量子通信包括量子密钥分发和量子比特传输。前者通过BB84协议建立不可复制的量子密钥，能从根本上排除窃听，是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式。后者通过建立远距离量子纠缠，不但可以验证量子力学非定域性，还可以为未来量子计算机之间传输量子比特。
量子计算利用量子叠加态进行并行计算，会突破摩尔定律的限制，为密码分析、气象预报、矿产勘探、网络大数据等大量信息处理提供解决方案。量子模拟可揭示高温超导、惯性约束核聚变等系统复杂物理机制，为先进材料制造和新能源开发奠定科学基础。
量子精密测量利用量子技术通过对重力、时间、位置等物理参数的超高灵敏度测量，可大幅度提升卫星导航、激光制导、潜艇定位、医学检测和引力探测的准确性和精度。
量子科技潜在优势明显，可能深刻改变中国产业发展路径。量子技术以量子效应为基础，在应用上大体可分为量子调控和量子信息两个方面。第一方面应用主要体现在纳米材料和纳米器件，纳米电子和纳米光子学就是当前光电子领域的前沿和热门研究方向；第二方面是利用量子效应的深度应用。当前热门量子通信，量子计算和量子计量都属于这一范畴。两个方面的研究相比，前者是基础，相关工作如火如荼；后者是前者价值的另一个体现，已经开始发轫，可能对信息技术产生颠覆性影响。
