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当汽车遇见量子:产业新变量的“叩门”

浏览次数:    时间:2025-11-15 13:05:14

  “前方高能”的量子科技方兴未艾、前程远大,不仅被写入近日发布的“十五五”规划建议,成为前瞻布局未来产业、打造新经济增长点的重头戏之一,也在汽车行业引发广泛关注。

  “量子技术作为引领未来的颠覆性技术群,在提升车辆信息安全、加速新材料与电池研发、优化自动驾驶决策算法等方面拥有广阔的应用前景。”近期在安徽合肥召开的“量子+汽车”研讨会上,与会嘉宾就这一观点形成共识。

  简而言之,量子就是物质世界最小且无法分割的基本单元,而量子科技则是将量子力学原理与信息科学、计算科学、材料科学等交叉融合,借助量子叠加、纠缠、隧穿等效应,实现信息获取、处理与传递的全新技术范式。

  肉眼不可见的微观量子,正展现出改变宏观世界的惊人能力。“量子科技是我国汽车产业又一次重要机遇。”中国汽车工业咨询委员会委员陈光祖曾撰文指出,要强化汽车量子化水平的研发和应用。他在接受记者采访时表示,量子科技打破了传统经典物理的局限,为解决复杂问题提供了全新的思路和方法,量子科技与汽车产业的融合,将为汽车产业带来一系列革命性的变化。

  目前,量子科技已在量子计算、量子通信、量子加密、量子传感等领域逐步落地。“量子科技的优势,主要体现在令人惊叹的超算能力、几乎绝对安全的信息保障、极限精度的感知能力等方面。”北方工业大学汽车产业创新研究中心主任纪雪洪在接受记者采访时介绍称,以“量子纠缠”为例,两个纠缠的量子无论相距多远,都能实现心灵感应般的状态同步。基于这一特性,量子通信可实现“瞬间传态”,即将物体量子态信息传输至目标地点重组,从而实现无法破解的保密通信。量子计算则具备并行协作能力,在处理特定复杂问题时计算速度呈指数级提升,算力远超传统计算机,在汽车业拥有广阔应用前景。

  “量子科技作为21世纪最具颠覆性的前沿领域之一,将以前所未有的速度重塑世界产业格局。”中国(深圳)综合开发研究院财税贸易与产业发展研究中心主任韦福雷表示,量子加密可为智能汽车敏感数据提供双重保护:既可用量子密钥加密传输,也能用量子秘密共享技术拆分存储,极大降低数据泄露风险。此外,量子精密测量宛如微观世界的超级放大镜,能以原子级别精度感知时间、频率、磁场、重力等物理量,为北斗、GPS等全球定位系列和5G通信网络提供高精度同时间基准,从而大幅提升自动驾驶的定位能力。在他看来,量子科的应用潜力远未完全释放,已成为全球汽车产业竞相布局的战略高地。

  在智能化“浪潮”中,汽车正迅速从单纯的交通工具转变为“四个轮子上的超级计算机”,量子科技也成为驱动这一变革的关键技术变量之一。

  2025世界新能源汽车大会发布的9大前沿技术之一——“量子眼”,也称为量子关联成像技术,标志着新能源汽车正式迈入“超感知”的新纪元。采用该技术的测试车辆在能见度小于50米的暴雨中,识别150米外行人动作,精度较传统毫米波雷达提升300%。这项基于量子纠缠光子对的“非直视成像”技术,可重构目标散射场信息,实现高精度非接触成像,彻底改写传统传感器在雨雾沙尘等恶劣环境中性能骤降的困局,成为L4自动驾驶在极端天气下的“超视距之眼”。

  “当前,在自动驾驶、智能制造等领域对环境感知和测量的精度要求越来越高,量子感知与量子精密测量技术的应用恰逢其时。”韦福雷介绍称,量子传感器可为自动驾驶汽车提供毫米级定位支持,助力其精准感知环境,及时做出决策,从而有效提升行车安全。而在制造端,量子测量技术能实现对微小零部件的高精度检测,保障产品一致性。

  量子计算的加入,则为新能源汽车的性能提升带来新的福音。据报道,福特、大众和现代等跨国车企,正在借助量子计算模拟分子相互作用,开发能量密度更高、续驶里程更长的动力电池。传统计算机在此类复杂建模中常力有不逮,而量子计算凭借其并行处理优势,可快速探索更多材料与结构的组合,助推动力电池技术迭代。

  记者还了解到,国外已有企业借助量子计算优化动力电池内部的化合物与结构,在保证安全与寿命的前提下提升充电效率。相关研究还在同步优化电网与充电桩系统,未来有望实现低成本、高效率的新能源汽车充电解决方案。

  伴随着量子科技应用拓展,安全“铸盾”行动也已启动。日前,小鹏汽车与阿里云安全正式签署后量子安全技术合作协议,双方将基于后量子安全算法展开联合研发,为用户构建更安全可靠的服务体系。此外,吉利汽车也推出“量子安全双擎”,以“后量子密码+量子密钥分发”方式为智能汽车打造“深度防御”的量子安全体系。

  “后量子加密实为防范量子计算攻击的‘盾牌’技术。”据纪雪洪介绍,随着量子计算技术在全球范围逐渐取得突破性进展,传统加密算法和体系正面临新的风险。后量子加密通过容错学习(在存在随机误差的情况下,如何从线性方程组中恢复原始数据)、哈希签名(结合哈希算法与数字签名技术的组合方案,用于验证数据完整性和来源真实性)等路径,在量子计算模型下构建高度安全算法体系,为智能汽车筑牢安全基底。

  在自动驾驶汽车上,传统计算在复杂场景下可能出现响应迟滞与决策局限,而量子计算凭借其并行处理能力,可瞬间完成多场景评估与路径规划,将计算时间从分钟级压缩至毫秒级,极大提升系统响应效率。

  “量子计算所赋予的并行计算响应能力,是破题自动驾驶决策瓶颈的关键。”纪雪洪认为,量子科技不仅将为自动驾驶注入强大算力,而且有望推动汽车通信、传感等子系统实现跨越式发展。此外,面对智能汽车每日产生的高达数百GB的数据,量子机器学习可将其压缩至原体积的5%以下,显著节约存储资源。

  近日,有外电报道,美国福特汽车已将量子计算系统用于生产线调度,将千辆Transit车型的调度时间从30分钟压缩到5分钟以内,验证了量子科技在制造端的实用价值。

  有产业研究预测,到2027年,配备量子通信模块的高端智能汽车将实现“车路协同零延时”,大幅提升交通效率与安全;至2030年,量子计算芯片或将成为智能汽车标配,算力突破10亿量子比特,推动全场景无人驾驶成为现实。

  “尽管量子科技在汽车业的应用前景不可限量,但其规模化应用仍面临一系列挑战。”陈光祖提醒,“目前,多数量子技术仍处于从实验室走向产线的‘爬坡’阶段,其工程化、车规级的可靠性与稳定性仍需长期验证。而横跨量子物理、计算机科学与车辆工程的复合型人才全球稀缺,已成为制约技术落地与创新的关键瓶颈。”此外,全球范围内量子科技相关技术标准仍不完善,不同国家、地区乃至车企之间各自为战,易形成技术“孤岛”。而前期研发投入巨大导致的高成本壁垒,也阻碍了技术的普及。因此,在攻坚核心技术的同时,加速建立车用量子技术统一标准、构建跨学科人才培养体系,是推动该领域健康、可持续发展的当务之急。

  “正如电力重塑工业文明,量子技术正成为智能汽车时代的新动能,推动出行从代步迈向智慧共生。”韦福雷总结道,从智能驾驶的算法突破,到车联网的安全重构,从电池材料的效率革命,到人机交互的体验升级——量子科技正从多维度重新定义汽车的未来。构建与之匹配的产业生态,推动技术向广度与深度拓展,将是量子科技赋能汽车产业、铸就新增长极的重要基石。


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