子传感三大领域的技术突破 和融合发展，共同构筑起未来科技竞争的核心支柱。 量子计算领域，美国依托深厚的芯片技术和算法创新，构建起硬件与 软件双重优势，而中国则以举国体制推动在超导、离子阱、量子网络等多 维度的技术差异化突破。双方不仅在技术层面展开激烈竞争，更在产业生 态与地缘战略中相互博弈，试图将量子优势转化为未来军事、安全与经济 领域的战略筹码。与此同时，量子安全领域正面临从单一的量子密钥分发 即国际计量标准量子化，目前各项传感技术正从传统的单点应用向网络化 协同迈进。 本报告综合了从北美、欧洲、中国到亚太各区域的全球量子科技产业 发展现状与趋势，系统梳理了量子计算、量子安全与量子传感三大核心领 域的核心技术进展、产业融合以及政策布局情况，深入剖析了当前技术理 想与商业现实之间的矛盾与挑战。报告不仅关注单独硬件的提升，更强调 量子技术与人工智能、网络通信及各产业应用的深度耦合，以及探讨各机 策法规解读、行业市场洞察及学术文献等。为确保数据的广泛代表 性与严谨性，我们对采集数据进行了多轮验证与交叉比对，构建高 质量的实证数据集，以支持后续分析工作的科学性与精确性。 02 专家网络与深度访谈：通过建立涵盖不同领域的多层次专家网络， 本研究与量子科技领域的一线从业人员展开了深度对话。受访专家 包括知名量子科技企业的创始团队及技术负责人、行业协会的资深 顾问、顶尖高校及科研机构的量子科学家等。访谈以结构化与非结

调查和多轮会议研讨， 每个领域遴选出 10 余个工程研究前沿。 工程研究前沿确定后，各领域依据发展前景、受关注度选取 3（或 4）个重点研究前沿，邀请前沿方 向的权威专家从国家和机构布局、合作网络、发展趋势、研发重点等角度详细解读前沿。 1.2 工程开发前沿遴选 工程开发前沿遴选同样包括两种途径：一是基于 Derwent Innovation 专利检索平台，对 9 个领域 53 个 学科组中被引频次位于各学科组前 查或多轮专题研讨，遴选出每个领 域 10 余个工程开发前沿。 工程开发前沿确定后，各领域依据发展前景、受关注度选取 3（或 4 个）重点开发前沿，邀请前沿方 向的权威专家从国家和机构布局、合作网络、发展趋势、研发重点等角度详细解读前沿。 1.3 发展路线图 技术路线图是描绘技术未来发展趋势的重要工具。为强化工程前沿的学术引领作用，在本年度研究中， 各领域深入分析重点工程研究前沿和重点工 度图 像包含了更多的位置和轮廓信息，赋予算法更强的上下文解读能力，从而实现更精细的场景解析。 目前该领域的技术方向主要围绕神经网络结构和学习技巧两方面展开，主要的网络结构包括编码器－ 解码器（encoder-decoder）网络结构、孪生网络结构、长短时记忆网络结构等。常用的学习技巧包括注意 力机制、深度显著性图引导分割、使用跨模态互补信息、使用跨层级互补信息等。结合视觉大模型的先验 知

平台等， 形成完整的智能化煤矿安全高效运维体系。 2.露天煤矿智能化建设目标 生产煤矿重点提升基础网络、数据中心、感知系统、智能装 备、机器人等建设，重点建设远程操控系统、无人驾驶系统、远 程运维系统、综合管控系统等，实现开采环境数字化、剥采装备 智能化、生产过程遥控化、信息传输网络化和经营管理信息化。 新建露天矿应高起点建设信息基础设施，构建露天矿信息传输、 处理、存储平台和集中管控体系，开采过程实现远程智能控制， 应根据矿井建设基础，制定科学合理的煤矿智能化建设与升级改 造方案，明确智能化煤矿建设的总体架构、技术路径、主要任务 与目标。 智能化煤矿应基于工业互联网平台的建设思路，采用一套标 准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、 形成一个大数据应用中心，面向不同业务部门实现按需服务。井 工煤矿、露天煤矿开展智能化建设可参考图 1 所示技术架构。 4 图 1 智能化建设参考技术架构 （一）井工煤矿智能化总体设计 生产煤矿进行智能化升级改造可以分为三步进行：首先，根据 煤矿实际情况与建设需求，对具体业务系统进行技术与装备升级， 提高单个设备、系统的自动化、智能化水平，并逐步实现核心装备 控制系统国产化安全可信、自主可控；其次，开展网络平台、数据 中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，通过大 数据、人工智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集 成，实现基于智能化综合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建煤矿智能化建设技术路径

工业互联网产业联盟（AII） 2025 年 5 月 引 言 党中央、国务院高度重视数字化转型。党的二十大报告指 出“坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业 化，加快建设制造强国、网络强国、数字中国”。《中共中央 关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》明确提 出“健全促进实体经济和数字经济深度融合制度，加快推进新 型工业化”。 能源化工行业是国民经济支柱产业，具有产业链条长、涉 .... 17 （二）基于智能化的高效精益生产 .......................18 （三）基于新兴技术的智慧经营决策 .....................18 （四）基于网络化协同的销售营销新模式 .................19 （五）基于数字化绿色化协同的 HSE 管理升级 ............ 19 五、工业互联网赋能能源化工行业应用 ....... 六、能源化工企业实施策略 .............................31 1 一、工业互联网发展现状 （一）工业互联网的内涵与意义 近年来，数字经济浪潮席卷全球，新一轮产业变革蓬勃兴 起，以未来网络、数字孪生、大数据、人工智能等为代表的新 一代信息技术与工业技术加速融合，在一定程度上颠覆了传统 的生产和商业运营模式。各工业大国凭借各自在信息技术领域 的领先优势，加快实施一系列针对传统工业数字化转型升级的

矿山建设奠定基础，促进煤炭产业高质量发展，制定本验收办 法。 第二条 本验收办法适用于全区所有合法生产、建设煤矿。 第三条 开展煤矿智能化建设，坚持示范引领、分步建设、 统筹推进，以智能平台建设为先导，以网络基础设施建设为支撑， 加快提升煤矿各生产系统智能化作业能力，提高建设速度和质量， 通过减人、降耗、提效，实现煤炭生产安全高效。 第四条 煤矿智能化项目验收评估执行《内蒙古自治区煤矿 智能化建 查现场和资料。不符合 要求或功能 1 处扣 5 分。 ③ 使用云平台构建算力中心。基于开源云平台框架， 统一运营运维，版本持续迭代演进，可持续同步公有 云创新能力，具备软件定义网络能力，提供软 SDN 网络实现网络自动化及云平台网络大规模扩展能力。 10 查现场和资料。不符合 要求或功能扣 10 分。 ④ 采用符合 ITIL 规范的 IT 管理方案设计数据中心。 5 查现场和资料。不符合 要求或功能扣 合计：得分+加分= 2.智能化煤矿信息基础设施 智能化煤矿应建设高速高可靠的通信网络，满足数据、文 件、视频等实时传输要求，其中矿井主干网络带宽应不低于 lOOOMbit/s,大型矿井主干网络带宽应不低于 lOOOOMbit/s,主干 网络优先采用有线网络或 5G 网络，分别布设井下与地面环网， 网络设备支持 Ethemet/IP、PROFINET、MODBUS—RTPS、EPA 等

件的双重优势。然而，技术壁垒并非不可逾越的高墙。中国以举国体制为 支撑，在量子网络、超导、离子阱技术等领域实现差异化突围，未来更可 以以庞大的数据资源与人工智能的深度融合，开辟了一条"量子-智能"协同 发展的独特路径。 当下，全球量子计算的竞争逻辑已悄然改变：算力竞赛的终点不再是 单一的物理比特数，而是量子计算与人工智能、网络通信、产业场景的深 度耦合能力。值得警惕的是，量子计算的产业化进程正面临"技术理想主义 规解读、行业市场洞察及学术文献等。为确保数据的广泛代表性与 严谨性，我们对采集数据进行了多轮验证与交叉比对，构建高质量 的实证数据集，以支持后续分析工作的科学性与精确性。 02 专家网络与深度访谈：通过建立涵盖不同领域的多层次专家网络， 本研究与量子科技领域的一线从业人员展开了深度对话。受访专家 包括知名量子科技企业的创始团队及技术负责人、行业协会的资深 顾问、顶尖高校及科研机构的量子科学家等。访谈以结构化与非结 少能耗、创建绿色生态等目标。例如，瑞士Terra Quantum与 韩国浦项制铁达成合作，通过部署Quantum AI来优化钢铁生 产。双方以减少排放和能源消耗等切实成果为目标，共同展示 量子神经网络在提高效率方面的潜力。 积极探索量子计算在密码学和投资组合优化中的应用。例如， 新加坡国立大学和麻省理工学院探讨了量子计算技术在金融衍 生品定价中的应用，特别是在不完备市场中，提出了能够高效

......................................... 26 第四章 我国煤矿智能化科技攻关方向与重点任务 ............ 28 （一）信息基础设施向网络综合承载与数据融合应用发展 .... 28 （二）地质保障向精准探测与隐蔽致灾精准防控方向发展 .... 29 （三）掘进系统向数智少人化方向发展 .................... 30 智能制造发展规划》，将矿山作为“行业智能化改造升级行动”的重 点任务。2021 年，国家发展改革委等四部门联合印发了《能源领域 5G 应用实施方案》，在智能煤矿板块提出建设煤矿井上井下 5G 网络基 础系统，搭建智能化煤矿融合管控平台、企业云平台和大数据处理中 心等基础设施，打造“云-边-端”的矿山工业互联网体系架构。2023 年，工业和信息化部、应急管理部、国家矿山安全监察局等 17 成为全国矿山智能化建设的引领标杆。例如，黄陵矿业围绕“智能矿 井、智慧矿区”建设目标，研发了煤与油型气共生矿井安全保障及智 能开采配套技术与装备，实现 4 对矿井 6 个工作面全部常态化有人巡 视无人操作的远程采煤；以 5G 网络为依托，部署、集成人员定位、 通信联络、语音广播、车辆管理、视频监控等融合统一的通信调度网 络；以透明化地质保障系统为依托，建设了矿区级智能化综合管控平 台，实现了覆盖“安全生产、经营管理、生态环保、智慧民生”四方

十四五”数字经济发展规划》《“十四五”智能制造发展 规划》和《“十四五”原材料工业发展规划》，坚定不移实施制造强国网络强国战略，加强石化行业智能制造 标准化工作顶层设计，增加标准有效供给，切实发挥好标准对石化工业智能制造发展的支撑和引领作用， 规范和引导石化工业向数字化、网络化、智能化发展，工业和信息化部依据《国家智能制造标准体系建设 指南（ 2021 版）》组织编制了《石化行业智能制造标准体系建设指南（ （ 2 0 2 2 版 ） 》 的 主 要 内 容 A 基础共性标准继承国家智能制造标准体系的 A 基础共性标准基础，国家智能制造标准体系中的 BA 智 能装备、 BE 智能赋能技术、 BF 工业网络对于石化行业为基础共性技术标准，因此也纳入到了石化行业标 准体系的 A 基础共性标准中；根据新一代信息技术在不同业务域的应用场景，展开或完善了国家智能制造 标准体系的 BB 智能工厂、 BD 智能服务标准 共性标准包括两个部分，一部分为继承自国家智能制造标准体系基础共性技术的通 用、安全、可靠性、检测、评价、人员能力标准，另一部分为继承自国家智能制造标准体系关键技术标准 的智能装备、智能赋能技术、工业网络等标准，并根据石化行业基础关键技术的需求进行了整合； B 石化 关键数据及模型技术标准包括资产数据及模型、能源数据及模型、产品数据及模型等三个部分； C 石化关 键应用技术标准包括生产管控与优化

绿色 创新 融合，真信 真干 真成 8 单个项目（站） 天枢云 能源网络 • 只能在单点上做到经济能效最优，被 动应对外部条件变化，实现能源价值 维度单一且易受外部环境影响。 • 充分释放能源时空价值、协同价值和品类价 值，实现能源业务经营质的提升。 价值释放 价值释放 • 单一主体，业务特性相对简单明确。 • 网络体系，具有多主体、多设施、多技术、 多品类、多模式、多目标等特性，业务的 现货交易：可直接参与电力市场现货交易，赚取收益 碳资产及网络融合：开发中产生的碳资源、用户和数据资源，实现价值倍增 1 2 3 4 5 6 7 虚 拟 电 厂 的 价 值 （二）用户侧融合开发的机遇与挑战 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 10 （二）用户侧融合开发的机遇与挑战  无线通讯网络的稳定和安全技术  海量分布式新能源和新型负荷之间的电力供需 （三）创新实践与布局--I.存量资产/客户升级：(2) 售电客户 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 16 大型燃气轮机 大型燃气轮机 网络化分布式热电联供 网络化分布式热电联供 分步实施周期短 电上网 “大马拉小车”  典型案例：某工业园区综合智慧能源项目 #1集中式能源站：2*7MW+1*30MW燃气轮机 #2集中式能源站：3*50MW燃气轮机

在下一个时代为数字互联网经济提供动力 十年 ” 。2 然而 ， 估计是错误的 ， 错误是 它的事实和方法论。3 事后看来 ， 没有 不再有任何争议 ， 如国际能源署 (IEA) 估计 ， 当今的数据中心和数据 输电网络 “每个占大约 1 - 1.5% 的 全球用电量。 “4 这个错误不是一个孤立的事件。许多头条新闻 多年来出现的预测数字经济的能源 脚印会失控。5 例如 ， 作为流媒体战争 2019 年开始 - 苹果 处理能力。从这个角度来看 ， 往返航班从 纽约到旧金山可产生约 2, 000 磅的 CO2 每位乘客的排放量。研究人员还估算了碳 用于训练用于神经架构搜索 (NAS) 的 AI 模型的发射 自动寻找一个或多个神经网络的技术 给定任务的体系结构 - 计算最复杂的体系结构之一 机器学习中的问题。具体来说 ， 他们评估了能量 使用 NAS 来创建更好的英语 - 德语机器 翻译模型。11 研究人员估计 ， 训练模型 问题产生了 对推理过程中使用的能量表示担忧。38 For 例如 ， 写在 2023 年 10 月版的杂志上焦耳, 一 研究人员估计 ， 与 LLM 互动需要大约 数据创新中心 6 10 倍于进行典型的网络搜索查询的能量 ， 以及 从这一估计推断得出的结论是 “最坏的情况 下一篇 ： 谷歌的 AI 可以消耗与一个国家一样多的电力 例如爱尔兰 （ 每年 29.3 TWh ） 。 ”39 有很多理由怀疑这种