稀有气体纳米团簇在室温下实现成像 有望促进量子信息技术发展【附量子信息技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

来自奥地利维也纳大学和芬兰赫尔辛基大学的科学家们取得了一项重大突破，他们首次在室温下稳定并直接成像了稀有气体原子的小团簇。该成果被认为将为凝聚态物理及其在量子信息技术领域的应用开辟新的可能性，并且相关研究论文发表于最新一期《自然·材料学》杂志。

该研究的关键在于将惰性气体分子纳入两个石墨烯层之间，这一方法克服了稀有气体在室温条件下不能形成稳定结构的难题，并成功拍摄了稀有气体结构（氪和氙）的第一张电子显微镜图像。据悉，维也纳大学团队在研究利用离子辐照改变石墨烯等二维材料的性质时发现了这现象：使用惰性气体进行辐照时，它们可能会被困在两个石墨烯层之间。团队解释称，当稀有气体离子以足够快的速度穿透第一石墨烯层，而不穿透第二石墨烯层时，就会发生这种情况。

一旦被困在这些石墨烯层之间，惰性气体就可自由移动。但为了囊括这些稀有气体原子，石墨烯会弯曲并形成微小的气泡。两个或多个惰性气体原子会在这些气泡内相遇，并形成规则且紧密堆积的二维惰性气体纳米团簇。

技术价值观察

量子信息产业链从上游到下游主要包含基础光电元器件、量子通信核心元器件、量子通信传输干线、量子系统平台、以及应用层五个环节。其中基础光电元器件和核心设备是支撑起量子通信的技术和硬件基础;量子传输干线是实现远程量子通信及量子网络的传输渠道;量子系统平台主要负责对信息进行整合处理并根据需求做出相关指令，是维护整个系统健康运转的软件基础;应用层则为量子信息产业化的下游，主要为军事国防、政务、金融、互联网云服务、电力等领域的应用。

由于稀有气体广泛应用于光源和激光器内，最新结构将有望在量子信息技术领域找到用武之地。该技术处于量子信息产业链上游环节。

宏观市场观察

量子信息在众多垂直行业应用领域广泛，探索有效融合应用场景

量子信息技术已成为未来国家科技发展的重要领域之一，三大技术的分别在不同领域应用广泛，其中，量子计算基于量子力学的全新计算模式，具有原理上远超经典计算的强大并行计算能力，为人工智能、密码分析、气象预报、资源勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供了解决方案;量子测量在心脑疾病诊断、癌细胞检测、细胞显微成像等生命科学研究领域将产生重要推动作用，在微弱电磁信号检测，绝对重力与重力梯度测量，以及软硬目标探测识别等领域的发展，将为国防、工业、地质、环保等众多垂直行业应用赋能;量子通信在信息安全领域探索有效融合应用场景。

美国、中国、日本为量子信息主要技术来源

从专利地域分布来看，量子计算、量子通信和量子测量技术专利前三技术来源地均为中国、美国、日本，说明三个国家在量子信息领域技术创新活跃。在政府主导下，中国量子信息技术的基础科学和系统研发力量正快速成长，并成为与美欧并驾齐驱的竞争者。从申请人国别来看，量子计算、量子通信和量子测量专利前十申请人也多为中国、美国和日本企业。

量子通信行业市场规模

目前，国内量子通信产业化主要以量子保密通信为主。自2014年京沪干线开启建设以来，中国量子保密通信建设开始提速，骨干网、城域网、星地一体化网络建设不断完善，为量子通信向政务、金融、电力、交通等行业渗透打下基础。2020年，中国量子通信市场规模为381亿元，同比增长17.1%。2021年，中国量子通信整体市场规模达到445亿元左右，同比增长16.8%。

中国量子信息技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前量子信息关键技术强相关的城市集群主要集中在华中、华北和粤港澳大湾区，尤其是湖南省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于量子信息研发，成为潜在的量子信息技术发展中心。根据热力图的分布，华中地区有极大的可能性成为量子信息技术的先导区域。重点关注湖南省长沙市开福区、天津市东丽区、海南省海口市龙华区等地的相关企业，以及这些地方对量子信息产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》

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