罗斯、加拿大、芬兰合作圈。正如分析所示的合作圈，近年来多国签署了关于共同发展量子信息科技的联合声明，逐步加强国家间科技合作，共同推动前沿领域的研究突破。如德国、法国和荷兰于2022年签署了《量子技术合作联合声明》^[10]，美国和澳大利亚于2021年签署了《美国和澳大利亚关于量子科学和技术合作的联合声明》^[11]，美国和韩国于2023年签署了《关于量子信息科技合作的联合声明》^[12]。

4 研究机构分析

4.1 中国和美国研究机构表现突出

从量子信息科技中量子材料的研究机构分布情况（图9）来看，排名领先的发文机构分别是中国的中国科学院和中国科学技术大学、日本的东京大学、美国的麻省理工学院和马里兰大学，发文量占比分别是3.49%、2.73%、2.20%、1.96%、1.78%，各主要研究机构之间在论文数量上的差距相对较小。从研究机构的类型来看，高校占比最多，前15个研究机构中，4/5的研究机构为高校，另外3个是国家级科研机构，分别是中国科学院、俄罗斯科学院、意大利国家研究委员会。从研究机构所属国家来看，美国的机构最多，高达5个；其次是中国，机构数量为3个。这些中美主要研究机构推动着量子信息科技发展，例如，美国加州大学圣塔芭芭拉分校团队推动谷歌超导量子计算机实现量子优越性，中国科学技术大学推动中国光量子、超导量子计算机实现量子优越性，美国马里兰大学引领离子阱量子计算机发展。

量子信息科技中量子材料主要研究机构的论文产出趋势整体上与国家趋势趋同，日本的研究机构起步较早，中国的研究机构增长迅速（图10）。2000年，东京大学和俄罗斯科学院分别以26篇和19篇的发文量领先于其他机构。随后，东京大学的研究趋势呈波动增长的状态，俄罗斯科学院呈缓慢增长的状态，两者先后于2018年和2021年达到阶段性研究峰值。中国科学院和中国科学技术大学论文产出在2014—2023年期间迅猛增长，发文量均于2022年达到峰值。除此之外，美国的麻省理工学院、意大利的国家研究委员会、荷兰的代尔夫特理工大学以及法国的巴黎大学论文产出也在2014—2023年期间迅速增长，近年取得了较为丰富的研究成果。

4.2 机构层面国内合作密切，欧洲机构国际合作相对紧密

（1）美国的麻省理工学院、哈佛大学以及中国的中国科学院和中国科学技术大学在科技合作中占有重要地位。

研究机构间的合作情况可通过合作机构数量、合作论文数量和合作论文占比以及国际合作论文占比等维度来展开分析（图11）。从合作机构数量来看，中国科学院和哈佛大学的合作机构最多，在该领域具有较高的影响力和扩散力；从合作论文数量来看，中国科学技术大学、中国科学院以及东京大学位居前3，在该领域具有较强的科技创新与知识生产能力；从合作论文占比来看，意大利国家研究委员会最高，其次是哈佛大学以及代尔夫特理工大学、巴黎大学、剑桥大学，其中代尔夫特理工大学和巴黎大学的国际合作论文占比也位于前2名，在该领域可能具有利好的合作政策和项目。中国科学院合作论文数量和合作机构数量均较高，其主要国际合作机构分别是日本的东京大学和国立材料科学研究所及美国的加利福尼亚大学洛杉矶分校（图12）。

（2）各国国内机构间合作密切，欧洲机构的国际合作相对紧密。

构建研究机构间的合作关系网络并利用VOSviewer进行可视化，结果见图13。机构合作呈现出中国科学院、日本东京大学和美国麻省理工学院3个核心节点，以及核心节点不突出的欧洲机构间合作网络。具体而言，中国科学院和中国科学技术大学、南洋理工大学、清华大学、浙江大学、北京大学量子材料科学中心等合作较为密切。东京大学和日本理化学研究所、日本东北大学、大阪大学、日本NTT集团、日本北海道大学、日本名古屋大学、东京工业大学等合作较为密切。美国麻省理工学院和斯坦福大学、国家标准与技术研究院（NIST）、马里兰大学、哈佛大学等合作较为密切。此外，荷兰的代尔夫特理工大学、法国的巴黎大学、丹麦的哥本哈根大学、瑞士的巴塞尔大学、意大利国家研究委员会等形成了相对紧密的国际机构合作网络。

5 研究主题分析

目前，量子信息科技中量子材料前沿领域总体处于基础研究全面开展和产业应用的培育阶段，未来15年是有望实现多点突破的关键时期^[13]。在这一重要节点上，我们亟需对该领域的关键科学问题、未来发展趋势以及潜在的重要突破进行系统而深入的研判和战略布局。鉴于此，本文运用LDA主题模型对量子信息科技中量子材料进行主题识别，并通过文献计量分析和可视化技术，详细探讨了各研究主题的时间发展趋势、主要参与国家及机构等内容。

5.1 主要研究主题分析

利用LDA主题模型得到25个主要的技术主题，结果如表1所示。从该领域的主要研究主题可以发现，现有学者的研究方向相对广泛，具体包括：（1）主流的超导材料，包括高温超导体、超导隧道结、超导配对、超导现象等；（2）关注度逐渐增高的二维材料、金刚石、拓扑量子材料等；（3）与量子材料直接相关的底层量子技术，如单光子源、量子比特、量子探测、量子测量、量子密钥分发等。

从时间发展的角度来看（图14），拓扑量子材料、量子比特（应用）、量子测量（应用）、量子探测（应用）、单光子源（应用）、石墨烯、金刚石、发展与挑战、硅材料、量子密钥分发（应用）、光计算等主题的相关研究正在逐渐增长，其中单光子源（应用）、金刚石、发展与挑战等主题是当前国内外研究的热点。

从国家的角度来看，美国和中国的研究范围最广泛（图15）。中国主要研究主题包括单光子源（应用）、量子点、拓扑量子材料、金刚石、量子探测（应用）、超导材料-超导现象、量子比特（应用）等；美国主要研究主题包括超导材料-超导现象、单光子源（应用）、高温超导体、量子点、拓扑量子材料、量子比特（应用）、金刚石等。其他国家的研究主题较为集中，主要研究2~4个主题。例如：日本主要研究超导领域，包括超导材料-超导现象、高温超导体、超导隧道结等；英国集中研究量子点、单光子源（应用）等；德国主要研究单光子源（应用）、超导材料-超导现象、金刚石、量子点等。

5.2 超导量子材料主题分析

超导材料是驱动量子信息科技发展的主流材料之一，其创新推动着超导量子计算、远距离量子密钥分发、量子精密测量等应用技术的迭代发展。量子信息科技中超导材料论文占比超过25%，相关研究主题（表1）包括主题10（超导材料-超导现象）、主题16（高温超导体）、主题21（超导配对）、主题24（超导隧道结）等4个研究主题。在超导材料方面，美国和日本在该领域具有领先优势（图16），论文产出趋势与整体趋势趋同；中国的论文总量落后于美日，但近年来增长快速，年度论文数量开始与美国持平。

5.2.1 超导材料—超导现象

超导材料在特定的临界温度（T_c）以下同时具有零电阻和完全抗磁性等独特性质。深入分析“超导材料-超导现象”主题相关研究的时间趋势（图17）发现，在量子信息科技领域，1986年开始有相关研究发表，早期研究集中在p波和d波超导态方面^[14]；直到2000年，关于超导材料的相关研究一直保持快速增长的趋势，在2000年达到研究峰值，随后相关研究论文数量在波动中呈现稳定发展的趋势。整体来说，该研究主题有较高研究热度。

日本关于“超导材料-超导现象”的论文产出数量最多，其次是美国、中国和德国。该主题的主要研究机构及所属国家如图18所示，日本东京大学关于该主题的论文产出数量位列第1，其次是美国斯坦福大学、中国科学院、日本京都大学、日本东北大学等。各国的研究机构中，高校占比仍最多，其次是研究所和国家实验室。

5.2.2 高温超导体

基于高温超导材料的相关技术是目前人类利用电磁相互作用的极限手段之一，在高灵敏度探测等方面具有可以实现远超常规材料和设备的无可替代的性能^[15]。深入分析“高温超导体”主题相关研究的时间趋势（图19）发现，在量子信息科技领域，1985年开始有相关研究发表，早期研究探索了高温超导体中d波、s波超导态^[16]；在1999年达到阶段性研究峰值，随后呈现波动下降趋势。可见，相比于超导领域其他研究主题，高温超导研究经历过迅速增长阶段，取得过突破性的研究成果，但是目前总体处于一个瓶颈期。

日本关于“高温超导体”的论文产出数量最多，其次是美国、俄罗斯、中国和加拿大。该主题的主要研究机构及所属国家如图20所示，日本东京大学关于该主题的论文产出数量位列第1，其次是美国的洛斯阿拉莫斯国家实验室和俄罗斯科学院。与“超导材料-超导现象”相同，关于“高温超导体”的研究，日本处于领先地位。

5.2.3 超导配对

超导态的最本质特征是存在电子之间的两两配对（Cooper对），其配对的特性——配对对称性是理解超导微观机理的重要窗口^[17]。深入分析“超导配对”主题相关研究的时间趋势（图21）发现，在量子信息科技领域，1988年开始有超导配对研究发表，直到1995年，关于“超导配对”的相关研究才呈现波动增长趋势，2015年左右开始迅速增长，并在2021年达到阶段性研究峰值，结果如图20所示。“超导配对”与其他超导研究主题交叉性强，论文数量偏低，但对配对机理的研究近年呈上升趋势。

中国和日本关于“超导配对”的相关研究数量最多，其次是法国、英国、俄罗斯、瑞士、美国和荷兰。该主题的主要研究机构及所属国家如图22所示，中国科学技术大学的相关研究数量位居第1，其次是日本大阪府立大学和日本东北大学。该主题的相关研究处于持续探索阶段，各研究机构关于“超导配对”的产出数量差距非常小。

5.2.4 超导隧道结

超导隧道结，或称为约瑟夫森结（Josephson junction），一般是由两块超导体夹以某种很薄的势垒层(厚度≤Cooper电子对的相干长度)而构成的结构，广泛应用于超导量子干涉仪、超导量子计算等技术领域^[18]。深入分析“超导隧道结”主题相关研究的时间趋势（图23）发现，在量子信息科技领域，1981年开始有“超导隧道结”研究发表，探讨了基于纳米桥弱链接的约瑟夫森结电路可行性^[19]；直到1993年，关于“超导隧道结”的相关研究才呈现明显增长，并在1999年达到阶段性研究峰值。进入21世纪后，论文数量虽有波动，但整体而言，关于“超导隧道结”的研究产出呈现出积极的增长态势。

日本关于“超导隧道结”的相关研究数量最多，其次是荷兰、俄罗斯、意大利、中国和瑞典。该主题的主要研究机构及所属国家如图24所示，日本名古屋大学位列第1，其次是日本北海道大学、日本产业技术综合研究所、荷兰特文特大学、俄罗斯科学院等研究机构。各研究机构关于“超导隧道结”的产出数量差距较大，日本的名古屋大学明显领先于其他机构。

通过对超导量子材料主题分析发现，美国和日本在超导领域具有领先地位。虽然日本论文产出总量低于美国，但其在该领域研究起步较早，且从其近年政策规划和技术路线来看，着力探索新的超导机制，因此，日本及其研究机构在超导领域表现突出。例如，日本提出“量子液晶”这个新的研究领域，通过探索量子液晶涨落等新机制，致力于为高温超导或室温超导开辟了新的可能性。

6 结论与启示

通过对量子信息科技中量子材料的相关论文进行时间、国家、机构、研究主题等维度的文献计量分析、共现网络分析、LDA主题分析和可视化分析，可以得出以下结论。（1）从论文产出时间角度来看，该领域的相关研究还处于快速发展阶段，相关研究数量呈现稳步上涨的趋势，在未来几年，仍可能出现新的研究高峰。（2）从研究国家角度来看，美国、中国、德国、日本是研究主力，其中，美国和日本起步较早，中国和德国发展较迅速。在国际合作中，美国合作的论文数量最多，德国合作的国家数量最多。（3）从研究机构角度来看，该领域的研究机构分布较为分散，研究机构中高校占比最多。中国科学院、中国科学技术大学、日本东京大学、美国麻省理工学院是主要的研究机构，日本东京大学和俄罗斯科学院在该领域起步较早，中国科学院、中国科学技术大学和麻省理工学院近年来发展迅猛。（4）从研究主题来看，目前主要关注该领域中的新兴量子技术、二维材料（2D材料）、超导材料的最新进展以及未来面对的挑战。其中美国和中国涉及的研究主题数量最多，日本对超导材料的相关研究最为关注，具有领先优势。

量子信息科技的多技术路径仍存在极大不确定性，而量子材料作为这些技术应用的底层基础，是推动量子信息科技发展和应用持久战中的关键源头。我国是量子信息科技发展的重要推动者，在量子计算领域，我国已完成重要量子计算体系（光量子、超导、离子阱、中性原子、硅基量子点）的研究布局，成为包括欧盟、美国在内的3个具有完整布局的国家（地区）之一^[20]；在量子通信领域，我国稳居国际引领地位，基于量子密钥分发技术的量子保密通信成果丰硕；在量子精密测量领域，我国也进入国际领先行列。但是，我国在量子信息科技中量子材料研究起步较晚，整体研究积累较美国有一定差距，例如在超导材料、量子点、拓扑量子材料、金刚石、硅材料等方向的研究产出总量低于美国。然而，我国在该领域近年来发展迅速，年度总产出以及超导材料等主流材料研究方向年度产出数量已经与美国持平。未来，我国优势机构当持续发挥技术应用方面的引领作用，加速量子信息产业发展底层关键材料和关键基础技术研发，确保未来产业链供应链关键环节自主可控。

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原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

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^☆量子材料国际战略与科技创新情报研究(2023XM66-NSTL)

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Published
2024-12-15
Online Date
2024-12-17

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