在量子信息技术的应用场景中，具有代表性的是量子通信和量子计算。从长期来看，其产业应用场景十分广泛，包括网络信息安全、量子通信干线、量子城域网、金融、国防等方面。
在这些应用场景中，我国在量子通信领域目前处于领先地位，近年来多次取得突破性进展。2016 年 8 月，中国发射了自主研制的世界上首颗空间量子科学实验卫星 “墨子号”;此后，中国科研人员利用量子卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发等成果。2017 年，全球首条量子保密通信骨干网 “京沪干线”项目通过总技术验收。
今年 3 月，中国科学技术大学的潘建伟院士团队等研究人员实现了 500 公里级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发，传输距离达到 509 公里，创造了新的世界纪录。9 月，郭光灿院士团队与奧地利同行合作，首次实现了高保真度的 32 维量子纠缠态，显著提高了量子通信的信道容量。
而在量子计算赛道，谷歌、微软、英特尔等西方科技企业拥有先发优势，通过不同技术路径不断实现对更多量子比特的操纵。谷歌在 2019 年底宣布实现量子优越性，其基于一个包含 54 个量子比特的量子芯片开发了量子计算系统，该系统在 200 秒内完成的计算任务，当时世界上最强大的超级计算机需要 1 万年的时间才能完成。
不过，中国研究人员也在量子计算方面奋起直追。中国科学技术大学、清华大学等高校近年来都在量子计算领域取得一些阶段性成果。百度、阿里巴巴、腾讯、华为等科技企业也相继出台了量子计算研究计划。今年 9 月，百度、本源量子等企业先后发布了自己的最新量子计算云平台，使普通用户也能通过云技术使用量子计算。
近日，在 2020 天翼智能生态博览会开幕式暨第十二届天翼智能生态产业高峰论坛上，中国科学院院士潘建伟介绍了其有关量子计算方面的一些部署：首先第一步是造出一台比目前最快的超级计算机速度更快的计算机，第二步是制造几百个量子比特的专用量子模拟机，最后再通过 20 年左右的努力实现通用量子计算。
他认为，量子计算目前的发展比想象中更快。近期，我国在光子体系和超导体系也有望超越谷歌的量子优越性。从长远看，中国要通过 20 年、30 年的努力先推广量子保密技术，随着量子技术的发展，能够在云上提供强大的计算能力，最终就可实现天地一体的量子互联网。此外，实现这一目标的前提是我国还需具备基本功能通用的量子计算机。
