本文根据潘建伟院士于在2025中国未来科学大奖活动上的演讲整理：

量子信息科技将引领下一代科技革命，其发展远超传统技术极限。

量子信息科学的发展方向是构建一个完整的量子互联网。在这个互联网中，我们将首先通过量子传感技术感知物理世界发生的各种现象，获取海量信息；这些信息随后通过量子网络进行高效、安全的传输；最终由量子计算终端进行处理，从中提取知识来改造世界。这是量子互联网的终极梦想。

量子互联网的架构与实现路径

构建量子互联网主要有两种技术路径：

第一种是基于量子密钥分发的安全通信。通过量子态传输实现无条件安全的密钥分配，结合经典通信技术实现对信息的安全传输。

第二种更强大的方式是基于量子纠缠的网络化信息传输。在量子纠缠的帮助下，通过量子隐形传态实现量子信息的高效传输。当有100个量子比特时，它可以处于2的100次方种状态的相干叠加，其信息容量已超过全球数据总量数千万倍。

目前中国正在积极推进量子通信网络的建设，通过“京沪干线”实现城际量子通信，通过“墨子号”量子科学实验卫星实现空间尺度的量子通信，初步形成天地一体化的量子通信网络雏形。

量子计算的发展与挑战

量子计算机研发面临的核心挑战是纠错问题。由于量子系统极易受到环境干扰，初始计算可能是正确的，但经过几小时运算后结果就可能完全不可信。因此，我们必须找到有效的纠错方法，确保计算结果的可靠性。

当前量子计算研究的重点不是单纯增加比特数目，而是在可纠错的前提下推动比特数的增长。2025年，谷歌的研究表明随着粒子数增加，纠错效果正在改善。中国科学家也在这一领域积极追赶，预计几个月后能达到谷歌2025年已实现的水平。

不同技术路线的竞争与融合

关于光量子计算和超导量子计算哪种路线更可能胜出，目前看来超导量子计算更为成熟和有希望。但一个非常重要的新方向是拓扑量子计算。我们发现利用拓扑比特可以实现强关联光子，这为量子计算提供了新的可能性。

未来可能不是简单选择光或超导某一条路线，而是将不同技术路线融合。例如将光量子计算与超导量子计算结合，可能会产生意想不到的突破。我们有信心在这一方向上提供更优秀的量子计算解决方案。

量子科技的哲学意义与社会影响

量子力学不仅是一门科学，更是一种世界观。与牛顿力学的决定论不同，量子力学表明个体的行为和测量可以影响世界的演化。从哲学角度看，这是一种积极的世界观，它强调个人奋斗对世界发展的意义。

随着量子信息技术的发展，未来5-10年，量子保密通信将首先在国防、金融等机要部门应用；约15年后，可能进入寻常百姓家。届时，每个人的手机、银行账户都可能采用量子加密技术，有效防止盗刷和信息泄露。

量子信息科学不仅会带来技术革命，更将深化人类对宇宙本质的理解，为人类提供更安全、高效的信息交互方式，最终实现构建全球量子互联网的宏伟目标。

参考文献

1. Pan, J. (2025, July 8). Future is now: Quantum, superconductivity, and nuclear fusion [Speech]. Future Science Awards 10th Anniversary Ceremony, Shanghai, China.