在“十五五”规划中，量子科技被明确列为重点突破领域。
2025年，中国科学技术大学团队联合济南量子技术研究院等单位，在国际上首次实现微纳量子卫星与移动地面站之间的实时星地量子密钥分发，单次卫星通过期间可共享百万比特级安全密钥。这一成果打破了传统量子通信对固定地面站的依赖，使移动终端（如车载、舰载设备）首次具备量子安全通信能力。更令人瞩目的是，Terra Quantum团队在光纤网络中实现1032公里量子密钥分发，传输速率达每秒34位，较此前提升万倍。这一技术突破意味着，量子通信不再局限于实验室环境，而是可嵌入现有电信基础设施，为金融、政务等高安全需求领域提供“无条件安全”的通信保障。
量子密钥分发的安全性优势，源于其基于量子力学原理的“不可窃听”特性。任何试图截获量子密钥的行为都会改变光子状态，从而被通信双方立即察觉。这种物理层面的安全机制，与传统密码学依赖计算复杂度的防护形成本质区别。
中移互联网推出的“量子超级SIM卡”将这一技术推向实用化：该卡内置国产量子随机数芯片，通过“量子密钥+抗量子算法+国密算法”三重加密，实现硬件级安全防护。在政务领域，合肥量子城域网覆盖1147公里光纤，为500家党政机关提供量子安全通信服务；上海则建成全球首个跨域量子密信电话系统，实现北京至合肥超千公里实时加密通话。这些应用证明，量子密钥分发已从“科学实验”迈向“规模化商用”，成为守护国家信息安全的新基石。
基于金刚石NV色心的量子磁力仪，可探测单个原子的磁场变化，灵敏度达10⁻¹¹高斯，是传统设备的千万倍。这种精度使癌症早期诊断成为可能：通过检测血液中皮摩尔级的生物标志物，量子传感器可将诊断时间提前3年，治愈率提升30%。
量子重力仪能识别地下0.1米厚的含油层，使石油勘探成本降低40%；中国研制的量子电流传感器，精度较传统设备提升4倍，保障特高压电网安全运行。这些应用证明，量子传感器正在重塑工业测量的技术范式。
传统量子传感器需在接近绝对零度的环境中运行，且体积庞大、成本高昂。中北大学团队通过晶圆级半导体制造工艺，将量子传感器的核心组件——玻璃蒸汽室实现规模化生产。这一创新使量子陀螺仪的体积缩小至传统设备的百分之一，成本降低两个数量级，且可在常温下稳定工作。
量子陀螺仪可替代GPS，在隧道、地下停车场等信号盲区实现厘米级定位；在深海探测中，量子重力仪能感知地壳微米级形变，为地震预警提供关键数据。这些突破标志着，量子传感器正从“精密仪器”转变为“工业通用组件”。
英国与德国设立1400万英镑量子研发联合基金，推动量子传感器在医疗、环境监测领域的应用；中国则通过“量子代工厂”模式，将半导体制造工艺与量子技术深度融合。Microchip公司利用垂直腔面发射激光器（VCSEL）和微加工蒸汽室，实现芯片级原子钟的商业化生产，为量子传感器量产提供蓝图。据预测，到2030年，量子传感器市场规模将突破100亿美元，其中量子磁力仪、重力仪等细分领域年复合增长率超18%。随着“量子+AI”融合趋势的加强，量子传感器将具备自主决策能力，例如在医疗中自动分析疾病风险，在工业中实时优化生产参数。这场“感知革命”正悄然重构人类与物理世界的交互方式。
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