未来网络技术发展系列白皮书（2025） 量子互联网与算网协同 体系架构白皮书 第九届未来网络发展大会组委会 2025年8月 版权声明 本白皮书版权属于紫金山实验室及其合作单位所有并受法律保 护，任何个人或是组织在转载、摘编或以其他方式引用本白皮书中的 文字、数据、图片或者观点时，应注明“来源：紫金山实验室等”。 否则将可能违反中国有关知识产权的相关法律和法规，对此紫金山实 验室有权追究侵权者的相关法律责任。 张浩、李媛、张晨、黄韬、刘韵洁 I 前 言 从量子这个概念的提出，到以半导体技术为基础的第一次量子革 命，孕育出了现代计算机文明，给人们的社会生活带来了巨大的变化。 其中极具代表性的应用场景之一就是计算机通信和互联网，其使得人 与人之间的交流变得非常方便。近几十年来，以操控量子态为基础的 第二次量子革命又带来了新的量子信息技术，比如量子通信、量子计 算和量子精密测量。这类新技术都是以量子力学原理来进一步突破原 有的技术路线。其中量子通信是利用量子不可克隆原理从物理上实现 绝对安全通信；量子计算是利用量子态叠加原理实现并行运算，极大 提高计算速度；而量子精密测量则是突破标准量子极限进一步提升测 量精度。在实用化的过程中，随着用户和节点数目的增加，很自然地 就形成了量子网络。当网络的覆盖面变得很大，类似于当今全球互联 网时，就形成了量子互联网。所以在将量子信息实用化的过程中，对 量子互联网进行深入的研究和发展是必然趋势。

⚫ 量子力学体系的建立： 随着物质波假说、泡 利不相容理论、矩阵 力学、波动力学、狄 拉克方程、不确定性 原理、互补性原理等 一系列理论的提出， 量子力学的理论体系 构建完成，从根本上 改变人类对物质结构 及其相互作用的理解。 量子力学诞生： 马克斯·普朗克 首次提出“量 子”的概念， 这被普遍认为 是量子力学的 开端。 量子版图灵机 概念提出：保 罗·贝尼奥夫首 次提出了量子 版的图灵机概 版的图灵机概 念，为量子计 算奠定了理论 基础。 量子计算的概 念提出：理查 德·费曼在“计 算物理学会议” 上提出使用量 子计算机模拟 量子现象的想 法，开启了人 们对量子计算 的兴趣。 通用量子计算机 的概念提出：戴 维·多伊奇提出 “通用量子计算 机”概念，能够 模拟任何物理过 程，是量子计算 理论的进一步深 化。 量子电路复杂性 模型及量子通信 复杂性理论：姚 期智首次系统地 建立了类似于经 型，并开创性地 发展了量子通信 复杂性理论。 肖尔算法正式提 出：彼得·肖尔提 出了“肖尔算 法”，其核心依 赖于量子傅里叶 变换的高效实现， 能够以指数级的 速度执行因式分 解。 量子搜索算法提 出：洛夫·格罗 弗开发了能加快 无序数据搜索的 Grover量子算 法，大幅提升了 搜索效率。 量子算法成功实现： 1998年，IBM研究 员IsaacChuang团 队首次在两量子比 特系统上实现了

DeepSeek 为代表的大语言 模型等人工智能技术迅猛发展，正在重构金融服务的底层逻辑。如何以数字化转型为核心驱动力，通过体制 机制创新、技术赋能和生态协同，不断做强“五篇大文章”？在人工智能、量子计算等颠覆性技术加速演进 的背景下，如何构建具有迭代适应性的数字基础设施和弹性 IT 架构？如何重构企业级数据战略，加速生成式 AI 与垂直场景的深度融合，建立面向下一代竞争的差异化优势？…… 核心的双轮驱动新格局，推动金融科技赋能业务高质量发展。 专题 目录 评选概况 “鑫智奖·第六届金融机构数智化转型优秀案例评选”榜单 “鑫智奖·第六届金融机构数智化转型优秀案例评选”Top10 获奖案例 量子技术加固金融信息安全防线——量子通信在金融领域的应用研究 拥抱智能体，赢得好未来 中小城商行数字化转型实践中的若干思考 从探索到落地：福建海峡银行 AI 大模型的轻量化实践 证 56 57 01 量子技术加固金融信息安全防线 ——量子通信在金融领域的应用研究 量子科技是驱动人类认知跃迁与生产力重构的科学 前沿，是引领新一轮科技革命和产业变革的战略高地， 已成为全球科技博弈的核心焦点。2022 年诺贝尔物理 学奖表彰科学家“用纠缠光子验证了量子不遵循贝尔不 等式，开创了量子信息学”, 2023 年诺贝尔化学奖对获 奖科学家“发现和合成量子点”进行表彰 , 在全球范围

网络的核心优势在于：通过融合IPv6+、量子加密、隐私计算等技术，实 现“数算协同、数网协同、数安协同”，破解跨域互联、算力调度、隐私 保护等方面的瓶颈，为大模型训练、跨行业数据流通、智能应用创新提供 可靠支撑。 全球主要经济体正在加速布局新一代数据与网络基础设施，美国聚焦 低时延分布式传输与隐私计算安全体系，欧盟以统一数据市场和Gaia-X为 核心强化跨境互联与量子通信，日本依托数据银行与6G试验网推动多元主 定、低时延和高安全性的底层支撑，推动新质生产力的发展。三是安全与治理，可 信高速数据网通过引入零信任架构、网络内生安全等技术，在保障传输效率的同时 实现“可用不可见”的可信流通，建立安全可控、全链路可追溯的信任体系。它既 通过量子加密、防APT攻击等技术筑牢国家数据安全与个人隐私保护屏障，又依托 动态合规审计机制，为数据跨域流动、跨境传输提供技术适配与制度衔接条件，实 现安全与效率的动态平衡。 可信高速数据网研究报告 可控，确保合规流通。 3�数安协同：筑牢数据流通的安全屏障 可信高速数据网以“内生安全、动态防护、合规监管”为核心，构建覆盖网络 传输全生命周期的安全体系。在传输与存储层面，部署量子加密、零信任接入、抗 量子密码等新型安全技术，确保数据“密文可用、明文不可见”。在设备与链路层 面，强化防APT攻击、防分光镜像、防驻留等能力，保障网络基础设施安全稳固。 结合《数据安全法》《个人信息保护法》，通过数据分级分类差异化管控，确保核

也是伴随着 算力的不断提升。但是，线性提升的算力如何带来智能水平的跨越式突破呢？这个问题似乎很难回 答。真正的突破口可能是算力的革命性飞跃，例如较现有的芯片实现数个数量级的效率提升。光计 算、量子计算、存算一体等新的范式的不断成熟，就如同通信从电缆升级到光缆，将有望变革智能 的“物质基础”。因而，将带来算力革命性提升的新型芯片，可能是人工智能的关键“奇点”。 当然，迈向通用人工智能之路依 底座。预计到 2035 年，网络将需要支撑 90 亿人口拥有 9,000 亿智能体，通信容量将增长 100 倍。 与此同时，算力需求将激增 10 万倍，催生出全新的范式，如模仿大脑高效能的神经形态处理器与 量子处理器等。存储将迈入尧字节时代，让数据“觉醒”，为持续学习提供有形资源。云边协同共 生将推动 AI 民主化，而能源领域的突破，特别是高密度电池和可持续发电，将消除认知和实现之间 的最后障碍。在这 水平，可以解放专业人士，让其专注于战略决策。在研究领域，当通用人工智能（AGI）的奇点真 正到来时，AGI 将成为人类的协作伙伴，以超越当前想象的规模进行假设构建、实验操作与数据分 郭毅可 析。这种人机协作将加速医学、材料科学和量子技术等领域的突破，推动人类在疾病治疗、气候韧 性和可持续材料方面取得进步。 我们的日常生活也将发生改变。智能体将成为值得信赖的伙伴，持续监测并预测我们的健康需 求，并在症状显现之前提供个性化的

布式光伏、空调、储能和工业负荷等用 户侧可调节资源，精准有序服务电网安 全保供和低碳转型 4 丽水绿色能 源虚拟电厂 侧重水电发电侧 调峰辅助服 务等 接入全市 800 多座水电站，利用北斗通 信、4G+ 量子、租赁专线等技术，实现 水电发电信息聚合、智慧调度 5 平湖县域虚 拟电厂 分布式发电、储能、 商业、工业等 调峰辅助服 务等 汇聚分布式发电、储能等 6 大类 18 小类 用户侧资源，建成包含日前、日内、实 省的用电增长速度较快，尤其是最高用电负荷增速更为显著，2022 年安徽省电力缺口达 1080 万千瓦。 在这一背景下，合肥供电公司于 2020 年建成并投入运营了合肥虚拟电厂，这是国 内首个全面应用“5G+ 量子”技术的虚拟电厂。该虚拟电厂聚合了分布式光伏发电、储 能、充换电设施、微电网等多种电力能源形式，使它们能够互联互动，总装机容量达到 12 万千瓦。此外，芜湖市也近期宣布计划建设虚拟电厂，以促进能源节约和减少碳排放。 拟电厂 2.4.1 安徽省虚拟电厂典型案例 （1）安徽合肥虚拟电厂 合肥虚拟电厂系统于 2020 年 2 月正式上线，旨在解决分布式新能源并网、电网调峰、 调控安全三类问题，是国内首次将“5G+ 量子”技术全面应用于虚拟电厂。该项目目前共 接入全市 15.3 万千瓦光伏电站、5.43 万千瓦电动汽车充换电站（桩）、2.0 万千瓦储能和 0.83 万千瓦商业楼宇可控负荷，总容量达 23.56 万千瓦，到

发投资对颠覆性创新的关注度不高，提出要缩小在人工智能、 量子计算等先进技术方面与中美的创新差距，并将制定脱碳 和竞争力协同发展计划。欧盟通过了“数字欧洲计划”（The Digital Europe Programme）强化人工智能等领域的投入，宣 布 欧 洲 量 子 技 术 旗 舰 技 术 计 划 （ Quantum Technologies Flagship），发布《欧洲量子技术宣言》，启动“欧洲芯片法案” （European Chips Act），还将从明年起，每年投资 3 亿欧元 用于为从事微芯片和量子技术等关键技术的公司提供发展 资金。“欧洲创新加速器（EIC Accelerator）”在“地平线欧洲 （2025-2027）”框架下，支持具有高市场潜力的颠覆性技术 项目，重点为致力于发展深度科技的初创企业和创新集群提 供资金。各国也在相关计划中确定了未来重点关注的技术方 向。例如， 将聚焦数字化、航天工业、清洁资源等重点领域；法国启动 工业和信息化部工业文化发展中心 业和信息化部工业文化发展中心 化发展中心 工业和信息化部工业文化发展中心 工业和信 工业和信息化部工业文化发展 6 以量子霸权为目标的颠覆性创新投资计划——比邻星，宣布 将建设 5-10 个欧洲甚至世界级的人工智能集群，并在巴黎、 里昂、马赛等城市建设五大全球性生物集群，形成可产生颠 覆性突破的创新生态；荷兰政府正式推出《气候中和经济制

如以 CPU/GPU 为核心的通用计 算、以 AI 加速芯片为代表的智能计算、以超级计算中心为载体的高性能计算，以及尚处于 探索阶段的量子计算。其中，量子计算凭借量子叠加与纠缠特性，在大数分解、量子模拟等 特定领域展现出经典计算难以企及的潜力，却受限于量子比特稳定性等技术瓶颈，暂无法独 立承担通用计算任务。这些算力平台架构各异、生态割裂，难以实现统一系统下的高效协同 和支撑未来科技范式变 面对这一系统性挑战，“四算一体”被视为构建全域算力协同体系的关键方向，其核心 愿景是构建支持通算、智算、超算与量子计算的统一编程、统一调度、统一互联的协同架构， 使不同计算范式在共享资源池中各尽所长、协同工作。未来的“四算一体”系统，将使得 AI 任务能动态调用最适合的计算资源，既可借助智算完成大模型推理，也可调度超算加速 科学模拟，甚至通过量子计算处理特定超复杂问题。在这一范式下，计算将不再是孤立平台 的能力叠加，而是

治理框架初步成型 ................................................................................... 53 5.2.5 量子计算与 AI 大模型赋能调度系统，突破传统优化算法 的算力瓶颈 .................................................................. 售电牌照，或制定算力负荷聚合商的准入规范。最终通过“标准牵引 +市场驱动”的双轮机制，培育出涵盖设备商、运营商、交易平台的 算电协同生态系统，实现从技术融合到商业闭环的跨越。 5.2.5 量子计算与 AI 大模型赋能调度系统，突破传统优化算法的算 力瓶颈 未来算电协同的创新发展还将深度依赖前沿技术的融合应用，特 别是在可信交易与复杂优化两大关键领域。在能源-算力交易方面，区 块 字资产。 在优化计算领域，量子计算的革命性潜力有望突破传统算力瓶颈： 一方面，量子退火算法可高效求解百万级变量的“算力-电力”联合调 度问题，在多项式时间内完成传统超算需数小时运算的 NP 难问题（如 含随机新能源出力的鲁棒优化）；另一方面，量子机器学习将赋能跨 域预测模型，通过量子神经网络同时处理电力负荷曲线与算力需求图 谱的万亿级关联特征。当前需重点突破量子-经典混合计算架构，开发

25Mbps），指令控制时延<100ms，满足远程精准操控需求。 环境感知能力：基站可主动探测低空目标（如无人机位置、速度）， 辅助空管系统优化航路规划，提升复杂场景下的通信可靠性。 量子加密通信保障引入量子密钥分发技术，为应急指挥指令、敏感灾 情数据提供不可破译的安全传输通道，确保在强电磁干扰或恶意攻击下通 信不中断、数据不泄露，尤其适用于军事协同、核灾等高敏感救援场景。 2. 导航定位：全场景高精度定位体系 3. 风险防控：全链条安全管理体系 技术与市场风险量化评估建立低空应急技术成熟度评估模型，从通信 稳定性（如 5G-A 基站故障率<0.1%）、装备可靠性（无人机抗风等级≥7 级）、数据安全（量子加密破解概率<10⁻⁸）等维度量化风险等级，引导资 本优先投向成熟度≥7 级的技术（如氢能动力已达 8 级）。 构建空域冲突预测算法，基于历史飞行数据模拟灾害场景下的无人机 集群运动轨迹，提前