二十世纪量子力学的创建和开展引发第一次量子科技革新浪潮，以知道和把握微观物理现象和规则，调控和观测微观物理量为首要特征，诞生了以半导体、激光器、核算机和光通讯等为代表的信息通讯技能，供给了信息获取、存储、处理和传输的根底介质和解决方案，形成了现代信息社会的物理层使能技能，成为推进经济社会开展革新的先进生产力。
进入二十一世纪，跟着人类对微观世界知道了解的深化和观测调控才能的提高，以控制光子、电子和冷原子等人工量子体系，使用量子叠加、羁绊和隧穿等共同微观物理现象为首要特征的第2次量子科技革新浪潮将至。以量子核算、量子通讯和量子丈量为代表的量子信息技能的研讨和使用探究，未来有望打破核算处理才能、信息安全确保和丈量精度极限等方面的难题和瓶颈，成为推进根底科学研讨探究、信息通讯技能演进和数字经济工业开展的新动能。
量子核算以量子比特为根本单元，使用量子叠加和干与等原理完成并行核算，可以在某些核算困难问题上供给指数级加快，是未来核算才能跨越式开展的重要方向。2019年Google报导取得了“量子优越性”试验的打破性效果，成为量子核算范畴开展的标志性事情，也影响了全球科技巨子和草创企业的进一步投入与竞赛，有望加快量子核算技能研讨和使用探究的开展。根据含噪声中等规划量子（NISQ）处理器和云接入等方法，在生物化学、大数据优化和机器学习等核算场景中探究“杀手级使用”将是近期的首要开展方针。可扩展可容错量子核算需求物理渠道、纠错编码算法和调控体系等方面的进一步打破，仍是需求十年以上艰苦尽力的远期方针。
量子通讯使用量子叠加态及羁绊效应，在经典通讯辅佐下，进行量子态信息传输或密钥分发，在理论协议层面具有无法被偷听的信息论安全性确保。量子通讯的首要使用包含量子隐形传态（QT）、量子密钥分发（QKD）、量子安全直接通讯、量子隐秘同享和量子密布编码等方向。从研讨论文数量和专利申请状况剖析，QKD和QT是量子通讯研讨与使用开展的要点方向。根据QKD的量子保密通讯是现在现已开始实用化的使用方向，使用和工业探究逐渐打开，各方对使用远景的观念没有一致。根据QT构建量子信息网络是未来量子通讯研讨与使用探究的重要方向，近期欧美大力布局规划推进研讨与试验，但间隔实用化仍有很长间隔。
