基于量子区块链的数据要素流通与数据资产服务网络建设项目立项书
来源：本站原创
发布日期：2023-12-30
一、项目背景
（一）量子信息技术
虽然量子信息技术的发展仍处于初期阶段，但在不久的将来，量子计算机的逐渐成熟将颠覆电信、网络安全、数字智能制造、金融、医药、新媒体、新能源网络等众多行业。目前，全球范围内研制量子计算机的主要机构包含谷歌、IBM、微软、英特尔和阿里巴巴等科技巨头，此外，例如D-Wave Systems、IonQ、Alpine Quantum Technologies（AQT）等初创公司也在积极研究量子算法与信息服务设备。根据McKinsey分析，2022年，市场投资者向量子技术初创公司注入了23.5亿美元的资金，其中包括量子计算、通信和传感等领域的公司。此外，截止2022年，谷歌和IBM分别已经投入了7亿美元和6亿美元，目标开发出在特定科学问题上实现量子优势的量子计算机与量子信息网络，微软也在2021年推出了自研的量子计算机“Azure Quantum”，投入达到5亿美元以上。
量子计算是进行数据与信息处理的新一代技术，有望在新兴数据科学与互联网3.0技术领域实现突破性的进展。传统的计算机系统在处理海量、高维、复杂的数据时面临着巨大的挑战，例如在组合优化、多维搜索、全同态加密等计算上面临着运算速度慢、存储空间不足、算法效率低等问题。量子计算利用量子比特（qubit）的叠加和纠缠等特性，能够实现数智系统的指数级加速和信息压缩，并在某些问题上超越经典计算机的性能，这意味着在数据科学领域中有望实现量子增强与量子优势（quantum advantage）。目前，IT业对于量子计算技术能够在数据应用科学领域破圈的需求非常迫切。同时，量子计算也是一项具有战略意义的技术，将影响国家安全、经济竞争力和科技创新能力，在中美之间以及中国国内各机构间都进行着激烈的量子科技竞赛。美国已制定了《国家量子倡议法案》，中国则制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》等战略规划，积极鼓励国内各个机构参与量子科技的研究和应用。
当前，量子信息技术虽然在数字经济市场化发展生态下有着巨大潜力，但在具体的商业化投融资方面仍面临着不少挑战和障碍。例如，①.技术难题：量子技术的核心组件，如量子比特、量子纠错、量子存储等，仍存在稳定性、精确性、可扩展性、可靠性等方面的困难，需要不断地研发和创新。②.商业价值：量子计算机的优势主要体现在一些特定的领域，如材料科学、药物研发和优化问题等，对于大多数常规的计算任务，可能并不比传统计算机更有优势。因此，量子计算的商业应用需要在最适合的业务领域与科学问题上进行一系列的探索和验证过程。③.研发成本：量子计算机的研发需要大量的资金和人力投入，而且可能仍需要数年时间才能看到成果，这对于市场投资者和观察者来说，会造成一定的应用风险和不确定性。④.竞争压力：传统计算技术并没有停止发展，而是在不断地提升自身的性能和效率，以及抗量子特性研究。在某些情况下，传统计算技术可能会找到一些替代或竞争的方案，来应对量子计算的挑战。⑤.人才缺口：量子信息技术是高度专业化的学科，需要具备深厚的物理、数学和计算机等方面的知识。目前，全球能够从事量子技术研究和开发的人才相对较少，会制约市场化发展速度和水平。⑥.软件支撑：除了量子硬件设备之外，软件和算法也是量子计算不可或缺的部分。要充分发挥量子计算机的潜能，需要开发出适合量子计算机的编程语言、操作系统、应用软件以及业务平台等。⑦.系统实践：量子计算有可能与传统信息技术相结合，形成一些新型的应用系统，例如基于量子加密的区块链数据网络、基于量子隐私计算的云计算交易系统等。这些落地的数据应用系统通过实现量子增强或量子优势，在某些新特性与新机制方面将实际展现超越经典计算机的能力与价值，从而增强市场与商业投资的期望。
（二）区块链与隐私计算技术
区块链技术是一种安全可信的、去中心化的、不可篡改的数据存储和交换方式，能够实现数据的透明性、安全性、可追溯性和信任性，从而降低去中心化容错网络中的资产交易成本，提高分布式交易效率，并起到保护多源数据隐私和促进多方安全协作的作用。数据容错网络是在去中心化交易环境下普遍存在的网络环境，要求在部分恶意节点或链路故障的情况下，仍能保持正常交易与操作的合约功能。一般来说，区块链技术可以通过以下几个方面提高容错网络的性能和安全性：①.实现数据的分布式存储，避免恶意节点或网络故障，提高数据的可用性和可靠性。②.实现数据的共识机制，保证数据网络时空间的一致性和完整性，防止数据被篡改或伪造。③.实现数据资产的加密和签名，保护数据来源的隐私和安全，防止数据在传输和合约执行过程中被窃取或泄露。④.实现去中心化交易的智能合约，实现数据的自动化处理和利益共享，提高数据资产的流通效率和价值挖掘能力。
由于区块链系统需要克服对算力的巨大需求、对环境的不友好影响、对隐私保护的不足等问题，需要引入更先进的技术，例如融合隐私计算技术和量子计算技术，从而提升区块链系统的性能和安全性。隐私计算技术是一种在不泄露原始数据的前提下，对数据进行加密处理和计算的技术，它可以保护数据的隐私和完整性。目前，隐私计算技术主要包括同态加密、安全多方计算、零知识证明等。其中，同态加密是一种可以在密文上进行任意运算的加密方式，可以实现对数据的加密存储和加密计算，从而避免数据在传输和处理过程中被窃取或篡改。然而，同态加密也有一些缺点，如计算效率低、密钥管理困难、安全性依赖于数学假设等。为了解决这些缺点，需要借助量子计算技术，利用量子比特的叠加和纠缠等特性，实现更高效、更安全的同态加密方案。例如，利用量子比特生成真随机数作为密钥，可以提高同态加密的安全性和随机性；利用量子门实现同态加密的运算算子，可以提高同态加密的速度和灵活性。
区块链、人工智能与隐私计算技术是组成Web3.0的三项基本技术，而Web3.0则是互联网发展的下一阶段，目的是实现更加智能、开放、共享和自治的网络，让用户成为数据的主人和价值的创造者，做到“还数于民”。特别地，区块链技术被认为是数字经济发展道路上敲开Web3.0大门的必要条件和重要支撑，能够为Web3.0提供去中心化的数据流通基础设施、分布式的交易应用平台、通证化的权益激励机制和自主智能的多方隐私治理模式。
当前，区块链技术面临的瓶颈主要有以下几个方面：一是性能问题，区块链的共识机制和去中心化特性导致其交易速度和吞吐量远低于传统的中心化系统，无法满足大规模的数据处理需求；二是隐私问题，区块链的公开透明性和不可篡改性虽然有利于数据的安全和信任，但也带来了数据泄露和隐私侵犯的风险，尤其是在涉及个人敏感信息或商业机密的场景中；三是互操作性问题，由于缺乏同样高度可信可靠的中心化数据运营与监管审计设施，不同的区块链平台之间缺乏统一的标准和协议，难以实现数据的跨链共享和流通，限制了区块链技术的应用范围和价值。
由于具有以上缺陷，区块链系统在数实融合方面一直难以发挥确实的大规模作用，即将数字技术和实体经济深度融合，实现数据资产化、资产数据化、数据流通化、流通数据化的过程。数实融合的目标是通过数字技术提升实体经济的效率、创新和竞争力，促进经济社会的可持续发展。然而，在数实融合方面经过数十年的尝试，相对人们赋予Web3.0的期待来说，区块链技术的应用仍然算得上是失败的，主要原因有以下几点：一是数字技术与实体经济之间存在认知鸿沟，数字技术的发展速度远超过实体经济的变革速度，导致数字技术与实体经济之间缺乏有效的对接和协同，需要在数据网络的去中心化协议与中心化操作上取得融合突破；二是数字技术与实体经济之间存在制度障碍，数字技术的发展涉及到数据持有权、使用权、经营权等复杂的法律和监管问题，而现有的中心化制度框架并不能适应数字技术带来的去中心化新挑战和新需求；三是数字技术与实体经济之间存在能力不足，数字技术要惠及实体经济，需要更多的学科交叉，产生相应的创新性人才、基础设施、业务环境等支撑条件，而这些条件在很多领域和学科上还缺乏探索。
此外，尤其在国际上，区块链技术领域中长期存在着“炒币”与链上实际业务的发展不平衡问题，即投机性的数字货币交易活动远远超过了基于区块链技术的实际互联网业务应用活动。这种现象的原因主要有以下几点：一是市场炒作，数字货币市场受到各种利好或利空消息的影响，容易出现价格波动和投机机会，吸引了大量的投资者和投机者参与其中；二是盈利快速，数字货币交易相比于区块链技术的实际业务应用，具有更低的门槛、更高的流动性、更快的回报，使得很多人更愿意从事“炒币”活动；三是风险偏好，数字货币交易虽然具有较高的收益潜力，但也伴随着较高的风险和不确定性，吸引具有较高风险偏好和承受能力的人参与其中。
在中国国内，虽然对于 Web3.0的发展更加谨慎，但区块链技术在应用于中国实际的金融服务网络时也遇到了很多困难和挑战。这些困难和挑战主要有以下几点：一是数据质量，区块链技术虽然能够保证数据的安全和完整性，但不能保证数据的真实性和准确性，如果数据源本身就存在错误或欺诈，那么区块链技术也无法解决这个问题；二是数据共享，区块链技术虽然能够实现数据的去中心化和分布式存储，但也需要各方的合作和信任，如果各方对数据的共享和使用有不同的利益诉求或隐私顾虑，那么区块链技术缺乏中心化机制的弊端会被凸显；三是数据监管，区块链技术虽然能够提高数据的透明度和可追溯性，但也需要有相应的监管机制和规范，如果监管部门对数据的获取和使用有不同的要求或限制，那么区块链的去中心化网络中则必须引入中心化的解决方案。当前国内的金融数科领域在应用区块链技术上，主要局限于建立去中心化的数据存证系统，而无法应用于具体的数据资产流通与交易，即区块链技术在国内金融数科领域中的应用还处于初级阶段，主要用于实现数据的存储、验证和证明，而没有实现数据的转换、交换和价值化。这种现状的原因主要有以下几点：一是技术不成熟，区块链技术还存在着性能、隐私、互操作性等方面的瓶颈，限制了其在大规模、复杂、多元的金融数科场景中的应用；二是业务不清晰，区块链技术还缺乏明确的业务模式和价值主张，没有形成有效的市场需求和商业激励，导致其在金融数科领域中的应用缺乏动力和方向；三是政策不明确，区块链技术还面临着法律、监管、税收等方面的不确定性和变化性，增加了其在金融数科领域中的应用风险和成本。
（三）量子增强区块链网络能够显著赋能数字经济
为了促进数字经济发展，将Web3.0技术实际应用于数实融合，区块链系统需要解决的主要问题是平衡去中心化和中心化之间的关系。去中心化的运行方式可以消除恶意传输、链路故障、降低数据信任成本、提高合约透明度和公平性等。然而，去中心化也带来了共识机制的选择、信任网络的分叉、监管合规的保障困难、多方交易的核算风险等诸多方面的问题。因此急需在去中心化和中心化之间找到一个合适的平衡点，为满足复杂的数据要素流通市场化合规需求，利用交叉学科技术搭建新的交易网络架构，实现既保留区块链系统的优势，又达到社会和法律的要求。为了实现这一目标，利用量子计算服务网络的新特性和新机制，构建更灵活、更可控、更可信的量子区块链系统，做到实现跨链通信和协作、增强区块链系统的互操作性和扩展性、利用量子签名实现可验证的DID身份认证和授权、增强智能合约的数据安全性和可追溯性、设计新的量子区块链可调节共识机制和监管模式，从而在区块链数据要素流通系统内实现量子增强与量子优势。
量子技术作为一种新兴的信息技术，有着巨大的潜力和优势，可以为区块链技术提供有效的增强和赋能。通过量子技术，可以提高区块链的运算速度、加密强度、数据保护等方面的能力，从而解决区块链技术在数据流通中存在的瓶颈和卡点，满足数据二十条的建设要求。这样，不仅可以促进数字经济服务实体经济的水平，也可以为市场发展与政府监管提供更好的支撑，同时也为未来的技术创新打下了坚实的基础。
量子技术与区块链技术是两种具有革命性影响的信息技术，其间存在着天然的互补性和协同性。通过将两者结合起来，可以实现信息技术领域的跨越式发展，为数字经济、数字社会和数字治理提供了新的动力和支撑。一方面，量子技术可以为区块链技术提供更高效的计算能力和更强大的加密手段。例如，量子计算机可以加速区块链网络中的共识算法和智能合约执行，提高网络的吞吐量和响应速度；量子密码学可以提供更安全的哈希函数和签名算法，增强网络的抗攻击能力和隐私保护水平。另一方面，区块链技术也可以为量子技术提供更可靠的数据管理和更广泛的应用场景，并可将量子技术与其他行业结合起来，拓展其应用范围和社会价值。
二、项目目标
（一）科研总体目标
本项目的基础科研总体目标主要包含以下三个方面：一是将量子信息技术融合在区块链与隐私计算系统中的应用价值与创新点；二是实现量子增强的区块链网络的系统架构与技术实现；三是构建量子增强区块链网络的新机制、新功能与数字经济生态。
首先，量子信息技术在区块链与隐私计算系统中的应用价值与创新点主要体现在以下几个方面：一是利用量子随机数与密钥分发技术，通过QRNG真随机数的产生与分发，提高区块链网络的安全性与隐私性，保障零知识证明中随机数的质量，防止网络攻击与数据泄露；二是利用量子存储与多维搜索技术，提升区块链网络的数据处理能力与效率，实现大规模数据的快速检索与分析，设计基于量子区块链账本的中心化工作量证明机制；三是利用量子组合优化求解技术，优化区块链网络的共识机制与激励机制，实现更高效的区块交易数据生成与验证，以推理更优化的资源分配方法与奖励，实现在投资组合方面的量子优势；四是利用量子全同态加速运算技术，加速隐私计算中的全同态加密算法算子，实现在加密状态下对数据进行任意运算而不泄露数据内容；五是利用量子隐形传态数字签名技术，实现无需信任第三方的数据交易验证，保证数据交易的真实性、完整性与不可否认性，保障安全多方计算（SMPC）中关键信息（CRS/SRS）的生成质量。
其次，量子增强区块链网络的系统架构与技术实现主要包括以下几个部分：一是基于量子混合算力服务网络的数据层，负责存储、传输、检索、分析区块链网络中的数据，并提供量子计算机真机与模拟计算服务器上两种量子算法部署能力；二是基于零知识证明与全同态加密的隐私层，负责对数据进行加密、解密、证明、运算等操作，并保护数据的隐私性、完整性、正确性等属性；三是基于量子组合优化求解的共识层，负责通过量子算法解决区块链网络中的NP难问题，如工作量证明、权益证明、拜占庭容错等，并实现更高效的POV共识达成；四是基于量子随机数与密钥分发的安全层，负责生成、分发、管理区块链网络中的密钥、签名、哈希等信息，并防止量子攻击、篡改、伪造等威胁；五是基于量子隐形传态数字签名的交易层，负责执行、验证、记录区块链网络中的数据交易，并保证交易的真实性、完整性、不可否认性等特征。
最后，量子增强区块链网络的新机制新功能与数字经济生态构建主要涉及以下几个方面：一是符合数据二十条对于数据交易三权分置要求的数据资产服务平台，实现数据持有者、使用者、经营者之间的有效协作与互利共赢；二是能够实现安全可控的量子中心化监管的业务数据服务平台，实现区块链网络与预言机网络之间，以及政府与经济社会各界之间的数据共享与协同治理；三是发挥数据要素市场去中心化特性的商业数据服务平台，实现企业之间以及企业与消费者之间的数据交换与价值创造；四是搭建发展数字经济生态的互联网3.0技术集群，实现量子信息技术、隐私计算技术与区块链系统技术的融合创新与应用推广。
（二）金融应用目标
量子区块链网络是一种利用量子信息技术提升区块链与隐私计算网络性能与功能的新型技术平台，具有高安全性、高效率、高隐私性、高封闭性等特点，可以为金融领域的数科技术服务与数据交易提供强有力的支撑。本项目以普惠金融、跨境金融、消费金融，以及证券化数字资产、数字资产托管、数字资产交易、数字资产入表等为例，论述量子区块链网络在金融领域的应用目标。
首先，量子区块链网络可以为普惠金融提供更加便捷、安全、低成本的服务。普惠金融是指为广大中小微企业和个人提供基本保障的金融服务，如存款、贷款、支付、保险等，是实现社会公平与经济发展的重要手段。量子区块链网络能够利用其高效的数据处理能力与低成本的数据共识能力，实现对普惠金融客户的快速识别与信用评估，降低信息不对称与风险成本；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对普惠金融客户的身份验证与交易保护，防止欺诈与盗窃；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对普惠金融客户的数据隐私保护与合规审计，避免数据泄露与滥用。通过量子区块链网络，普惠金融可以实现更广泛的覆盖范围，更优质的服务质量，更低廉的服务费用，更高水平的社会效益。
其次，量子区块链网络可以为跨境金融提供更加便捷、安全、高效、低成本的数据服务。跨境金融是指跨越国家或地区边界进行的金融活动，如跨境支付、跨境汇款、跨境贸易结算等，是促进全球经济一体化与贸易自由化的重要手段。量子区块链网络可以利用其高效的数据处理能力与强监管的智能合约能力，实现对跨境金融客户的快速匹配与清算结算，降低时间成本与中间环节；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对跨境金融客户的身份验证与交易保护，防止欺诈与盗窃；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对跨境金融客户的数据隐私保护与合规审计，避免数据泄露与滥用，实现个人数据的最小集出海。通过量子区块链网络，跨境金融可以实现更快速的交易速度，更低廉的交易费用，更灵活的交易方式，更高水平的市场效率。
再次，量子区块链网络可以为消费金融提供更加便捷、安全、低成本的服务。消费金融是指为个人消费者提供各种形式的金融服务，如信用卡、消费贷款、消费租赁等，是满足消费者多样化需求与促进消费升级的重要手段。量子区块链网络可以利用其高效的数据处理能力与共建共享的去中心化利益分配与激励机制，实现对消费金融客户的快速识别与个体服务，降低信息不对称并提高消费返利；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对消费金融客户的身份验证与交易保护，防止欺诈与盗窃；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对消费金融客户的数据隐私保护与合规审计，避免数据泄露与滥用。通过量子区块链网络，消费金融可以实现更广泛的服务对象，更精细的消费群体推介，更优质的个性化服务质量，更低廉的消费服务费用，更高水平的消费返利效益。
最后，量子区块链网络可以为数字资产提供更加便捷、安全、低成本的服务。数字资产是指基于区块链技术生成、存储、交易的具有价值属性的数字化信息，如数字人民币、数字通证、数字证券、数字债券等，是实现资产数字化与价值流通的重要手段。量子区块链网络可以利用其高效的数据处理能力与混合算力网的算法兼容能力，实现对数字资产的快速生成、存储、检索、分析，提升数字资产的流动性与可追溯性；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对数字资产的安全托管、交易、验证、记录，保障数字资产的安全性与完整性；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对数字资产的隐私保护、合规审计、风险控制，保障数字资产的合法性与可信性。通过量子区块链网络，数字资产可以实现更多样化的资产形式，更便捷化的资产交易，更低成本化的资产管理，更高水平的资产效率。
三、创新突破
本项目所涉及的具体创新突破将从“计算方法论、颠覆性系统架构、系统机制创新、技术功能平台与市场应用领域”，这五个维度进行描述。落地系统为具有隐私计算能力的量子增强区块链系统，并在基于量子混合算力网之上所构建的量子云系统内进行原生开发，成果作为量子云系统的区块链数据BaaS基础服务对外提供商用价值，旨在通过区块链与隐私计算系统的市场化服务显著展示量子优势，并在量子混合算力网内验证量子算法的实际落地实施。
（一）方法创新
在计算方法论的层面，本项目提出一种基于量子混合算力网与量子云系统的隐私计算与区块链数据BaaS基础服务的开放计算框架。该框架旨在构建通用性的量子计算优势，为数字经济应用领域内以数据流通为驱动的新研发需求提供更高效、更安全、更创新的信息系统服务。本项目提出并认为，量子计算不仅是一种新的计算模式，也是一种新的思维方式，可以从根本上改变信息系统的设计与实现，其方法论的创新意义在于，它不仅展示了量子计算技术在数字经济领域的应用价值，也会推动量子计算和相关量子算法的验证落地与市场化进程。通过本项目的实施，能够增强研发量子信息技术的投资者信心，加速量子计算技术的发展与普及。
（一）量子信息技术
虽然量子信息技术的发展仍处于初期阶段，但在不久的将来，量子计算机的逐渐成熟将颠覆电信、网络安全、数字智能制造、金融、医药、新媒体、新能源网络等众多行业。目前，全球范围内研制量子计算机的主要机构包含谷歌、IBM、微软、英特尔和阿里巴巴等科技巨头，此外，例如D-Wave Systems、IonQ、Alpine Quantum Technologies（AQT）等初创公司也在积极研究量子算法与信息服务设备。根据McKinsey分析，2022年，市场投资者向量子技术初创公司注入了23.5亿美元的资金，其中包括量子计算、通信和传感等领域的公司。此外，截止2022年，谷歌和IBM分别已经投入了7亿美元和6亿美元，目标开发出在特定科学问题上实现量子优势的量子计算机与量子信息网络，微软也在2021年推出了自研的量子计算机“Azure Quantum”，投入达到5亿美元以上。
量子计算是进行数据与信息处理的新一代技术，有望在新兴数据科学与互联网3.0技术领域实现突破性的进展。传统的计算机系统在处理海量、高维、复杂的数据时面临着巨大的挑战，例如在组合优化、多维搜索、全同态加密等计算上面临着运算速度慢、存储空间不足、算法效率低等问题。量子计算利用量子比特（qubit）的叠加和纠缠等特性，能够实现数智系统的指数级加速和信息压缩，并在某些问题上超越经典计算机的性能，这意味着在数据科学领域中有望实现量子增强与量子优势（quantum advantage）。目前，IT业对于量子计算技术能够在数据应用科学领域破圈的需求非常迫切。同时，量子计算也是一项具有战略意义的技术，将影响国家安全、经济竞争力和科技创新能力，在中美之间以及中国国内各机构间都进行着激烈的量子科技竞赛。美国已制定了《国家量子倡议法案》，中国则制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》等战略规划，积极鼓励国内各个机构参与量子科技的研究和应用。
当前，量子信息技术虽然在数字经济市场化发展生态下有着巨大潜力，但在具体的商业化投融资方面仍面临着不少挑战和障碍。例如，①.技术难题：量子技术的核心组件，如量子比特、量子纠错、量子存储等，仍存在稳定性、精确性、可扩展性、可靠性等方面的困难，需要不断地研发和创新。②.商业价值：量子计算机的优势主要体现在一些特定的领域，如材料科学、药物研发和优化问题等，对于大多数常规的计算任务，可能并不比传统计算机更有优势。因此，量子计算的商业应用需要在最适合的业务领域与科学问题上进行一系列的探索和验证过程。③.研发成本：量子计算机的研发需要大量的资金和人力投入，而且可能仍需要数年时间才能看到成果，这对于市场投资者和观察者来说，会造成一定的应用风险和不确定性。④.竞争压力：传统计算技术并没有停止发展，而是在不断地提升自身的性能和效率，以及抗量子特性研究。在某些情况下，传统计算技术可能会找到一些替代或竞争的方案，来应对量子计算的挑战。⑤.人才缺口：量子信息技术是高度专业化的学科，需要具备深厚的物理、数学和计算机等方面的知识。目前，全球能够从事量子技术研究和开发的人才相对较少，会制约市场化发展速度和水平。⑥.软件支撑：除了量子硬件设备之外，软件和算法也是量子计算不可或缺的部分。要充分发挥量子计算机的潜能，需要开发出适合量子计算机的编程语言、操作系统、应用软件以及业务平台等。⑦.系统实践：量子计算有可能与传统信息技术相结合，形成一些新型的应用系统，例如基于量子加密的区块链数据网络、基于量子隐私计算的云计算交易系统等。这些落地的数据应用系统通过实现量子增强或量子优势，在某些新特性与新机制方面将实际展现超越经典计算机的能力与价值，从而增强市场与商业投资的期望。
（二）区块链与隐私计算技术
区块链技术是一种安全可信的、去中心化的、不可篡改的数据存储和交换方式，能够实现数据的透明性、安全性、可追溯性和信任性，从而降低去中心化容错网络中的资产交易成本，提高分布式交易效率，并起到保护多源数据隐私和促进多方安全协作的作用。数据容错网络是在去中心化交易环境下普遍存在的网络环境，要求在部分恶意节点或链路故障的情况下，仍能保持正常交易与操作的合约功能。一般来说，区块链技术可以通过以下几个方面提高容错网络的性能和安全性：①.实现数据的分布式存储，避免恶意节点或网络故障，提高数据的可用性和可靠性。②.实现数据的共识机制，保证数据网络时空间的一致性和完整性，防止数据被篡改或伪造。③.实现数据资产的加密和签名，保护数据来源的隐私和安全，防止数据在传输和合约执行过程中被窃取或泄露。④.实现去中心化交易的智能合约，实现数据的自动化处理和利益共享，提高数据资产的流通效率和价值挖掘能力。
由于区块链系统需要克服对算力的巨大需求、对环境的不友好影响、对隐私保护的不足等问题，需要引入更先进的技术，例如融合隐私计算技术和量子计算技术，从而提升区块链系统的性能和安全性。隐私计算技术是一种在不泄露原始数据的前提下，对数据进行加密处理和计算的技术，它可以保护数据的隐私和完整性。目前，隐私计算技术主要包括同态加密、安全多方计算、零知识证明等。其中，同态加密是一种可以在密文上进行任意运算的加密方式，可以实现对数据的加密存储和加密计算，从而避免数据在传输和处理过程中被窃取或篡改。然而，同态加密也有一些缺点，如计算效率低、密钥管理困难、安全性依赖于数学假设等。为了解决这些缺点，需要借助量子计算技术，利用量子比特的叠加和纠缠等特性，实现更高效、更安全的同态加密方案。例如，利用量子比特生成真随机数作为密钥，可以提高同态加密的安全性和随机性；利用量子门实现同态加密的运算算子，可以提高同态加密的速度和灵活性。
区块链、人工智能与隐私计算技术是组成Web3.0的三项基本技术，而Web3.0则是互联网发展的下一阶段，目的是实现更加智能、开放、共享和自治的网络，让用户成为数据的主人和价值的创造者，做到“还数于民”。特别地，区块链技术被认为是数字经济发展道路上敲开Web3.0大门的必要条件和重要支撑，能够为Web3.0提供去中心化的数据流通基础设施、分布式的交易应用平台、通证化的权益激励机制和自主智能的多方隐私治理模式。
当前，区块链技术面临的瓶颈主要有以下几个方面：一是性能问题，区块链的共识机制和去中心化特性导致其交易速度和吞吐量远低于传统的中心化系统，无法满足大规模的数据处理需求；二是隐私问题，区块链的公开透明性和不可篡改性虽然有利于数据的安全和信任，但也带来了数据泄露和隐私侵犯的风险，尤其是在涉及个人敏感信息或商业机密的场景中；三是互操作性问题，由于缺乏同样高度可信可靠的中心化数据运营与监管审计设施，不同的区块链平台之间缺乏统一的标准和协议，难以实现数据的跨链共享和流通，限制了区块链技术的应用范围和价值。
由于具有以上缺陷，区块链系统在数实融合方面一直难以发挥确实的大规模作用，即将数字技术和实体经济深度融合，实现数据资产化、资产数据化、数据流通化、流通数据化的过程。数实融合的目标是通过数字技术提升实体经济的效率、创新和竞争力，促进经济社会的可持续发展。然而，在数实融合方面经过数十年的尝试，相对人们赋予Web3.0的期待来说，区块链技术的应用仍然算得上是失败的，主要原因有以下几点：一是数字技术与实体经济之间存在认知鸿沟，数字技术的发展速度远超过实体经济的变革速度，导致数字技术与实体经济之间缺乏有效的对接和协同，需要在数据网络的去中心化协议与中心化操作上取得融合突破；二是数字技术与实体经济之间存在制度障碍，数字技术的发展涉及到数据持有权、使用权、经营权等复杂的法律和监管问题，而现有的中心化制度框架并不能适应数字技术带来的去中心化新挑战和新需求；三是数字技术与实体经济之间存在能力不足，数字技术要惠及实体经济，需要更多的学科交叉，产生相应的创新性人才、基础设施、业务环境等支撑条件，而这些条件在很多领域和学科上还缺乏探索。
此外，尤其在国际上，区块链技术领域中长期存在着“炒币”与链上实际业务的发展不平衡问题，即投机性的数字货币交易活动远远超过了基于区块链技术的实际互联网业务应用活动。这种现象的原因主要有以下几点：一是市场炒作，数字货币市场受到各种利好或利空消息的影响，容易出现价格波动和投机机会，吸引了大量的投资者和投机者参与其中；二是盈利快速，数字货币交易相比于区块链技术的实际业务应用，具有更低的门槛、更高的流动性、更快的回报，使得很多人更愿意从事“炒币”活动；三是风险偏好，数字货币交易虽然具有较高的收益潜力，但也伴随着较高的风险和不确定性，吸引具有较高风险偏好和承受能力的人参与其中。
在中国国内，虽然对于 Web3.0的发展更加谨慎，但区块链技术在应用于中国实际的金融服务网络时也遇到了很多困难和挑战。这些困难和挑战主要有以下几点：一是数据质量，区块链技术虽然能够保证数据的安全和完整性，但不能保证数据的真实性和准确性，如果数据源本身就存在错误或欺诈，那么区块链技术也无法解决这个问题；二是数据共享，区块链技术虽然能够实现数据的去中心化和分布式存储，但也需要各方的合作和信任，如果各方对数据的共享和使用有不同的利益诉求或隐私顾虑，那么区块链技术缺乏中心化机制的弊端会被凸显；三是数据监管，区块链技术虽然能够提高数据的透明度和可追溯性，但也需要有相应的监管机制和规范，如果监管部门对数据的获取和使用有不同的要求或限制，那么区块链的去中心化网络中则必须引入中心化的解决方案。当前国内的金融数科领域在应用区块链技术上，主要局限于建立去中心化的数据存证系统，而无法应用于具体的数据资产流通与交易，即区块链技术在国内金融数科领域中的应用还处于初级阶段，主要用于实现数据的存储、验证和证明，而没有实现数据的转换、交换和价值化。这种现状的原因主要有以下几点：一是技术不成熟，区块链技术还存在着性能、隐私、互操作性等方面的瓶颈，限制了其在大规模、复杂、多元的金融数科场景中的应用；二是业务不清晰，区块链技术还缺乏明确的业务模式和价值主张，没有形成有效的市场需求和商业激励，导致其在金融数科领域中的应用缺乏动力和方向；三是政策不明确，区块链技术还面临着法律、监管、税收等方面的不确定性和变化性，增加了其在金融数科领域中的应用风险和成本。
（三）量子增强区块链网络能够显著赋能数字经济
为了促进数字经济发展，将Web3.0技术实际应用于数实融合，区块链系统需要解决的主要问题是平衡去中心化和中心化之间的关系。去中心化的运行方式可以消除恶意传输、链路故障、降低数据信任成本、提高合约透明度和公平性等。然而，去中心化也带来了共识机制的选择、信任网络的分叉、监管合规的保障困难、多方交易的核算风险等诸多方面的问题。因此急需在去中心化和中心化之间找到一个合适的平衡点，为满足复杂的数据要素流通市场化合规需求，利用交叉学科技术搭建新的交易网络架构，实现既保留区块链系统的优势，又达到社会和法律的要求。为了实现这一目标，利用量子计算服务网络的新特性和新机制，构建更灵活、更可控、更可信的量子区块链系统，做到实现跨链通信和协作、增强区块链系统的互操作性和扩展性、利用量子签名实现可验证的DID身份认证和授权、增强智能合约的数据安全性和可追溯性、设计新的量子区块链可调节共识机制和监管模式，从而在区块链数据要素流通系统内实现量子增强与量子优势。
量子技术作为一种新兴的信息技术，有着巨大的潜力和优势，可以为区块链技术提供有效的增强和赋能。通过量子技术，可以提高区块链的运算速度、加密强度、数据保护等方面的能力，从而解决区块链技术在数据流通中存在的瓶颈和卡点，满足数据二十条的建设要求。这样，不仅可以促进数字经济服务实体经济的水平，也可以为市场发展与政府监管提供更好的支撑，同时也为未来的技术创新打下了坚实的基础。
量子技术与区块链技术是两种具有革命性影响的信息技术，其间存在着天然的互补性和协同性。通过将两者结合起来，可以实现信息技术领域的跨越式发展，为数字经济、数字社会和数字治理提供了新的动力和支撑。一方面，量子技术可以为区块链技术提供更高效的计算能力和更强大的加密手段。例如，量子计算机可以加速区块链网络中的共识算法和智能合约执行，提高网络的吞吐量和响应速度；量子密码学可以提供更安全的哈希函数和签名算法，增强网络的抗攻击能力和隐私保护水平。另一方面，区块链技术也可以为量子技术提供更可靠的数据管理和更广泛的应用场景，并可将量子技术与其他行业结合起来，拓展其应用范围和社会价值。
二、项目目标
（一）科研总体目标
本项目的基础科研总体目标主要包含以下三个方面：一是将量子信息技术融合在区块链与隐私计算系统中的应用价值与创新点；二是实现量子增强的区块链网络的系统架构与技术实现；三是构建量子增强区块链网络的新机制、新功能与数字经济生态。
首先，量子信息技术在区块链与隐私计算系统中的应用价值与创新点主要体现在以下几个方面：一是利用量子随机数与密钥分发技术，通过QRNG真随机数的产生与分发，提高区块链网络的安全性与隐私性，保障零知识证明中随机数的质量，防止网络攻击与数据泄露；二是利用量子存储与多维搜索技术，提升区块链网络的数据处理能力与效率，实现大规模数据的快速检索与分析，设计基于量子区块链账本的中心化工作量证明机制；三是利用量子组合优化求解技术，优化区块链网络的共识机制与激励机制，实现更高效的区块交易数据生成与验证，以推理更优化的资源分配方法与奖励，实现在投资组合方面的量子优势；四是利用量子全同态加速运算技术，加速隐私计算中的全同态加密算法算子，实现在加密状态下对数据进行任意运算而不泄露数据内容；五是利用量子隐形传态数字签名技术，实现无需信任第三方的数据交易验证，保证数据交易的真实性、完整性与不可否认性，保障安全多方计算（SMPC）中关键信息（CRS/SRS）的生成质量。
其次，量子增强区块链网络的系统架构与技术实现主要包括以下几个部分：一是基于量子混合算力服务网络的数据层，负责存储、传输、检索、分析区块链网络中的数据，并提供量子计算机真机与模拟计算服务器上两种量子算法部署能力；二是基于零知识证明与全同态加密的隐私层，负责对数据进行加密、解密、证明、运算等操作，并保护数据的隐私性、完整性、正确性等属性；三是基于量子组合优化求解的共识层，负责通过量子算法解决区块链网络中的NP难问题，如工作量证明、权益证明、拜占庭容错等，并实现更高效的POV共识达成；四是基于量子随机数与密钥分发的安全层，负责生成、分发、管理区块链网络中的密钥、签名、哈希等信息，并防止量子攻击、篡改、伪造等威胁；五是基于量子隐形传态数字签名的交易层，负责执行、验证、记录区块链网络中的数据交易，并保证交易的真实性、完整性、不可否认性等特征。
最后，量子增强区块链网络的新机制新功能与数字经济生态构建主要涉及以下几个方面：一是符合数据二十条对于数据交易三权分置要求的数据资产服务平台，实现数据持有者、使用者、经营者之间的有效协作与互利共赢；二是能够实现安全可控的量子中心化监管的业务数据服务平台，实现区块链网络与预言机网络之间，以及政府与经济社会各界之间的数据共享与协同治理；三是发挥数据要素市场去中心化特性的商业数据服务平台，实现企业之间以及企业与消费者之间的数据交换与价值创造；四是搭建发展数字经济生态的互联网3.0技术集群，实现量子信息技术、隐私计算技术与区块链系统技术的融合创新与应用推广。
（二）金融应用目标
量子区块链网络是一种利用量子信息技术提升区块链与隐私计算网络性能与功能的新型技术平台，具有高安全性、高效率、高隐私性、高封闭性等特点，可以为金融领域的数科技术服务与数据交易提供强有力的支撑。本项目以普惠金融、跨境金融、消费金融，以及证券化数字资产、数字资产托管、数字资产交易、数字资产入表等为例，论述量子区块链网络在金融领域的应用目标。
首先，量子区块链网络可以为普惠金融提供更加便捷、安全、低成本的服务。普惠金融是指为广大中小微企业和个人提供基本保障的金融服务，如存款、贷款、支付、保险等，是实现社会公平与经济发展的重要手段。量子区块链网络能够利用其高效的数据处理能力与低成本的数据共识能力，实现对普惠金融客户的快速识别与信用评估，降低信息不对称与风险成本；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对普惠金融客户的身份验证与交易保护，防止欺诈与盗窃；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对普惠金融客户的数据隐私保护与合规审计，避免数据泄露与滥用。通过量子区块链网络，普惠金融可以实现更广泛的覆盖范围，更优质的服务质量，更低廉的服务费用，更高水平的社会效益。
其次，量子区块链网络可以为跨境金融提供更加便捷、安全、高效、低成本的数据服务。跨境金融是指跨越国家或地区边界进行的金融活动，如跨境支付、跨境汇款、跨境贸易结算等，是促进全球经济一体化与贸易自由化的重要手段。量子区块链网络可以利用其高效的数据处理能力与强监管的智能合约能力，实现对跨境金融客户的快速匹配与清算结算，降低时间成本与中间环节；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对跨境金融客户的身份验证与交易保护，防止欺诈与盗窃；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对跨境金融客户的数据隐私保护与合规审计，避免数据泄露与滥用，实现个人数据的最小集出海。通过量子区块链网络，跨境金融可以实现更快速的交易速度，更低廉的交易费用，更灵活的交易方式，更高水平的市场效率。
再次，量子区块链网络可以为消费金融提供更加便捷、安全、低成本的服务。消费金融是指为个人消费者提供各种形式的金融服务，如信用卡、消费贷款、消费租赁等，是满足消费者多样化需求与促进消费升级的重要手段。量子区块链网络可以利用其高效的数据处理能力与共建共享的去中心化利益分配与激励机制，实现对消费金融客户的快速识别与个体服务，降低信息不对称并提高消费返利；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对消费金融客户的身份验证与交易保护，防止欺诈与盗窃；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对消费金融客户的数据隐私保护与合规审计，避免数据泄露与滥用。通过量子区块链网络，消费金融可以实现更广泛的服务对象，更精细的消费群体推介，更优质的个性化服务质量，更低廉的消费服务费用，更高水平的消费返利效益。
最后，量子区块链网络可以为数字资产提供更加便捷、安全、低成本的服务。数字资产是指基于区块链技术生成、存储、交易的具有价值属性的数字化信息，如数字人民币、数字通证、数字证券、数字债券等，是实现资产数字化与价值流通的重要手段。量子区块链网络可以利用其高效的数据处理能力与混合算力网的算法兼容能力，实现对数字资产的快速生成、存储、检索、分析，提升数字资产的流动性与可追溯性；利用其高安全的密钥分发与数字签名技术，实现对数字资产的安全托管、交易、验证、记录，保障数字资产的安全性与完整性；利用其高隐私的零知识证明与全同态加密技术，实现对数字资产的隐私保护、合规审计、风险控制，保障数字资产的合法性与可信性。通过量子区块链网络，数字资产可以实现更多样化的资产形式，更便捷化的资产交易，更低成本化的资产管理，更高水平的资产效率。
三、创新突破
本项目所涉及的具体创新突破将从“计算方法论、颠覆性系统架构、系统机制创新、技术功能平台与市场应用领域”，这五个维度进行描述。落地系统为具有隐私计算能力的量子增强区块链系统，并在基于量子混合算力网之上所构建的量子云系统内进行原生开发，成果作为量子云系统的区块链数据BaaS基础服务对外提供商用价值，旨在通过区块链与隐私计算系统的市场化服务显著展示量子优势，并在量子混合算力网内验证量子算法的实际落地实施。
（一）方法创新
在计算方法论的层面，本项目提出一种基于量子混合算力网与量子云系统的隐私计算与区块链数据BaaS基础服务的开放计算框架。该框架旨在构建通用性的量子计算优势，为数字经济应用领域内以数据流通为驱动的新研发需求提供更高效、更安全、更创新的信息系统服务。本项目提出并认为，量子计算不仅是一种新的计算模式，也是一种新的思维方式，可以从根本上改变信息系统的设计与实现，其方法论的创新意义在于，它不仅展示了量子计算技术在数字经济领域的应用价值，也会推动量子计算和相关量子算法的验证落地与市场化进程。通过本项目的实施，能够增强研发量子信息技术的投资者信心，加速量子计算技术的发展与普及。
如图所示，本项目选择成熟度具有量子优势的三个量子计算服务，即量子随机数、量子多维搜索、量子矩阵运算，来增强Web3.0的四项基础技术，即区块链与DID解决方案、零知识证明与全同态芯片、数据流通SaaS系统，以及安全多方机器学习。这些量子计算服务都是基于量子信息原理的算法，能够在以上特定技术问题上提供指数级的加速或者安全性提升，从而突破经典计算的限制，实现更高效、更安全、更可信的信息处理。例如，量子随机数可以用于生成高质量的加密密钥，提高区块链与DID系统的安全性；量子多维搜索可以用于在海量数据中快速找到目标信息，提高区块链数据流通SaaS系统的效率并设计新的交易机制；量子矩阵运算可以用于优化复杂的线性代数问题，提高安全多方隐私计算与机器学习的性能。成果方面，本项目基于量子混合算力网与其上构建的量子云系统，开发云原生的隐私计算与区块链数据BaaS基础服务。量子混合算力网是一种利用分布式计算资源来实现量子计算任务的网络架构，旨在将不同类型的计算设备（如经典计算机、量子算力、全同态芯片等）通过IDC网络连接起来，形成一个虚拟的混合计算中心，做到充分利用各种计算设备的优势，同时降低对量子计算机单一设备的依赖和成本。量子云系统是一种基于云计算技术来提供量子计算服务的系统，旨在将量子混合算力网中的计算资源进行虚拟化和抽象化，为用户提供统一和简化的操作接口和工具，使用户可以方便地开发和部署量子网络服务。
本项目目标在量子云系统上构建具有隐私计算能力的区块链系统，利用零知识证明等技术来保护用户数据和交易的隐私，同时利用区块链技术来保证数据和交易的可追溯性和不可篡改性。面向数字经济领域的多个市场应用场景，提供可定制的量子云服务。应用场景包括个人数据资产确权流通、银行金融产品开发、数交所数据市场交易、金融机构风控分析、政府部门数据治理等。由于场景应用普遍涉及大量敏感数据和复杂计算任务，需要高效、安全、可信的信息系统来支持，通过提供具有量子增强隐私计算以及机器学习能力的区块链系统，能够为这些应用场景提供更好的解决方案，从而展示出量子技术在数字经济领域的创新价值。
（二）架构创新
本项目目标在量子云系统上构建具有隐私计算能力的区块链系统，利用零知识证明等技术来保护用户数据和交易的隐私，同时利用区块链技术来保证数据和交易的可追溯性和不可篡改性。面向数字经济领域的多个市场应用场景，提供可定制的量子云服务。应用场景包括个人数据资产确权流通、银行金融产品开发、数交所数据市场交易、金融机构风控分析、政府部门数据治理等。由于场景应用普遍涉及大量敏感数据和复杂计算任务，需要高效、安全、可信的信息系统来支持，通过提供具有量子增强隐私计算以及机器学习能力的区块链系统，能够为这些应用场景提供更好的解决方案，从而展示出量子技术在数字经济领域的创新价值。
（二）架构创新
如图所示，量子增强区块链系统在架构创新上以量子算力网络的算力中心化赋能数据持有者的“零节点”们以区块操作能力，以创新的云链协同L2（第二层）PoV智能合约机制使得“零节点”的隐私数据不用出节点而享用数据流通交易平台和预言机网络的全同态计算服务，从而真正做到“还数于民”，替代传统PoW/PoS/PoR区块链系统的分布式算力竞争与“赢者通吃”式的单一交易模式，保证了隐私区块共识的铸造性安全，促进区块链系统的数据质量升级并降低数据治理风险。得益于量子算力网的封闭性与数据不可复制性，能够显著隔离电子互联网络攻击，并且基于量子增强的全同态计算服务能够从根本上保护用户数据的隐私与安全，从而为以数据确权为核心的数据市场交易建立唯一性的数据资产环境。此外，基于量子随机数建立的量子搜索彩簿能够将区块链上合约形成的PoV共识转化为公平的真随机摇彩机制，从而支撑复杂交易环境下的金融产品设计。这两种创新的区块链系统操作机制将在下面章节详细展开介绍，本章将首先阐述量子区块链基于量子算力中心化的链上链下耦合、量子云链协同、L1主网与L2智能合约过程控制的架构创新。
量子增强区块链网络的架构由四层组成，最中心为第一层的量子算力网络，是由量子真机及量子计算服务器组成的IDC网络。第二层为按各场景定制化服务的“主侧协同、一主多侧”区块链去中心化分发网络，其中L1主网负责量子全同态PoV共识机制的存证功能，L2扩容网络负责量子真随机摇彩的公平交易智能合约的执行；其中全节点指得是在IDC网络空间中与量子算力网络节点共建的区块链节点，本身不参与交易，设备由量子计算服务器提供，负责存储全部历史区块，永不过时删除并保证足够的系统分布式安全，且在网络中提供全部区块的量子随机数标识公钥，从而产生全完备的数据可达性（DA/DS）；轻节点指得是在链上参与交易的区块链节点，仅保存与当前交易相关的区块，设备可由实际服务器提供或者由云端虚拟算力提供；轻节点与全节点内的区块数据都保证在区块链浏览器内可供链下的零节点进行全同态查询，即仅供拥有交易相关私钥的链下零节点查询，从而保证了数据监管功能与数据资产的隐私性保护。第三层为由预言机网络以及数据要素流通平台构成的链下交易系统，向链下零节点进行零知识可验证PoV共识隐私下行分发，并由预言机接收链下零节点提供的数据质量证明作为PoV判定的依据导入链上系统，链上系统的导入和交易更新由L2负责，其过程中的零知识证明与全同态计算由量子算法增强，并且量子随机数与量子全同态进一步增强了L1主网铸造的性能。第四层为由移动终端、边缘设备以及数据网关为例的数据零节点，作为普通用户的数据提供方，在量子区块链的架构下，无需像普通数据系统一样竞争提供工作量证明，而是由数据质量证明以及数据资产入表评估作为PoV共识机制的可验证证明，从而实现低计算代价（仅需进行公钥协商以及数据加密计算）的数据区块操作。
（三）机制创新
1. 量子增强区块链的PoV隐私铸造机制
量子增强区块链网络的架构由四层组成，最中心为第一层的量子算力网络，是由量子真机及量子计算服务器组成的IDC网络。第二层为按各场景定制化服务的“主侧协同、一主多侧”区块链去中心化分发网络，其中L1主网负责量子全同态PoV共识机制的存证功能，L2扩容网络负责量子真随机摇彩的公平交易智能合约的执行；其中全节点指得是在IDC网络空间中与量子算力网络节点共建的区块链节点，本身不参与交易，设备由量子计算服务器提供，负责存储全部历史区块，永不过时删除并保证足够的系统分布式安全，且在网络中提供全部区块的量子随机数标识公钥，从而产生全完备的数据可达性（DA/DS）；轻节点指得是在链上参与交易的区块链节点，仅保存与当前交易相关的区块，设备可由实际服务器提供或者由云端虚拟算力提供；轻节点与全节点内的区块数据都保证在区块链浏览器内可供链下的零节点进行全同态查询，即仅供拥有交易相关私钥的链下零节点查询，从而保证了数据监管功能与数据资产的隐私性保护。第三层为由预言机网络以及数据要素流通平台构成的链下交易系统，向链下零节点进行零知识可验证PoV共识隐私下行分发，并由预言机接收链下零节点提供的数据质量证明作为PoV判定的依据导入链上系统，链上系统的导入和交易更新由L2负责，其过程中的零知识证明与全同态计算由量子算法增强，并且量子随机数与量子全同态进一步增强了L1主网铸造的性能。第四层为由移动终端、边缘设备以及数据网关为例的数据零节点，作为普通用户的数据提供方，在量子区块链的架构下，无需像普通数据系统一样竞争提供工作量证明，而是由数据质量证明以及数据资产入表评估作为PoV共识机制的可验证证明，从而实现低计算代价（仅需进行公钥协商以及数据加密计算）的数据区块操作。
（三）机制创新
1. 量子增强区块链的PoV隐私铸造机制
PoV即为Proof of Value，是基于数据要素质量与价值评估的量子区块链隐私共识机制。以手机移动端为例，个人用户首先在手机APP中完成个人数据资产预确权与系统登记，通常来讲N个链下零节点所登记并进行预确权的数据质量、数量与价值是参次不齐的。当N个链下零节点要竞争一次区块铸造权时（如果铸造成功则代表该用户的数据资产区块已被数据流通市场正式确权、入表，并可用于场内注册交易），首先这N个链下零节点须在其各自手机APP上完成公钥协商，过程是先生成各自的私钥，然后与协商生成的共享公钥形成密钥对（共享公钥加密的密文信息中的相应部分可被对应的私钥解密）。之后，N个零节点使用同样的公钥加密各自的数据要素零知识证明，并将N个证明结果都发给数据流通/预言机网络，由数据流通平台确认其数据质量与价值后，以量子增强全同态计算的方式选出本次最优的数据资产并赋予PoV区块铸造的权利，并由数据流通平台进行最优资产入表后，将该PoV区块发往L2层的智能合约进行资产铸造与区块链网络的零知结算（zkRollup），当L2收到累计次数的铸造结果后，集中进行交易核验并在L1上发起铸造，最后量子区块链将区块铸造结果返回链下数据流通/预言机网络，由数据流通平台将得到的链上PoV区块以可验证零知识的确权方式，通过全同态隐私保护分发到链下零节点的加密钱包中，加密钱包的DID系统也由量子真随机数提供增强加密服务。以上仅由移动端数据持有者参与的区块链活动过程中，零节点为链下的数据提供者。而当数据交易的供应链条更长时，由数据中介所、数据信用所、数据银行、数据信托、数据基金等为例的金融机构则需采用轻节点甚至全节点的接入方式，以保证交易的并发速度，以及数据交易记录的可达可查询（DA/DS）。
2. 量子搜索智能合约公平摇彩交易机制
需要强调的是，在L1主网分布式账本上累积的高质量数据资产只是通过L2与数据流通平台“链上链下协同”质量评估后竞争胜出的PoV数值，是通过量子增强全同态计算得到的数据资产确权入表结果，数据要素的明文从未离开过数据持有者、使用者或者经营者自身（零节点或者轻节点）。L2网络除了负责PoV隐私铸造机制的zkRollup扩容以外，还将不断按照全网链上节点的数据资产证明生成更新PoV对账簿，并将每个数据资产绑定一个量子随机数，即维护一个区块链全网PoV电子对账簿，同时将该对账簿按工作量的权重比例在量子计算机中以量子随机数的量子态存储为一个量子随机数“彩簿”。当L2网络得到智能合约数据交易请求时，将按照竞争交易请求的N个链上节点的量子随机数“彩簿”进行量子搜索摇彩的公平交易。即假设N个链上节点上的已确权共识的PoV价值量不同，则量子计算机所维护的量子随机数“彩簿”针对N个节点分配的各自随机数数量也不同，基于量子随机数的海量生成能力（10Gbps），量子区块链为每份数据资产的PoV价值点对应分配一个量子随机数。当需要摇彩竞争交易机会时，量子计算机运行多维量子搜索算法以加速量子随机数集合的搜索速度，找到对应随机数后，即按量子区块链上的确权溯源到指定节点并赋予交易机会。基于量子计算机的真随机数摇彩机制，能够打造出公平可信且隔离电子网络攻击的机会性交易机制，即并非PoV价值量最多的节点永远得到交易计算权（对比以太坊的PoS机制的计算Gas费），而是所有节点都有可能以真随机的权重方式摇彩获得区块更新的权力。而且由于量子计算机的算力中心化，从而可能实现手机移动端等也能参与到诸如区块链闪电贷、博弈摇彩、跨资产质押等区块链DAO操作上来。当然，前提是移动端不再作为纯粹的零节点，而是至少也需要搭载L2分布式智能合约程序，而智能合约程序往往也可以是链下合约的形式。
（四）技术创新
通过上面章节讲述的两种创新机制，在量子区块链的L1主网上将逐渐累积固化大量的高质量数据资产，并在区块链系统内形成可追溯的PoV价值共识记录，该价值PoV数值作为每个区块数据资产的电子财务标识与链下数据流通平台上对应的资产入表记录相对应。通过场内数据资产的择优铸造与公平交易机制，量子区块链系统将逐渐内生数据资产管理的自治环境，再通过zkML安全多方机器学习，响应数据市场交易需求连接入外部数据流通交易体系之中，向跨链生态提供极具竞争力的数据要素资产，实现降低自身数据资产持有风险及成本，打造高利润空间的数据资产证券及金融产品。
需要强调的是，在L1主网分布式账本上累积的高质量数据资产只是通过L2与数据流通平台“链上链下协同”质量评估后竞争胜出的PoV数值，是通过量子增强全同态计算得到的数据资产确权入表结果，数据要素的明文从未离开过数据持有者、使用者或者经营者自身（零节点或者轻节点）。L2网络除了负责PoV隐私铸造机制的zkRollup扩容以外，还将不断按照全网链上节点的数据资产证明生成更新PoV对账簿，并将每个数据资产绑定一个量子随机数，即维护一个区块链全网PoV电子对账簿，同时将该对账簿按工作量的权重比例在量子计算机中以量子随机数的量子态存储为一个量子随机数“彩簿”。当L2网络得到智能合约数据交易请求时，将按照竞争交易请求的N个链上节点的量子随机数“彩簿”进行量子搜索摇彩的公平交易。即假设N个链上节点上的已确权共识的PoV价值量不同，则量子计算机所维护的量子随机数“彩簿”针对N个节点分配的各自随机数数量也不同，基于量子随机数的海量生成能力（10Gbps），量子区块链为每份数据资产的PoV价值点对应分配一个量子随机数。当需要摇彩竞争交易机会时，量子计算机运行多维量子搜索算法以加速量子随机数集合的搜索速度，找到对应随机数后，即按量子区块链上的确权溯源到指定节点并赋予交易机会。基于量子计算机的真随机数摇彩机制，能够打造出公平可信且隔离电子网络攻击的机会性交易机制，即并非PoV价值量最多的节点永远得到交易计算权（对比以太坊的PoS机制的计算Gas费），而是所有节点都有可能以真随机的权重方式摇彩获得区块更新的权力。而且由于量子计算机的算力中心化，从而可能实现手机移动端等也能参与到诸如区块链闪电贷、博弈摇彩、跨资产质押等区块链DAO操作上来。当然，前提是移动端不再作为纯粹的零节点，而是至少也需要搭载L2分布式智能合约程序，而智能合约程序往往也可以是链下合约的形式。
（四）技术创新
通过上面章节讲述的两种创新机制，在量子区块链的L1主网上将逐渐累积固化大量的高质量数据资产，并在区块链系统内形成可追溯的PoV价值共识记录，该价值PoV数值作为每个区块数据资产的电子财务标识与链下数据流通平台上对应的资产入表记录相对应。通过场内数据资产的择优铸造与公平交易机制，量子区块链系统将逐渐内生数据资产管理的自治环境，再通过zkML安全多方机器学习，响应数据市场交易需求连接入外部数据流通交易体系之中，向跨链生态提供极具竞争力的数据要素资产，实现降低自身数据资产持有风险及成本，打造高利润空间的数据资产证券及金融产品。
如图所示，外部数据流通交易体系在图中的上层表示。其中的长安链是中国国家认证的两条系统公链之一，可通过L2智能合约共识与量子区块链实现互联，也可通过数据流通/预言机网络与量子区块链的链下系统（在量子云系统中运行）通过电子财务标识网络互联。以下通过一张技术总表涵盖落地系统所需的量子信息技术、区块链与隐私计算、以及数据要素流通技术，在研究方向方面主要进行功能性研究，在系统开发方面主要对量子云提出立项需求：
（五）应用创新
银行消费金融是指以个人或家庭为对象，提供消费信贷、消费支付、消费储蓄等金融服务的一种数字化业务。消费金融的发展需要解决两个核心问题：一是如何提高消费者的信用评估和授信效率，二是如何保护消费者的数据隐私和交易安全。量子区块链与隐私计算系统旨在为消费金融提供更好的数字化解决方案。在量子区块链与隐私计算的系统平台上，可以利用量子随机数、量子全同态、量子搜索等技术，实现高效的信用评估和授信，安全的数据流通和交易，便利的数据检索和分析，从而提高消费金融的效率、安全性和可信度，同时保护用户数据和交易的隐私。这对于消费金融的Web3.0发展具有重要的意义和价值。
首先，量子随机数可以提高消费金融的安全性和公平性。量子随机数是一种基于量子物理原理生成的真正随机数，它具有不可预测性、不可复制性和不可篡改性，可以用于生成高质量的加密密钥、签名和证明，从而提高消费金融中数据和交易的安全性。同时，量子随机数也可以用于设计公平的激励机制和交易规则，从而提高消费金融中用户和商家的参与度和满意度。例如，银行消费金融平台可以利用量子随机数生成的彩簿，为用户提供基于区块链的消费支付服务，用户在支付时可以参与彩簿抽奖，有机会获得优惠券、积分等奖励。这样用户能够享受到更安全、更公平、更有趣的消费金融服务，从而增加银行的信用卡与消费信贷用户。
然后，量子全同态可以提高消费金融用户的操作效率和隐私。量子全同态是一种基于量子信息技术实现的超高速全同态加密技术，可以实现在加密数据上直接进行任意复杂的计算，而无需解密数据，从而提高消费金融中数据流通与处理的效率。同时，量子全同态也可以保护数据在计算过程中不被泄露或滥用，从而保护用户数据的隐私。例如，银行可以利用量子全同态技术，为用户提供基于区块链的消费信贷服务，用户只需要提供自己的数字身份（DID）和一些必要的证明数据（如收入证明），就可以在区块链上进行信用评估和授信，而无需透露其他敏感信息。这样，用户就可以享受到更高效、更便利、更安全的消费金融服务。
最后依托量子区块链系统的量子搜索功能可以提高消费金融的效率和便利性。量子搜索是一种基于量子信息技术实现的搜索算法，它可以在海量数据中快速找到目标信息，而无需遍历所有数据，从而提高消费金融中数据检索和分析的效率。同时，量子搜索也可以提供更多的数据选择和匹配，从而提高消费金融中用户和商家的满足度和优化度。例如，数据银行或者数交所可以利用量子搜索技术，在由量子随机数构成的彩簿中搜索目标数据，从而生成公平的摇彩交易机制，为用户提供基于区块链的数据市场交易服务，用户可以在区块链上发布或购买数据，而无需花费大量时间和精力寻找合适的数据。这样，用户就可以享受到更高效、更便利、更优化的消费金融服务。
本质上讲，量子区块链与隐私计算系统能够实现高效的信用评估和授信，安全的数据流通和交易，便利的数据检索和分析，从而提高金融系统的运行效率、安全性和可信度，并同时保护用户数据和交易的隐私，因此除了上述消费金融领域的应用之外，量子区块链也可以在其他金融领域发挥作用。
例如，量子区块链与隐私计算可以实现高效的资产管理和投资。资产管理和投资是指以机构或个人为对象，提供资产配置、投资策略、风险控制等金融服务的一种金融业务。资产管理和投资涉及到大量的市场数据和交易数据，需要高效、安全、可信的信息系统来支持。量子区块链与隐私计算可以利用量子搜索和量子矩阵运算等技术，实现对市场数据和交易数据的快速检索和分析，从而提高资产管理和投资的效率和收益。同时，量子区块链与隐私计算也可以利用量子随机数和零知识证明等技术，实现对用户资产和交易的加密、验证和保护，从而保证用户资产和交易的安全性和可信度。例如，基金公司可以利用量子区块链与隐私计算技术，为用户提供基于区块链的资产管理和投资服务，用户只需要提供自己的数字身份（DID）和一些必要的投资偏好证明（如风险偏好），就可以在区块链上进行资产配置和投资策略，并享受到量子搜索和量子矩阵运算提供的市场分析和优化建议。这样，用户就可以享受到更高效、更安全、更可信的资产管理和投资服务。
再如，量子区块链与隐私计算还可以实现安全的支付结算和跨境汇款。支付结算和跨境汇款是指以机构或个人为对象，提供货币兑换、转账汇款、清算结算等金融服务的一种金融业务。支付结算和跨境汇款涉及到多种货币、多个国家、多个中介机构、多个法律法规，需要高效、安全、可信的信息系统来支持。量子区块链与隐私计算可以利用量子加密和量子签名等技术，实现对货币和交易的加密、签名和验证，从而提高支付结算和跨境汇款的安全性和可信度。同时，量子区块链与隐私计算也可以利用量子网络和量子纠缠等技术，实现对货币和交易的快速传输和同步，从而提高支付结算和跨境汇款的效率和便利性。例如，银行的支付公司可以利用量子区块链与隐私计算技术，为用户提供基于区块链的支付结算和跨境汇款服务，用户只需要使用自己的数字钱包（DID）进行支付或汇款，就可以在区块链上完成交易确认，并享受到量子加密和量子签名提供的安全保障，以及量子算力网络和量子云服务提供的速度优势。这样，用户就可以享受到更安全、更可信、更便利的支付结算和跨境汇款服务。
四、研究内容
（一）量子混合算力网络的基础增强能力与输出接口
本项目的核心研究内容之一是验证三项成熟可落地的量子混合算力网络的基础增强能力，即量子随机数、量子搜索、量子隐私计算，以及开发对外输出的必要数据接口。这三种增强能力是基于量子信息原理的算法，能够在特定的技术问题上提供指数级的加速或者安全性提升，从而突破经典计算的限制，实现更高效、更安全、更可信的信息处理。
首先，量子随机数是一种利用量子物理现象产生的随机数，具有高质量和不可预测性的特点。量子随机数可以用于生成高强度的加密密钥，提高区块链与DID系统的安全性。量子随机数发生器（QRNG）具有高速、低成本、易于集成的优势，可以实现每秒产生10Gb的随机数。为了验证量子随机数的质量和安全性，本项目预计采用国际标准NIST SP 800-22和ENT等测试套件，对量子随机数进行了统计分析和熵估计，以证明量子随机数的良好均匀性、独立性和不可预测性。为了将量子随机数应用于区块链与DID系统中，本项目将设计一种基于量子随机数的密钥集生成协议，该协议利用了量子随机数的不可预测性和不可克隆性，使得每个用户可以生成一个唯一且安全的密钥对，用于签名和验证交易。该生成协议将利用量子随机数的高速性和低延迟性，使得密钥生成过程可以快速完成，从而提高系统的效率和吞吐率。
其次，量子搜索是一种利用量子算法在海量数据中快速找到目标信息的技术，具有指数级的加速优势。量子搜索可以用于提高区块链数据流通SaaS系统的效率，并设计新的交易机制。为了开发量子搜索的能力，本项目预计采用基于Grover算法和QRAM的量子搜索方案，方案将利用Grover算法在无序数据库中进行平方根加速搜索的特点，以及QRAM在存储和读取经典数据时进行指数压缩和并行访问的特点，实现了在海量数据中快速找到目标信息或者最优解。该方案具有低复杂度、高鲁棒性、易于扩展的优势，可以实现对多达2^64条数据记录进行搜索，并且只需要O(sqrt(N))次查询就可以找到目标记录或者最优解。
最后，量子隐私计算是一种利用量子算法在保护数据隐私的同时进行复杂计算的技术，具有高安全性和高效率的特点。量子隐私计算可以用于优化安全多方隐私计算与机器学习的性能。为了开发量子隐私计算的能力，本项目聚焦基于量子全同态加密和量子机器学习的量子隐私计算方案，方案将利用量子全同态加密在加密数据上进行任意计算而不需要解密的特点，以及量子机器学习在处理高维、非线性、复杂数据时具有指数级加速和优化的特点，实现了在保护数据隐私的同时进行复杂的机器学习任务。该方案具有高安全性、高效率、高精度的优势，可以实现对多达2^64维的数据进行加密和计算，并且只需要O(log(N))次量子操作就可以完成机器学习任务。为了将量子隐私计算应用于安全多方隐私计算与机器学习中，本项目设计了一种基于量子隐私计算的协作学习协议，该协议利用了量子隐私计算的安全性和效率，使得多个用户可以在不泄露自己数据的情况下，共同训练一个机器学习模型，从而提高了模型的性能和泛化能力。该协议还利用了量子隐私计算的精度和优化，使得用户可以根据自己的数据特征和学习目标来调整模型的参数和结构，从而实现了个性化和定制化的协作学习机制。
（二）基于量子云的量子增强区块链与隐私计算系统
本项目的第二个研究内容是提出一种基于量子云的量子增强区块链与隐私计算系统的开发方案，旨在利用量子计算技术的优势，提高区块链系统的安全性、效率和创新性，为数字经济领域的数据流通和价值创造提供更好的解决方案。
第一、为了构建量子-电子混合算力网，实现量子计算服务的高效、灵活和可扩展，本项目继承并采用苏州中心已有的量子-电子混合算力网架构，将不同类型和规模的计算设备（如经典计算机、量子算力模拟机、量子计算真机、以全同态芯片为代表的各类计算加速芯片及设备等）通过IDC网络连接起来，形成一个虚拟的混合计算中心：①.利用经典计算机和量子算力模拟机作为辅助设备，为量子计算真机提供算法验证等功能，降低对量子计算真机的依赖和成本；②.利用零知识证明和全同态芯片作为计算辅助加速设备，为量子隐私计算提供高效的全同态计算功能，保护数据在流通和计算过程中的隐私；③.利用IDC网络作为连接设备，为不同地域和组织的计算中心提供高速、稳定和安全的通信功能，实现跨域和跨组织的量子计算与数据协作。
第二、为了落地量子云系统的开发任务，实现量子计算服务的统一和简化，本项目将在量子-电子混合算力网的基础上，开发一种基于云计算技术的易迁移量子云系统，将混合计算网中的计算资源进行虚拟化和抽象化，为用户提供统一和简化的操作接口和工具：①.提供基于Web或API的用户界面，使用户可以方便地访问、管理和调度混合计算网中的各种计算资源；②.提供基于容器或虚拟机的资源隔离技术，使用户可以安全地在混合计算网中部署和运行各种应用程序；③.提供基于Kubernetes或Docker Swarm的资源编排技术，使用户可以灵活地组合和配置混合计算网中的各种计算资源；④.提供基于OpenQASM或Qiskit等标准语言的编程环境，使用户可以轻松地开发和测试各种量子程序；⑤.提供基于TensorFlow Quantum或Qiskit Machine Learning等框架的机器学习环境，使用户可以快速地实现各种量子机器学习应用。
第三、本项目在开发基于量子云的量子增强区块链与隐私计算系统时，需解决以下工程开发难题：①.实现量子-电子混合算力网中不同类型和规模的计算设备的高效、灵活和可扩展的协同调度，以满足不同用户和应用场景的需求；②.实现量子云系统中不同层次和领域的计算资源的统一和简化的虚拟化和抽象化，以降低用户使用量子计算服务的门槛和成本；③.实现量子增强区块链与隐私计算服务中不同技术和框架的有效和安全的融合和优化，以提高区块链系统的安全性、效率和创新性；④.实现量子增强区块链与隐私计算服务中不同应用场景和市场需求的定制化和普适化，以展示量子计算技术在数字经济领域的优势和价值。
（三）基于量子云的数据要素流通系统与全同态加速
本研究内容具体涵盖五个子课题：一、构建量子区块链与链下数据要素流通平台的链上链下协同技术；二、研发量子云系统与量子区块链对于数据资产管理与交易的协同技术；三、实现量子区块链跨生态连接其他公链的一主多侧协同技术；四、在量子云系统上进行多源异质数据要素的质量评估；五、在量子云系统上实现数据要素流通激励及监管机制。
第一、基于量子算力网络的链上链下耦合。量子算力网络是一种利用分布式计算资源来实现量子计算任务的网络架构，旨在将不同类型的计算设备（如经典计算机、量子算力、全同态芯片等）通过IDC网络连接起来，形成一个虚拟的混合计算中心。量子区块链系统利用量子算力网络来实现链上链下的耦合，即将链上的区块数据和智能合约与链下的数据要素和计算服务进行有效的连接和交互。具体而言，量子区块链系统将数据要素的持有权、使用权、经营权等信息记录在区块链上，形成数据资产确权；同时，将数据要素的内容、格式、质量等信息存储在链下的量子云存储系统中，形成数据资产存储；此外，将数据要素的处理、分析、交易等服务部署在链下的量子混合计算中心中，形成数据资产服务。通过这种方式，量子区块链系统能够实现数据要素的高效管理和安全流通，同时保证数据要素的隐私和完整性。
第二、基于量子云系统与量子区块链的协同技术。量子云系统是一种基于云计算技术来提供量子计算服务的系统，旨在将量子混合算力网中的计算资源进行虚拟化和抽象化，为用户提供统一和简化的操作接口和工具。量子云系统与量子区块链系统进行协同，即将量子云系统作为量子区块链系统的载体，为量子区块链系统提供多样化和高质量的链下数据资产服务。具体而言，量子云系统需提供以下几种服务：①.量子随机数服务。利用量子信息原理生成高质量的随机数，用于加密密钥、数字签名、随机抽样等场景，提高区块链系统的安全性和可信度。②.量子多维搜索服务。利用Grover算法等量子搜索算法，在海量数据中快速找到目标信息，用于数据检索、匹配、排序等场景，提高区块链系统的效率和灵活性。③.量子矩阵运算服务。利用HHL算法等量子线性代数算法，在复杂矩阵问题中实现指数级加速，用于数据处理、分析、优化等场景，提高区块链系统的性能和创新性。
第三、基于一主多侧的跨生态协同技术。一主多侧是一种基于主侧链架构来实现跨生态连接的技术，旨在将不同公链之间的数据和价值进行有效的转移和交换。一主多侧技术将量子区块链系统作为主链，即作为跨生态连接的核心和基础；同时将其他公链作为侧链，即作为跨生态连接的参与者和扩展。具体而言，一主多侧技术包括以下几个步骤：①.主侧链注册。侧链向主链发起注册请求，主链验证侧链的合法性和可信度，并将侧链的基本信息记录在主链上。②.主侧链锚定。侧链向主链发起锚定请求，主链根据侧链的信息生成一个锚定合约，并将侧链的资产映射到主链上。③.主侧链转移。侧链向主链发起转移请求，主链根据锚定合约执行相应的转移操作，并将侧链的资产在主链上进行转移和交换。④.主侧链解锚。侧链向主链发起解锚请求，主链根据锚定合约执行相应的解锚操作，并将侧链的资产从主链上解除映射并返回。
第四、基于量子云系统的数据要素质量评估技术。数据要素质量评估是一种基于量子云系统来对数据要素的质量进行评估和监控的技术，旨在提高数据要素的价值和可用性。数据要素质量评估技术利用量子云系统提供的量子矩阵运算服务，对多源异质数据要素进行综合分析，从多个维度对数据要素的质量进行评估和打分。具体而言，数据要素质量评估技术包括以下几个步骤：①.数据要素预处理。对数据要素进行清洗、规范化、去重、补全等操作，消除数据要素中的噪声和错误，提高数据要素的一致性和完整性。②.数据要素特征提取。对数据要素进行降维、聚类、分类、关联等操作，提取数据要素中的关键信息和特征，提高数据要素的简洁性和有效性。③.数据要素质量评估。对数据要素进行准确性、时效性、稳定性、可信度等指标的计算和分析，综合考虑数据要素的来源、内容、格式、用途等因素，给出数据要素的质量评分和等级，提高数据要素的可靠性和可比性。
第五、基于量子云系统的数据要素流通激励及监管机制。数据要素流通激励及监管机制是一种基于量子云系统来对数据要素的流通进行激励和监管的机制，旨在促进数据要素的交易和共享。数据要素流通激励及监管机制利用量子云系统提供的量子随机数服务和量子多维搜索服务，设计并实现了以下几种机制：①.数据要素流通激励机制。利用量子随机数服务生成高质量的随机数，作为激励因子，根据数据要素的质量评分和流通次数等因素，给予数据要素持有者和使用者相应的奖励或惩罚，从而激励他们参与数据要素的流通。②.数据要素流通定价机制。利用量子多维搜索服务在PoV“彩簿”中进行公平摇彩，将结果作为定价因子，根据数据要素的质量评分和市场需求等因素，给出数据要素的合理价格和交易条件，从而促进数据要素的交易。③.数据要素流通监管机制。利用区块链技术记录并验证数据要素的流通过程和结果，作为监管因子，根据预设的规则和标准，对数据要素的流通行为进行审计和评估，从而保证数据要素的安全和合规。
（四）量子增强区块链与隐私计算系统演示验证示范
本项目的演示验证示范的可行性方案组成如下：一、在量子混合算力网上部署量子增强区块链系统，利用量子随机数、量子多维搜索、量子矩阵运算等服务来提高区块链数据系统的效率、安全性和可信度。同时，利用零知识证明等技术来保护用户数据和交易的隐私，实现数据确权和流通的双重目标。二、在量子云系统上构建隐私计算与区块链数据BaaS基础服务，为用户提供云原生的量子网络服务，包括数据存储、数据分析、数据交易、数据预言等功能。利用全同态芯片等技术来实现数据在加密状态下的计算，保证数据的安全性和完整性。三、在数字经济领域选择具有代表性和创新性的应用场景，如个人数据资产确权流通、银行金融产品开发、数交所数据市场交易、金融机构风控分析、政府部门数据治理等，利用量子增强区块链系统和隐私计算服务来提供更高效、更安全、更可信的信息系统解决方案。四、在应用场景中进行量子增强区块链系统和隐私计算服务的测试和评估，验证其在提升系统性能、保护用户隐私、增加用户信任、创造用户价值等方面的优势和效果。同时，收集用户反馈和建议，不断优化和改进系统设计和服务质量。
另外，本项目的演示验证示范的必要条件如下：一、需要有足够的量子混合算力资源，包括经典计算机、量子算力、全同态芯片等，以支持量子增强区块链系统和隐私计算服务的运行和扩展。同时，需要有稳定和高速的IDC网络连接，以保证各种计算设备之间的通信和协作。二、需要有成熟和可靠的量子云系统，包括虚拟化和抽象化技术、统一和简化的操作接口和工具、云原生的开发和部署环境等，以方便用户使用和管理量子网络服务。同时，推向市场之前需要有完善和规范的云服务协议和合约，以保证线上用户的权益和责任。三、需要有合作和支持的数字经济领域的应用场景方，包括个人用户、企业用户、政府用户等，以提供真实和有效的数据和交易需求。同时，需要有开放和创新的市场环境和政策支持，以鼓励用户尝试和接受量子技术在数字经济领域的应用。四、需要有专业和客观的测试和评估机构，包括学术机构、行业机构、第三方机构等，以进行量子增强区块链系统和隐私计算服务的测试和评估。同时，需要有有效和及时的反馈和改进机制，以不断完善系统设计和服务质量。
五、项目计划
战略合作伙伴包括：国家发改委、中国电科电科院、苏州量子中心、北京市科委、北京银行、深圳清华大学研究院-区块链及隐私计算研发中心、启迪未来、智芯华玺、绿杨经济学研究院等。
六、项目投资
项目立项经费：按30-50人年计算，开发周期不超过三年，经费需求不超过5300万（以科技部数据要素流通重大专项为测算依据）。
项目融资目标：2亿元人民币，包括但不限于项目PR、成立研发平台、以及市场拓展。融资BP与本项目申请分离。
七、人员需求
30-50人年。
八、项目周期
不超过三年。
九、产出成果
量子计算服务器（加载零知识证明与全同态隐私计算芯片）；
量子混合算力网（BaaS区块链数据服务），即在量子云上构建具有隐私计算的量子增强区块链系统；
产品、专利及软件著作权成果包含：量子区块链PoV_Layer1网络、兼容EVM的Layer2网络、适配量子计算服务器的隐私计算加速芯片、数据要素流通平台（预言机网络）、数据资产入表电子财务系统；
量子区块链与隐私计算的系列研究报告；
基于量子区块链的金融服务基础平台（包含数据要素流通与交易、数据入表电子财务等具体产品）。
十、市场情况
针对区块链的应用发展趋势，当前国内市场中最值得关注的是阿里基于蚂蚁链实施的ZAN项目。ZAN项目是Zero-knowledge Asset Network的缩写，意思是零知识资产网络，是一个基于区块链技术的隐私平台，旨在为各种数字/数据资产提供安全、高效、透明的管理和交易服务。ZAN项目利用蚂蚁链的先进特性，如智能合约、跨链互操作、隐私保护等，为用户和机构提供一个可信赖的数字资产生态系统，以及一个旨在提高数字资产安全性和可追溯性的区块链创新平台。
ZAN项目利用阿里云原生的蚂蚁区块链技术，为各类数字资产（如数字货币、数字证书、数字票据等）提供一个可信、高效、灵活的管理和交易系统。ZAN项目的核心功能包括：①.数字资产的发行、登记、转移和销毁，以及与之相关的智能合约的编写和执行；②.数字资产的跨链互操作，实现不同区块链网络之间的数字资产流通和价值转换；③.数字资产的溯源和审计，通过区块链的不可篡改性和透明性，保证数字资产的真实性和合法性；④.数字资产的隐私保护，通过零知识证明、同态加密等技术，实现数字资产的加密存储和传输，同时保障用户的数据隐私和身份匿名。
ZAN项目是阿里在数字经济领域的重要探索，也是蚂蚁链在区块链技术应用方面的突破性成果。ZAN项目旨在为各行各业提供更安全、更便捷、更智能的数字资产服务，推动数字经济的发展和创新。目前ZAN项目在持续推动支持金融机构、政府部门、企业和个人之间的数字资产交易和协作，实现数字资产的快速流动和价值创造，例如ZAN项目中实施的一个跨境支付和结算系统，是利用区块链的分布式账本、智能合约和共识机制，实现了跨国、跨机构、跨币种的实时清算。此外，ZAN项目也能够支持数字内容、数字艺术、数字收藏等领域的数字资产创作与分发，实现数字资产的版权保护和价值认证；ZAN项目还可以支持数字身份、数字证明、数字签名等领域的数字资产认证和验证，实现数字资产的身份识别和信任建立。
阿里目前也在积极探索量子信息技术的应用，尤其是在阿里达摩院量子实验室，已经在量子计算、量子通信、量子传感等领域取得了一系列重要成果，并与国内外的科研机构和企业进行了广泛的合作。目前，阿里基于蚂蚁链实施的ZAN项目还没有和量子信息技术相结合，但这并不排除未来可能会有这样的尝试。阿里对量子信息技术有着长期的关注和投入，但阿里达摩院量子实验室也没有公布任何关于量子区块链相关的计划，但这不意味着阿里没有在进行相关的研究。阿里对于区块链和量子信息技术都持有开放和创新的态度，相信未来会有更多的突破和应用。
目前全球少数顶级研究机构已经提出了量子区块链的研究方向，例如，美国麻省理工学院的量子工程中心正在研究如何利用量子纠缠和量子随机数生成器来增强区块链的安全性和随机性；中国科学院的量子信息与量子技术创新研究院正在研究如何利用量子网络和量子密码学来构建分布式的量子区块链平台；英国牛津大学的计算机科学系正在研究如何利用量子算法和量子机器学习来优化区块链的共识机制和智能合约功能。这些研究都表明，量子区块链是一种具有巨大潜力和前景的技术创新方向，值得进一步的探索和发展。
银行消费金融是指以个人或家庭为对象，提供消费信贷、消费支付、消费储蓄等金融服务的一种数字化业务。消费金融的发展需要解决两个核心问题：一是如何提高消费者的信用评估和授信效率，二是如何保护消费者的数据隐私和交易安全。量子区块链与隐私计算系统旨在为消费金融提供更好的数字化解决方案。在量子区块链与隐私计算的系统平台上，可以利用量子随机数、量子全同态、量子搜索等技术，实现高效的信用评估和授信，安全的数据流通和交易，便利的数据检索和分析，从而提高消费金融的效率、安全性和可信度，同时保护用户数据和交易的隐私。这对于消费金融的Web3.0发展具有重要的意义和价值。
首先，量子随机数可以提高消费金融的安全性和公平性。量子随机数是一种基于量子物理原理生成的真正随机数，它具有不可预测性、不可复制性和不可篡改性，可以用于生成高质量的加密密钥、签名和证明，从而提高消费金融中数据和交易的安全性。同时，量子随机数也可以用于设计公平的激励机制和交易规则，从而提高消费金融中用户和商家的参与度和满意度。例如，银行消费金融平台可以利用量子随机数生成的彩簿，为用户提供基于区块链的消费支付服务，用户在支付时可以参与彩簿抽奖，有机会获得优惠券、积分等奖励。这样用户能够享受到更安全、更公平、更有趣的消费金融服务，从而增加银行的信用卡与消费信贷用户。
然后，量子全同态可以提高消费金融用户的操作效率和隐私。量子全同态是一种基于量子信息技术实现的超高速全同态加密技术，可以实现在加密数据上直接进行任意复杂的计算，而无需解密数据，从而提高消费金融中数据流通与处理的效率。同时，量子全同态也可以保护数据在计算过程中不被泄露或滥用，从而保护用户数据的隐私。例如，银行可以利用量子全同态技术，为用户提供基于区块链的消费信贷服务，用户只需要提供自己的数字身份（DID）和一些必要的证明数据（如收入证明），就可以在区块链上进行信用评估和授信，而无需透露其他敏感信息。这样，用户就可以享受到更高效、更便利、更安全的消费金融服务。
最后依托量子区块链系统的量子搜索功能可以提高消费金融的效率和便利性。量子搜索是一种基于量子信息技术实现的搜索算法，它可以在海量数据中快速找到目标信息，而无需遍历所有数据，从而提高消费金融中数据检索和分析的效率。同时，量子搜索也可以提供更多的数据选择和匹配，从而提高消费金融中用户和商家的满足度和优化度。例如，数据银行或者数交所可以利用量子搜索技术，在由量子随机数构成的彩簿中搜索目标数据，从而生成公平的摇彩交易机制，为用户提供基于区块链的数据市场交易服务，用户可以在区块链上发布或购买数据，而无需花费大量时间和精力寻找合适的数据。这样，用户就可以享受到更高效、更便利、更优化的消费金融服务。
本质上讲，量子区块链与隐私计算系统能够实现高效的信用评估和授信，安全的数据流通和交易，便利的数据检索和分析，从而提高金融系统的运行效率、安全性和可信度，并同时保护用户数据和交易的隐私，因此除了上述消费金融领域的应用之外，量子区块链也可以在其他金融领域发挥作用。
例如，量子区块链与隐私计算可以实现高效的资产管理和投资。资产管理和投资是指以机构或个人为对象，提供资产配置、投资策略、风险控制等金融服务的一种金融业务。资产管理和投资涉及到大量的市场数据和交易数据，需要高效、安全、可信的信息系统来支持。量子区块链与隐私计算可以利用量子搜索和量子矩阵运算等技术，实现对市场数据和交易数据的快速检索和分析，从而提高资产管理和投资的效率和收益。同时，量子区块链与隐私计算也可以利用量子随机数和零知识证明等技术，实现对用户资产和交易的加密、验证和保护，从而保证用户资产和交易的安全性和可信度。例如，基金公司可以利用量子区块链与隐私计算技术，为用户提供基于区块链的资产管理和投资服务，用户只需要提供自己的数字身份（DID）和一些必要的投资偏好证明（如风险偏好），就可以在区块链上进行资产配置和投资策略，并享受到量子搜索和量子矩阵运算提供的市场分析和优化建议。这样，用户就可以享受到更高效、更安全、更可信的资产管理和投资服务。
再如，量子区块链与隐私计算还可以实现安全的支付结算和跨境汇款。支付结算和跨境汇款是指以机构或个人为对象，提供货币兑换、转账汇款、清算结算等金融服务的一种金融业务。支付结算和跨境汇款涉及到多种货币、多个国家、多个中介机构、多个法律法规，需要高效、安全、可信的信息系统来支持。量子区块链与隐私计算可以利用量子加密和量子签名等技术，实现对货币和交易的加密、签名和验证，从而提高支付结算和跨境汇款的安全性和可信度。同时，量子区块链与隐私计算也可以利用量子网络和量子纠缠等技术，实现对货币和交易的快速传输和同步，从而提高支付结算和跨境汇款的效率和便利性。例如，银行的支付公司可以利用量子区块链与隐私计算技术，为用户提供基于区块链的支付结算和跨境汇款服务，用户只需要使用自己的数字钱包（DID）进行支付或汇款，就可以在区块链上完成交易确认，并享受到量子加密和量子签名提供的安全保障，以及量子算力网络和量子云服务提供的速度优势。这样，用户就可以享受到更安全、更可信、更便利的支付结算和跨境汇款服务。
四、研究内容
（一）量子混合算力网络的基础增强能力与输出接口
本项目的核心研究内容之一是验证三项成熟可落地的量子混合算力网络的基础增强能力，即量子随机数、量子搜索、量子隐私计算，以及开发对外输出的必要数据接口。这三种增强能力是基于量子信息原理的算法，能够在特定的技术问题上提供指数级的加速或者安全性提升，从而突破经典计算的限制，实现更高效、更安全、更可信的信息处理。
首先，量子随机数是一种利用量子物理现象产生的随机数，具有高质量和不可预测性的特点。量子随机数可以用于生成高强度的加密密钥，提高区块链与DID系统的安全性。量子随机数发生器（QRNG）具有高速、低成本、易于集成的优势，可以实现每秒产生10Gb的随机数。为了验证量子随机数的质量和安全性，本项目预计采用国际标准NIST SP 800-22和ENT等测试套件，对量子随机数进行了统计分析和熵估计，以证明量子随机数的良好均匀性、独立性和不可预测性。为了将量子随机数应用于区块链与DID系统中，本项目将设计一种基于量子随机数的密钥集生成协议，该协议利用了量子随机数的不可预测性和不可克隆性，使得每个用户可以生成一个唯一且安全的密钥对，用于签名和验证交易。该生成协议将利用量子随机数的高速性和低延迟性，使得密钥生成过程可以快速完成，从而提高系统的效率和吞吐率。
其次，量子搜索是一种利用量子算法在海量数据中快速找到目标信息的技术，具有指数级的加速优势。量子搜索可以用于提高区块链数据流通SaaS系统的效率，并设计新的交易机制。为了开发量子搜索的能力，本项目预计采用基于Grover算法和QRAM的量子搜索方案，方案将利用Grover算法在无序数据库中进行平方根加速搜索的特点，以及QRAM在存储和读取经典数据时进行指数压缩和并行访问的特点，实现了在海量数据中快速找到目标信息或者最优解。该方案具有低复杂度、高鲁棒性、易于扩展的优势，可以实现对多达2^64条数据记录进行搜索，并且只需要O(sqrt(N))次查询就可以找到目标记录或者最优解。
最后，量子隐私计算是一种利用量子算法在保护数据隐私的同时进行复杂计算的技术，具有高安全性和高效率的特点。量子隐私计算可以用于优化安全多方隐私计算与机器学习的性能。为了开发量子隐私计算的能力，本项目聚焦基于量子全同态加密和量子机器学习的量子隐私计算方案，方案将利用量子全同态加密在加密数据上进行任意计算而不需要解密的特点，以及量子机器学习在处理高维、非线性、复杂数据时具有指数级加速和优化的特点，实现了在保护数据隐私的同时进行复杂的机器学习任务。该方案具有高安全性、高效率、高精度的优势，可以实现对多达2^64维的数据进行加密和计算，并且只需要O(log(N))次量子操作就可以完成机器学习任务。为了将量子隐私计算应用于安全多方隐私计算与机器学习中，本项目设计了一种基于量子隐私计算的协作学习协议，该协议利用了量子隐私计算的安全性和效率，使得多个用户可以在不泄露自己数据的情况下，共同训练一个机器学习模型，从而提高了模型的性能和泛化能力。该协议还利用了量子隐私计算的精度和优化，使得用户可以根据自己的数据特征和学习目标来调整模型的参数和结构，从而实现了个性化和定制化的协作学习机制。
（二）基于量子云的量子增强区块链与隐私计算系统
本项目的第二个研究内容是提出一种基于量子云的量子增强区块链与隐私计算系统的开发方案，旨在利用量子计算技术的优势，提高区块链系统的安全性、效率和创新性，为数字经济领域的数据流通和价值创造提供更好的解决方案。
第一、为了构建量子-电子混合算力网，实现量子计算服务的高效、灵活和可扩展，本项目继承并采用苏州中心已有的量子-电子混合算力网架构，将不同类型和规模的计算设备（如经典计算机、量子算力模拟机、量子计算真机、以全同态芯片为代表的各类计算加速芯片及设备等）通过IDC网络连接起来，形成一个虚拟的混合计算中心：①.利用经典计算机和量子算力模拟机作为辅助设备，为量子计算真机提供算法验证等功能，降低对量子计算真机的依赖和成本；②.利用零知识证明和全同态芯片作为计算辅助加速设备，为量子隐私计算提供高效的全同态计算功能，保护数据在流通和计算过程中的隐私；③.利用IDC网络作为连接设备，为不同地域和组织的计算中心提供高速、稳定和安全的通信功能，实现跨域和跨组织的量子计算与数据协作。
第二、为了落地量子云系统的开发任务，实现量子计算服务的统一和简化，本项目将在量子-电子混合算力网的基础上，开发一种基于云计算技术的易迁移量子云系统，将混合计算网中的计算资源进行虚拟化和抽象化，为用户提供统一和简化的操作接口和工具：①.提供基于Web或API的用户界面，使用户可以方便地访问、管理和调度混合计算网中的各种计算资源；②.提供基于容器或虚拟机的资源隔离技术，使用户可以安全地在混合计算网中部署和运行各种应用程序；③.提供基于Kubernetes或Docker Swarm的资源编排技术，使用户可以灵活地组合和配置混合计算网中的各种计算资源；④.提供基于OpenQASM或Qiskit等标准语言的编程环境，使用户可以轻松地开发和测试各种量子程序；⑤.提供基于TensorFlow Quantum或Qiskit Machine Learning等框架的机器学习环境，使用户可以快速地实现各种量子机器学习应用。
第三、本项目在开发基于量子云的量子增强区块链与隐私计算系统时，需解决以下工程开发难题：①.实现量子-电子混合算力网中不同类型和规模的计算设备的高效、灵活和可扩展的协同调度，以满足不同用户和应用场景的需求；②.实现量子云系统中不同层次和领域的计算资源的统一和简化的虚拟化和抽象化，以降低用户使用量子计算服务的门槛和成本；③.实现量子增强区块链与隐私计算服务中不同技术和框架的有效和安全的融合和优化，以提高区块链系统的安全性、效率和创新性；④.实现量子增强区块链与隐私计算服务中不同应用场景和市场需求的定制化和普适化，以展示量子计算技术在数字经济领域的优势和价值。
（三）基于量子云的数据要素流通系统与全同态加速
本研究内容具体涵盖五个子课题：一、构建量子区块链与链下数据要素流通平台的链上链下协同技术；二、研发量子云系统与量子区块链对于数据资产管理与交易的协同技术；三、实现量子区块链跨生态连接其他公链的一主多侧协同技术；四、在量子云系统上进行多源异质数据要素的质量评估；五、在量子云系统上实现数据要素流通激励及监管机制。
第一、基于量子算力网络的链上链下耦合。量子算力网络是一种利用分布式计算资源来实现量子计算任务的网络架构，旨在将不同类型的计算设备（如经典计算机、量子算力、全同态芯片等）通过IDC网络连接起来，形成一个虚拟的混合计算中心。量子区块链系统利用量子算力网络来实现链上链下的耦合，即将链上的区块数据和智能合约与链下的数据要素和计算服务进行有效的连接和交互。具体而言，量子区块链系统将数据要素的持有权、使用权、经营权等信息记录在区块链上，形成数据资产确权；同时，将数据要素的内容、格式、质量等信息存储在链下的量子云存储系统中，形成数据资产存储；此外，将数据要素的处理、分析、交易等服务部署在链下的量子混合计算中心中，形成数据资产服务。通过这种方式，量子区块链系统能够实现数据要素的高效管理和安全流通，同时保证数据要素的隐私和完整性。
第二、基于量子云系统与量子区块链的协同技术。量子云系统是一种基于云计算技术来提供量子计算服务的系统，旨在将量子混合算力网中的计算资源进行虚拟化和抽象化，为用户提供统一和简化的操作接口和工具。量子云系统与量子区块链系统进行协同，即将量子云系统作为量子区块链系统的载体，为量子区块链系统提供多样化和高质量的链下数据资产服务。具体而言，量子云系统需提供以下几种服务：①.量子随机数服务。利用量子信息原理生成高质量的随机数，用于加密密钥、数字签名、随机抽样等场景，提高区块链系统的安全性和可信度。②.量子多维搜索服务。利用Grover算法等量子搜索算法，在海量数据中快速找到目标信息，用于数据检索、匹配、排序等场景，提高区块链系统的效率和灵活性。③.量子矩阵运算服务。利用HHL算法等量子线性代数算法，在复杂矩阵问题中实现指数级加速，用于数据处理、分析、优化等场景，提高区块链系统的性能和创新性。
第三、基于一主多侧的跨生态协同技术。一主多侧是一种基于主侧链架构来实现跨生态连接的技术，旨在将不同公链之间的数据和价值进行有效的转移和交换。一主多侧技术将量子区块链系统作为主链，即作为跨生态连接的核心和基础；同时将其他公链作为侧链，即作为跨生态连接的参与者和扩展。具体而言，一主多侧技术包括以下几个步骤：①.主侧链注册。侧链向主链发起注册请求，主链验证侧链的合法性和可信度，并将侧链的基本信息记录在主链上。②.主侧链锚定。侧链向主链发起锚定请求，主链根据侧链的信息生成一个锚定合约，并将侧链的资产映射到主链上。③.主侧链转移。侧链向主链发起转移请求，主链根据锚定合约执行相应的转移操作，并将侧链的资产在主链上进行转移和交换。④.主侧链解锚。侧链向主链发起解锚请求，主链根据锚定合约执行相应的解锚操作，并将侧链的资产从主链上解除映射并返回。
第四、基于量子云系统的数据要素质量评估技术。数据要素质量评估是一种基于量子云系统来对数据要素的质量进行评估和监控的技术，旨在提高数据要素的价值和可用性。数据要素质量评估技术利用量子云系统提供的量子矩阵运算服务，对多源异质数据要素进行综合分析，从多个维度对数据要素的质量进行评估和打分。具体而言，数据要素质量评估技术包括以下几个步骤：①.数据要素预处理。对数据要素进行清洗、规范化、去重、补全等操作，消除数据要素中的噪声和错误，提高数据要素的一致性和完整性。②.数据要素特征提取。对数据要素进行降维、聚类、分类、关联等操作，提取数据要素中的关键信息和特征，提高数据要素的简洁性和有效性。③.数据要素质量评估。对数据要素进行准确性、时效性、稳定性、可信度等指标的计算和分析，综合考虑数据要素的来源、内容、格式、用途等因素，给出数据要素的质量评分和等级，提高数据要素的可靠性和可比性。
第五、基于量子云系统的数据要素流通激励及监管机制。数据要素流通激励及监管机制是一种基于量子云系统来对数据要素的流通进行激励和监管的机制，旨在促进数据要素的交易和共享。数据要素流通激励及监管机制利用量子云系统提供的量子随机数服务和量子多维搜索服务，设计并实现了以下几种机制：①.数据要素流通激励机制。利用量子随机数服务生成高质量的随机数，作为激励因子，根据数据要素的质量评分和流通次数等因素，给予数据要素持有者和使用者相应的奖励或惩罚，从而激励他们参与数据要素的流通。②.数据要素流通定价机制。利用量子多维搜索服务在PoV“彩簿”中进行公平摇彩，将结果作为定价因子，根据数据要素的质量评分和市场需求等因素，给出数据要素的合理价格和交易条件，从而促进数据要素的交易。③.数据要素流通监管机制。利用区块链技术记录并验证数据要素的流通过程和结果，作为监管因子，根据预设的规则和标准，对数据要素的流通行为进行审计和评估，从而保证数据要素的安全和合规。
（四）量子增强区块链与隐私计算系统演示验证示范
本项目的演示验证示范的可行性方案组成如下：一、在量子混合算力网上部署量子增强区块链系统，利用量子随机数、量子多维搜索、量子矩阵运算等服务来提高区块链数据系统的效率、安全性和可信度。同时，利用零知识证明等技术来保护用户数据和交易的隐私，实现数据确权和流通的双重目标。二、在量子云系统上构建隐私计算与区块链数据BaaS基础服务，为用户提供云原生的量子网络服务，包括数据存储、数据分析、数据交易、数据预言等功能。利用全同态芯片等技术来实现数据在加密状态下的计算，保证数据的安全性和完整性。三、在数字经济领域选择具有代表性和创新性的应用场景，如个人数据资产确权流通、银行金融产品开发、数交所数据市场交易、金融机构风控分析、政府部门数据治理等，利用量子增强区块链系统和隐私计算服务来提供更高效、更安全、更可信的信息系统解决方案。四、在应用场景中进行量子增强区块链系统和隐私计算服务的测试和评估，验证其在提升系统性能、保护用户隐私、增加用户信任、创造用户价值等方面的优势和效果。同时，收集用户反馈和建议，不断优化和改进系统设计和服务质量。
另外，本项目的演示验证示范的必要条件如下：一、需要有足够的量子混合算力资源，包括经典计算机、量子算力、全同态芯片等，以支持量子增强区块链系统和隐私计算服务的运行和扩展。同时，需要有稳定和高速的IDC网络连接，以保证各种计算设备之间的通信和协作。二、需要有成熟和可靠的量子云系统，包括虚拟化和抽象化技术、统一和简化的操作接口和工具、云原生的开发和部署环境等，以方便用户使用和管理量子网络服务。同时，推向市场之前需要有完善和规范的云服务协议和合约，以保证线上用户的权益和责任。三、需要有合作和支持的数字经济领域的应用场景方，包括个人用户、企业用户、政府用户等，以提供真实和有效的数据和交易需求。同时，需要有开放和创新的市场环境和政策支持，以鼓励用户尝试和接受量子技术在数字经济领域的应用。四、需要有专业和客观的测试和评估机构，包括学术机构、行业机构、第三方机构等，以进行量子增强区块链系统和隐私计算服务的测试和评估。同时，需要有有效和及时的反馈和改进机制，以不断完善系统设计和服务质量。
五、项目计划
战略合作伙伴包括：国家发改委、中国电科电科院、苏州量子中心、北京市科委、北京银行、深圳清华大学研究院-区块链及隐私计算研发中心、启迪未来、智芯华玺、绿杨经济学研究院等。
六、项目投资
项目立项经费：按30-50人年计算，开发周期不超过三年，经费需求不超过5300万（以科技部数据要素流通重大专项为测算依据）。
项目融资目标：2亿元人民币，包括但不限于项目PR、成立研发平台、以及市场拓展。融资BP与本项目申请分离。
七、人员需求
30-50人年。
八、项目周期
不超过三年。
九、产出成果
量子计算服务器（加载零知识证明与全同态隐私计算芯片）；
量子混合算力网（BaaS区块链数据服务），即在量子云上构建具有隐私计算的量子增强区块链系统；
产品、专利及软件著作权成果包含：量子区块链PoV_Layer1网络、兼容EVM的Layer2网络、适配量子计算服务器的隐私计算加速芯片、数据要素流通平台（预言机网络）、数据资产入表电子财务系统；
量子区块链与隐私计算的系列研究报告；
基于量子区块链的金融服务基础平台（包含数据要素流通与交易、数据入表电子财务等具体产品）。
十、市场情况
针对区块链的应用发展趋势，当前国内市场中最值得关注的是阿里基于蚂蚁链实施的ZAN项目。ZAN项目是Zero-knowledge Asset Network的缩写，意思是零知识资产网络，是一个基于区块链技术的隐私平台，旨在为各种数字/数据资产提供安全、高效、透明的管理和交易服务。ZAN项目利用蚂蚁链的先进特性，如智能合约、跨链互操作、隐私保护等，为用户和机构提供一个可信赖的数字资产生态系统，以及一个旨在提高数字资产安全性和可追溯性的区块链创新平台。
ZAN项目利用阿里云原生的蚂蚁区块链技术，为各类数字资产（如数字货币、数字证书、数字票据等）提供一个可信、高效、灵活的管理和交易系统。ZAN项目的核心功能包括：①.数字资产的发行、登记、转移和销毁，以及与之相关的智能合约的编写和执行；②.数字资产的跨链互操作，实现不同区块链网络之间的数字资产流通和价值转换；③.数字资产的溯源和审计，通过区块链的不可篡改性和透明性，保证数字资产的真实性和合法性；④.数字资产的隐私保护，通过零知识证明、同态加密等技术，实现数字资产的加密存储和传输，同时保障用户的数据隐私和身份匿名。
ZAN项目是阿里在数字经济领域的重要探索，也是蚂蚁链在区块链技术应用方面的突破性成果。ZAN项目旨在为各行各业提供更安全、更便捷、更智能的数字资产服务，推动数字经济的发展和创新。目前ZAN项目在持续推动支持金融机构、政府部门、企业和个人之间的数字资产交易和协作，实现数字资产的快速流动和价值创造，例如ZAN项目中实施的一个跨境支付和结算系统，是利用区块链的分布式账本、智能合约和共识机制，实现了跨国、跨机构、跨币种的实时清算。此外，ZAN项目也能够支持数字内容、数字艺术、数字收藏等领域的数字资产创作与分发，实现数字资产的版权保护和价值认证；ZAN项目还可以支持数字身份、数字证明、数字签名等领域的数字资产认证和验证，实现数字资产的身份识别和信任建立。
阿里目前也在积极探索量子信息技术的应用，尤其是在阿里达摩院量子实验室，已经在量子计算、量子通信、量子传感等领域取得了一系列重要成果，并与国内外的科研机构和企业进行了广泛的合作。目前，阿里基于蚂蚁链实施的ZAN项目还没有和量子信息技术相结合，但这并不排除未来可能会有这样的尝试。阿里对量子信息技术有着长期的关注和投入，但阿里达摩院量子实验室也没有公布任何关于量子区块链相关的计划，但这不意味着阿里没有在进行相关的研究。阿里对于区块链和量子信息技术都持有开放和创新的态度，相信未来会有更多的突破和应用。
目前全球少数顶级研究机构已经提出了量子区块链的研究方向，例如，美国麻省理工学院的量子工程中心正在研究如何利用量子纠缠和量子随机数生成器来增强区块链的安全性和随机性；中国科学院的量子信息与量子技术创新研究院正在研究如何利用量子网络和量子密码学来构建分布式的量子区块链平台；英国牛津大学的计算机科学系正在研究如何利用量子算法和量子机器学习来优化区块链的共识机制和智能合约功能。这些研究都表明，量子区块链是一种具有巨大潜力和前景的技术创新方向，值得进一步的探索和发展。
（网络编辑：guest2021)
