1、6G与量子计算融合探讨 崔春风 中国移动未来研究院 2023年7月15日 2 1 为什么：6G对算力提出更高要求 2 是什么：量子计算与算法现状 3 怎么做：6G与量子计算的融合 目录 3 6G明确六大典型场景，实现从移动通信向移动信息重大转变 6G六大典型场景涵盖“覆盖全域化、性能沉浸化、要素融合化、网络平台化”特征，网络将从通信服务向信息服务转变 六大场景可分为三类：第一类是性能沉浸化：5G三大场景的增强 第二类是要素融合化：AI与通信的融合、感知与通信的融合 第三类是覆盖全域化：泛在连接 网络平台化是基座：网络成为聚合相关业务能力的“平台”，供需动态匹配，为用户提供多样化的移动信息服务

2、4 ITU-R能力指标体系对6G网络带来全新挑战 立足ITU-R能力指标体系，面向标准化开启技术创新赛道 2 需要融合技术创新 3 需要网络拓展创新 1 需要原创技术突破 技术创新面临“三重挑战”理论：容量逼近香农极限 产业：摩尔定律接近极限 需求：场景更极致更多样 AI与通信的融合 感知与通信的融合 覆盖 可持续性 互操作 定位等 5 技术布局：ITU技术指标到技术布局，网络是关键，算力是瓶颈 ITU技术指标不是单点技术的要求、而是网络系统性的要求，涉及4大方面算力瓶颈，需要考虑量子计算等变革性解决方案 ITU技术指标 不是单点技术的指标 而是网络系统的指标 4 大挑战 信号检测 信道估计

3、预编码 信道编解码 网络拓扑优化 路由优化 无线资源参数优化：算力资源优化 大规模业务信号处理 大规模业务优化（QoS/QoE保证）：预测、均衡、参数优化 大规模信号处理 大规模网络优化 大规模业务处理 核心网 终端 无线网 新业务及场景 通感互联 智慧工业 超能交通 全息交互 精准医疗 智能交互 元宇宙 SCU SCU SCU SCU 网络整体性要求 大模型训练 分布式AI 机器学习 算力瓶颈 量子 计算 6 1 为什么：6G对算力提出更高要求 2 是什么：量子计算与算法现状 3 怎么做：6G与量子计算的融合 目录 7 量子计算基本概念 1量子态制备（经典信息编码成叠加态）经典比特 01量子

4、态调控（叠加态同步演化，并行计算的根源）01经典比特 量子计算是遵循量子叠加、量子干涉、量子纠缠等量子力学规律的新型计算模式。量子计算大致分为量子态制备、量子态调控和量子态测量三个核心步骤。量子计算基本单元是量子比特0和1。量子叠加：既是0,也是1 量子纠缠：多粒子综合成整体 量子态测量（叠加态坍缩成经典态，读取计算结果）量子干涉：多粒子相长相消 01 8 量子计算发展现状（1/2）超导超导(22+)光量子光量子(9+)离子阱离子阱(11+)量子点量子点(8+)中性原子中性原子(7+)金刚石色心金刚石色心(4)信息通信信息通信 AI、安全、信号处理、资源优化 金融 投资组合优化 医药化学 化学

5、模拟、药品研发、蛋白质折叠 物流/客运 客运/货运优化 Azure Quantum 全栈开放云量子计算生态 软软件件平平台台 酷原量子云 量羲量羲 全平台量子软硬一体 HiQ 量子云平台+开源量子开发框架 应应用用 Amazon Bracket 浙大太元一号 SQBM+TensorCircuit 开源量子模拟软件框架 isQ 编程软件 氦中电子氦中电子(1)拓扑（拓扑（2）量量子子技技术术路路线线 量子计算产业发展正从硬件、软件、平台、应用多层次快速发展，当前全球共有11种技术路线，240+（国内30+、）企业，22+（国内10+）量子云平台，市场规模$10亿，量子计算能力达433Q（IBM）

6、Qiskit(中国区通道已关闭)五岳量子五岳量子云平台云平台 Qpanda 华翊量子云 9 量子计算发展现状（2/2）主主要要量量子子算算法法 主主要要企企业业量量子子路路线线图图 Deutsch算法-首个首个量子算法 1985 2014 2013 2011 2009 1995 1994 1992 Deutsch-Jozsa算法-量子并行计算理论基石 Shor算法-大数质因数分解（求阶）-量子傅里叶变换 量子相位估计算法-量子算法核心子算法 Grover算法-平方级加速-量子振幅放大 Hamiltonian 模拟 量子近似优化算法-求解组合优化问题-VQE变体 变分量子特征求解器(VQE)-混