新一代信息通信及网络安全技术发展趋势报告（37页）

行业报告下载 2021年01月18日 06:30 1 管理员

未来，全球信息技术创新速度不断加快、专业程度不断提高、融合边界不断扩展，以区块链、数字孪生、脑机接口、量子计算为代表的下一代信息技术不断获得新的突破，并因此推动社会生产力的进一步提高：人与计算机的边界逐渐模糊：通过脑机接口实现神经功能补足、记忆能力增强、人机混合计算、疑难脑病治疗等突破。跨域演化预测的数字孪生技术逐渐形成：各子系统的自主演化机制、扰动的跨域传播机制、跨域推理预测算法等将支撑数字孪生实现对现实世界的高效推演能力。量子计算与传统计算并存：量子计算机可实现传统计算机不可企及的大规模并行计算能力。同时，量子计算机与传统计算机之间可通过N-P问题互补等技术，最大程度提高扩展人类的计算边界。

子计算量子计算是基于量子力学、材料学、计算机科学等基础研究的交叉学科。在量子计算机硬件方面，我国已设计并实现了50bit位基于局部纠缠的光量子计算机原型，西方国家已设计并实现了100bit位以上基于局部纠缠的量子计算机。在量子算法方面，部分量子算法已较为成熟，如可应用于非结构化数据库的量子Grover搜索算法，速度远超传统计算机的量子傅里叶变换算法、量子相位估计算法，模拟物理系统演化的薛定谔模拟算法、Fermi算法、Bose算法，求解大数质因子的Shor算法，量子纠错Kraus算法、Plauli算子群及相应的CSS纠错码技术，Knill量子容错算法、Solovay-Kitaev算法，基于BB84方案和E91方案的量子加密技术，基于量子退火算法、量子遗传算法的新一代人工智能算法等。目前，量子计算的难点在于作为量子并行计算的基础，Deutsh-Jozsa算法混淆了作用于纯量子态的数学算子与作用于超态的数学算子，而学术界至今还无法构造具体可作用于超态的非平凡算子，因此实际上目前的量子计算机无法实现真正的大规模并行计算，但相信随着相应数学理论的及时跟进，解决相关数学算子的构建问题应为不久。