1920年，爱因斯坦、薛定谔和海森伯格等人创建量子力学；在1981年时，诺贝尔奖获得者理查德·费曼（Richard Feynman）首次提出量子计算机的概念。经历不到一个世纪，我们已经在用这项物理学的量子逻辑来进行通用计算，并进一步进行数据操作，制造量子计算机。

量子计算之所以如此重要，除了因为它“快”，还因为它可以重新定义程序和算法，颠覆众多领域，例如：军事方面，一切现有的密码学全都要被重新改写，因为用量子计算机能轻易破译所有密码（要破解现在常用的一个RSA密码系统，用当前最大、最好超级计算机需要花60万年，但用一个有相当储存功能的量子计算机，则只需花上不到3个小时）；医学方面，量子计算机可以模拟人体内的各种化学分子，建立起医学模拟的新模型；此外还有气象学、材料科学等种种领域都面临着量子计算的颠覆。最近半年以来，人工智能的发展重心逐渐从云端向终端转移，相伴而生的是全新一代的计算芯片产业全面崛起，量子计算研发领域的竞争日趋激烈。

近年来，各大科技巨头对于“量子霸权”（quantum supremacy）的争夺处于白热化阶段，科研新成果呈井喷之势。

2017年11月10日，在美国电气和电子工程师协会（IEEE）的工业峰会上，IBM对外宣布已经成功研发20位量子比特的量子计算机，并且成功开发出一台50位量子比特的原型机。在今年1月11日-14日于美国拉斯维加斯举行的2019国际消费类电子产品展览会上，IBM向埃克森美孚和建造大型强子对撞机的欧洲实验室CERN出售了全球首款商用量子计算机。

2018年3月7日，谷歌宣布测试成功一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone (狐尾松)，实现了1%的低错误率。Bristlecone处理器可以作为试验平台，研究量子系统错误率、量子位技术可扩展性，以及量子模拟优化、机器学习等，并且为构建大型量子计算机提供了极具说服力的原理证明。

2018年8月13日，初创公司Rigetti 打造出了自己的量子计算机，开发成功一款性能达到 6 倍以上的量子微芯片，比谷歌的72量子比特计算机更为强大。同时，相比较谷歌、IBM几十亿美元的经费投入，Rigetti公司将研发预算控制在1.19 亿美元。随着其在不同方面取得的快速进步，Rigetti公司有望在短期内构建一台128量子比特计算机，性能超越传统的超级计算机。

2018年12月QC Ware在位于硅谷的计算机历史博物馆举办了Q2B (quantum to business) 会议，共有336位代表参会，分别来自17个国家，156个企业，30个大学、实验室，以及13个政府机构。以此次会议为契机，参会的唯一一家离子阱阵营的量子初创公司IonQ介绍了最新研究成果，并于2018年12月11日在官网发布了数据：实现最大160量子比特，最佳状况单比特保真度（gate fidelity）>99.97%的量子操纵，相较于超导平台，离子阱的最大优势在于能室温操控。

2018年9月28日，美国国家标准与技术研究院（NIST）与斯坦福国际研究院（SRI International）签署合作研究与开发协议（CRADA）成立量子经济发展联盟（Quantum Economic Development Consortium， QEDC），旨在协调联邦、学术和行业伙伴之间的资源，支持来自公共、私营部门和研究机构的量子研发工作，以确保美国在全球量子研究和开发领域的领导地位，并推动计算、通信和传感领域的新兴量子产业发展。

截至2018年10月10日，已有25家实力雄厚的企业和机构与QEDC签订意向函，包含了AT&T、Boeing、Google、IBM和Intel等行业巨头，IonQ（离子阱阵营）、Quantum Circuits和Rigetti（传统超导阵营）等实力强大的初创企业，QC Ware等量子计算云平台公司，以及SRI International等研究机构。

在政府和私营部门的资助下，QEDC将开展以下工作：①保障对量子技术发展至关重要的劳动力需求；②提供有效的公私部门协调；③确定填补研究或基础设施空白的技术解决方案；④找到该领域的卓越应用案例和重大挑战以加快发展；⑤促进知识产权共享、高效供应链、技术预测和量子素养培养等工作。联盟的成员将在量子器件设计和原型制造等竞争前研发方面进行合作，在共享资源的同时提高效率。

QEDC从理论探索、设备研发到投入生产的全过程链条如下图：

2018年8月7日，美国国家科学基金会（NSF）宣布未来5年为跨机构“量子协同设计软件定制架构”（Software-Tailored Architecture for Quantum co-design project，STAQ）项目提供1500万美元资助，以加速实用量子计算机的开发，实现路径包括：寻找基于优化和科学计算问题的新算法，改进量子计算机硬件，以及为开发中的特定机器开发优化算法性能的软件工具。

STAQ项目由NSF的数学和物理科学、工程学、计算机和信息科学与工程理事会资助，参与机构包括杜克大学、麻省理工学院、塔夫斯大学、加州大学伯克利分校、芝加哥大学、马里兰大学和新墨西哥大学等七所高校，重点关注4个主要目标：①开发具有足够数量量子位的量子计算机，以解决具有挑战性的计算问题；②确保系统中每个量子位与其他所有量子位的相互作用，这对于解决物理学中的基本问题至关重要；③集成软件、算法、设备和系统工程；④使实验者、理论家、工程师和计算机科学家同等地投入并参与。

其中，芝加哥大学启动了实用级别量子计算（EPiQC）探险项目，该项目联合算法、软件、体系结构和教育方面的专家来并行开发量子计算各组成元素，以期把实际量子计算的效率提高100到1000倍，相较于单纯的技术进步，计划提早10-20年将量子计算有效地带出实验室、投入实际使用。在人才培养方面，EPiQC项目为从小学到工业工程师各阶段的学生设计教学课程、分发示范材料，并且建立学术行业联盟，共享教育和研究产品，加快量子计算设计和应用的步伐。

2018年10月29日，欧盟委员会计划10年融资10亿欧元的欧洲量子旗舰计划启动了首批20个项目，主要聚焦量子计算机、量子模拟、量子传感和计量、量子通信、基础量子科学等5个领域。“地平线欧洲”和“数字欧洲”计划将分3年资助1.32亿欧元执行这批项目，此后，量子旗舰计划将为另外130个项目提供资金。

量子旗舰计划旨在使欧洲位于第二次量子革命的最前沿，其长期愿景是在欧洲开发量子万维网（quantum web），即量子计算机、量子模拟器和量子传感器通过量子通信网络相互连接。

新加坡政府于2007年投资成立的首个卓越研究中心，致力于基础量子理论研究和量子技术开发。政府已累计为该中心提供1.58亿新加坡元（约合7.74亿人民币）资助，此后还将追加1亿新元。

2018年10月27日，新加坡量子科技研究中心（CQT） 和英国卢瑟福•阿普尔顿实验室的空间科学实验室（RAL Space）开展合作，共同研发基于立方体卫星的量子密钥分配（QKD）技术平台，项目耗资1000万英镑。量子密钥分配技术提供了迄今为止最安全的加密技术，不仅可以显著降低信息泄露的风险，还可以无缝集成到当前使用的网络系统中。

基于光子的量子计算研究是我国的传统优势，在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平——2016年底刷新了世界光子纠缠纪录，提升到十光子纠缠，并自主研发了世界上最高品质和最高效率的量子点单光子源。

2017年5月3日，中国科学院量子信息和量子科技创新研究院宣布，我国科学家在基于光和超导体系的量子计算机研究方面取得重大突破：在光量子计算机研究中，建造了世界上超越早期经典计算机的光量子计算原型机；在超导量子计算机研究中，实现了世界上纠缠数目最多的超导量子比特处理器。

阿里巴巴与中科院成立联合实验室，开展量子信息科学领域的前瞻性研究。2017年10月，阿里巴巴前沿与基础科学研究机构达摩院成立，量子计算成为其核心研究方向之一。2018年5月，达摩院量子实验室推出世界最强量子模拟器“太章”，在世界上率先成功模拟了81（9×9）比特40层的作为基准的随机量子电路，之前达到这个层数的模拟器只能处理49比特。随后，达摩院宣布着手超导量子芯片和量子计算系统的研发。这使阿里巴巴成为继IBM、微软、谷歌和英特尔之后，全球第五家启动量子硬件研发项目的大型科技企业。标志着我国开始进入软硬件兼备的全解决方案状态。

2018年10月，华为发布了HiQ量子计算模拟器，模拟了全振幅42量子比特，单振幅81量子比特的量子计算。

2018年12月13日，中国科学院武汉物理与数学研究所宣布，该所研究团队在国际上首次实现了保真度超过99.99%、错误率低于0.01%的原子量子态操控，突破了中性原子量子计算的一个重要障碍。这项工作推动了中性原子量子计算的发展，为下一步构造可扩展的中性原子量子信息处理技术奠定了基础。

通过科研合作，积极获取外部资源。加强传统合作的同时，关注初创企业发展，探索有效合作模式。

通过项目规划，积极会聚优势学科。搭建高端科研平台，整合优势学科资源，加速科研成果的产出。

通过课程引导，积极培养专业人才。根据研究进展，及时反馈进程，调整教学内容，加强成果示范。