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1、量子计算技术体系框架：软硬件+算法支撑技术体系，云平台整合生态

硬件、软件、算法是量子计算技术体系的三大支柱，云平台是集成三者面向用户提供服务的应用与产业生态汇聚点，这些都建立在量子调控、量子纠错等技术基础上。

从硬件看，主要分为逻辑门量子计算机、专用量子计算机和基于经典计算的模拟器三种；从软件看，主要可以分为应用开发软件、计算编译软件、测控系统软件和芯片EDA 软件等；从算法看，主要有量子模拟、组合优化等。

2、硬件层：两类路线并行发展

（1）硬件路线：两类路线并行发展，量子比特数与量子体积持续提升

目前量子计算的硬件处于两类技术路线并行发展阶段。一是基于微观结构形成分立能级系统的“人造粒子”路线，如超导和硅半导体，二是直接操控微观粒子的天然粒子路线，如离子阱、光量子和中性原子。量子电路具有三种常见的度量：电路大小、电路深度和量子比特数。其中，电路大小对应“量子电路中量子门的个数”，电路深度对应“执行量子电路的并行运行时间”，量子比特数对应“量子电路的空间成本”。这三者一般不能同时达到最优，尤其是深度（时间）和比特数（空间）之间往往是此消彼长的。当下多条技术路线仍未收敛，也未有公认的换算标准。近年来量子计算主要技术路线竞争激烈，量子比特数（光子/原子数）和量子体积指标均持续提升。

（2）硬件技术路线：优势方向不同，距大规模应用仍有距离

超导路线基于超导约瑟夫森结形成扩展二能级系统，在比特数量、操控精度和相干时间等关键指标提升迅速且发展较为均衡，有望率先获得巨大突破；

离子阱路线利用电荷与磁场间所产生的交互作用力约束带电离子，通过激光或微波进行相干操控，具有比特天然全同、操控精度高和相干时间长等优点。

光量子路线可利用光子的偏振、相位等自由度进行量子比特编码，具有相干时间长、室温运行和测控相对简单等优点；

硅半导体路线通常利用硅同位素量子点结构中的电子自旋构造量子比特，优点是制造和测控与集成电路工艺技术兼容；

中性原子路线利用光镊或光晶格囚禁原子，激光激发原子里德堡态进行逻辑门操作或量子模拟演化，相干时间和操控精度等特性与离子阱路线相似，在规模化扩展方面更具优势。

但无论是哪种技术路线，量子计算硬件性能水平距实现大规模可容错通用量子计算还有很大差距。

3、软件层：当下仍处设计开发与生态构建的早期阶段

量子计算软件需要满足量子计算的底层理论与算法逻辑，提供面向不同技术路线和硬件方案的量子指令集，编译功能与中间表示，并提供基于开源的编程语言框架，特异性与专业性较强，目前处于设计开发与生态构建的早期阶段。

业界在量子计算编译软件、应用开发软件、测控软件、EDA 软件等多层次开展布局，未来需要在量子电路编译优化、模块化程序研究和量子-经典混合算法协同等方面进一步探索和提升。

4、云平台：

（1）云计算厂商纷纷参与，发展迭代迅速

国内外众多研究机构和企业发布了不同类型的量子计算云平台，发展迭代迅速。如Pasqal 推出50 中性原子量子计算平台Quantum Discovery，协助用户探索中性原子量子计算应用；日本量子计算联合研究小组启动51 基于64 位超导量子计算机云平台服务；北京量子院53 夸父量子计算云平台上线了具有136、18 和10 位量子比特的三个超导量子芯片；中科大54 上线176 比特“祖冲之号”量子计算云平台；中国移动、中国电科等联合发布55“五岳”量子计算云平台；本源量子等多家单位56 共同推出量超融合计算平台等。

（2）云平台架构：结合量子计算与经典云服务，多种服务模式并存

量子计算云平台的功能架构可划分为基础设施层、平台层、服务层和配套的运维管理与安全服务功能等主要组成部分。

基础设施层中的外围设施层为量子计算硬件提供环境保障；物理资源层主要包括量子计算机、量子模拟器和经典云计算资源；虚拟资源层则主要由量子计算虚拟机、云计算虚拟机、虚拟网络等功能模块组成；资源管理层负责物理机、虚拟机、存储和网络等资源管理和任务调度。平台层主要完成程序开发和编译功能。服务层提供用户和开发者的访问接口，并提供对服务目录和实例的管理功能，应用开发层主要通过应用开发软件提供量子计算应用服务。运营管理主要实现用户服务和运行维护两个层面的管理功能。安全服务主要实现接入安全、软件安全、虚拟化安全、硬件安全和数据安全等功能