量子專題系列2：量子計算產業的全球競速

核心觀點：

• 量子計算基于量子力學原理，利用量子比特的疊加與糾纏特性，實現遠超經典計算的并行處理能力，有望在生物制藥、材料研發、金融優化、人工智能等領域帶來指數級算力提升。當前，超導、離子阱、光量子等多條技術路線并行發展，其中超導路線進展最快、專利數量領先。
  
• 美國、中國和歐洲在量子計算領域投入巨大，形成戰略競爭與生態共建并存的格局。美國憑借IBM、谷歌等科技巨頭在硬件與算法上保持領先；中國通過“祖沖之三號”“九章三號”等成果在超導與光量子路線上躋身國際第一梯隊；歐盟則通過系統化戰略推進全鏈條發展。
  
• 量子計算已形成覆蓋上游材料器件、中游系統平臺、下游場景應用的完整產業鏈。當前投資仍以硬件研發為主導，下游在金融、醫藥、物流、人工智能等領域的合作案例逐步增多。未來發展趨勢包括分布式量子架構、量子云平臺、量超融合等方向。
  

量子計算作為量子科技的關鍵環節，有望通過實現指數級算力突破重塑經典計算邊界，是下一代科技革命的關鍵引擎。

（1）行業定義及發展歷程

1）定義及分類

量子信息技術主要包括量子計算、量子通信和量子測量三大應用領域，其中，量子計算是遵循量子力學規律調控量子信息單元進行計算的新型計算模式，也是量子信息技術領域價值量最大的環節。量子計算的核心在于利用量子力學的基本原理（如疊加性、量子糾纏和量子干涉）來進行信息處理。

圖表1 量子信息領域概括

信息來源：融中咨詢

2）發展歷程

量子力學的發展史一般分為三個階段：1900s-1930s、1930s-1970s、1970s至今。進入21世紀，量子革命迎來了第二次浪潮。第二次量子科技革命催生了量子計算、量子通信和量子測量等一批新興技術，極大地改變和提升人類獲取、傳輸和處理信息的方式和能力。

圖表2 量子力學發展階段

信息來源：融中咨詢

（2）行業現狀分析

1）政策梳理及發展方向

2024年，在工信部等七部門聯合印發的《關于推動未來產業創新發展的實施意見》中，提出制定未來產業發展規劃，開辟量子技術、生命科學等新賽道，創建一批未來產業先導區。近年來，圍繞這一前沿方向，各地依托自身優勢，加速構建差異化產業生態。目前國內政策關于量子計算的核心已轉向構建產業生態和謀劃“十五五”長遠布局。這標志著量子計算正從技術研發主導邁向“研發與產業并重”的新階段，目標直指成為經濟核心引擎。

圖表3 量子科技相關政策梳理

信息來源：融中咨詢

2）技術發展進程

2024年-2025年，量子計算領域取得多項進展，重大進展主要體現在超導、離子阱、中性原子路線。此外，量子糾錯也取得了不俗的進展，整個行業繼續向著容錯量子計算邁進。當前，量子計算優越性驗證已完成，超導、離子阱、中性原子、光量子、硅半導體等多種技術路線呈現多元化開放性的發展態勢，這種發展態勢短期內將持續存在，基礎研究與工程研發不斷突破，應用場景探索在多行業領域持續推進，產業生態正逐步構建。

圖表4 量子技術技術路線

信息來源：融中咨詢

超導量子計算路線長期被業界寄予厚望。量子計算不同技術路線的全球專利數量中，超導量子計算路線專利的全球申請量為9380件，全球授權量為3976件。從專利申請總量和授權總量兩方面均可看出，超導路線在五條技術路線中表現最為突出。

圖表5 量子技術技術路線專利情況

信息來源：中國信通院，融中咨詢

（3）市場規模及競爭格局

1）行業市場規模

根據國際前沿科技機構ICV以及光子盒研究院提供的數據，2024年，全球量子科技產業整體規模達到80億美元，而2024至2030年的年平均增長率(CAGR)為76.27%，到2035年總產業規模則或達到9089.1億美元。值得關注的是，量子計算領域2024年全球市場規模約50億美元，約占總市場的63%。預計到2030年有望達到2200億美元，年復合增長率或超80%。

中國市場成為全球量子科技領域增長最快的市場之一。2024年，全球量子科技產業規模中，北美占比31.45%、歐洲占比26.91%、中國占比24.03%、亞太地區(除中國)占比12.74%、其他地區占比4.87%。2025年中國量子計算市場規模將達到115.6億元人民幣，年均增速超過30%，成為全球增長最快的市場之一。

圖表6 全球量子科技市場規模（十億美元）

信息來源：ICVTA&K&光子盒研究院QUANTUMCHINA，融中咨詢

2）競爭格局

國際：

1）從資金規模和政策體系來看，中美歐形成三足鼎立格局，中國的政策體系正在由科研突破向產業生態全鏈條拓展。主要科技強國均將量子計算視為未來產業競爭的制高點，紛紛設立專項規劃并投入巨額資金。

過去十年全球量子計算領域專利技術來源國，其中美國占了49.34%，中國占了24.26%，歐洲以9.67%排在第三位。截至2025年8月，全球量子計算企業超過400家，其中美國107家、中國42家，雙雙位居前列。

圖表7 過去十年全球量子計算領域專利技術來源國

信息來源：融中咨詢

2）IBM、谷歌、微軟等科技巨頭，憑借其在量子計算領域的深厚積累，不斷推出創新技術和產品，占據了重要的市場份額。這些企業不僅擁有強大的研發實力，還通過國際合作和并購等方式，進一步鞏固和擴大了其在量子科技領域的領先地位。盡管歐美企業如IBM、谷歌等仍占據技術主導地位，但中國在超導量子計算(如“祖沖之三號”和“本源悟空”)和光量子路線(如“九章三號”)方面已躋身國際第一梯隊，展現出顯著的技術競爭力。

國內：

1）2025年政府工作報告提出建立未來產業投入增長機制，明確量子科技為重點發展方向。北京、安徽、上海、廣東、湖北等地同步行動，通過設立未來產業基金、科研項目、公共平臺等方式推動量子生態發展。

2）國內企業不斷通過國內外合作，拓展其在量子科技方面的業務。例如，國盾量子在量子通信領域具有深厚的技術積累和豐富的實踐經驗，與多個國際知名企業和研究機構建立了緊密的合作關系。此外，禾信儀器通過收購上海量羲技術控股權，進一步拓展了在超導量子計算領域的應用。

3）國內引領軍企業主要包括國盾量子、本源量子、國儀量子、啟科量子、科大國創等以及中科院、中電信量子信息科技集團等。

（4）產業鏈圖譜

產業鏈整體來看：

上游：聚焦于量子材料與關鍵器件，如超導材料、稀釋制冷機等，由中國科學院物理所、Oxford Instruments等機構主導，其發展受制于材料純度、制冷極限與器件可靠性等基礎問題。

中游：以量子計算機、量子通信設備、量子傳感器、量子網絡節點為主，以IBMQ、百度量子、國盾量子等為代表企業，致力于突破系統集成、糾錯算法與量子比特穩定性的技術瓶頸。

下游：以推動AI優化、藥物分子模擬、加密通信、金融建模、導航探測為主，華為、谷歌Quantum AI等公司正著力解決應用落地速度、標準接口、算力成本等難題。整體而言，產業鏈各環節在技術、企業與挑戰中協同演進，共同推動量子計算從實驗室走向實際應用。

圖表8 量子科技產業鏈圖譜

信息來源：融中咨詢

量子計算已成為當今世界最具顛覆性的前沿技術之一，目前還處于早期技術攻關階段，預計未來5到10年有可能出現實質性進展。該領域已逐漸形成集基礎科研、工程研發、應用探索和產業培育為一體的發展格局。

（1）商業化進程

目前，量子計算全球投融資格局呈現硬件優先特征。從技術層面來看現有含噪聲中等規模量子處理器受限于量子比特數量、相干時間及保真度等關鍵參數，尚難以有效支撐量子算法的理論性能實現，這使得硬件性能提升成為突破當前計算瓶頸的核心挑戰。

在可預見的產業化進程中，上游硬件研發或將持續占據投資主導地位。從產業發展規律看，參照經典計算機的發展軌跡，在其商業化初期的30年間，行業利潤主要集中于硬件領域，直至硬件技術趨于成熟后，軟件應用才逐步成為價值創造的主體。

圖表9 量子計算生態發展

信息來源：融中咨詢

（2）下游應用梳理

量子計算的行業應用合作部分涵蓋了多個領域，如金融服務、生物醫藥、化工材料、交通運輸、人工智能等。在這些領域，已經深耕多年的大型企業或行業巨頭與量子計算軟硬件公司展開合作，以解決當前面臨的實際問題和挑戰。

圖表10 量子計算相關下游應用

信息來源：融中研究整理

（3）相關企業分析

1）IBM：量子計算的行業奠基者與生態構建者。IBM致力于打造一個以自身硬件為中心的完整量子計算生態系統。主攻超導量子比特。IBM的量子計算路線圖是業界較為關注的路線圖，其思路清晰、嚴謹可行。自公開發布投入量子計算領域研發計劃后的幾年里，IBM一直在按計劃執行并如期交付既定目標。

2）谷歌：谷歌側重于利用其強大的工程能力和研究實力，在硬件和算法上實現里程碑式跨越。量子計算路線圖則致力于達成一個個里程碑，最終實現大規模有糾錯量子計算機。2019年谷歌發布Sycamore，基于該芯片，100萬次量子隨機線路采樣耗時約200秒，而當時世界排名第一的超級計算機則需要1萬年左右，谷歌公司宣稱實現了量子優越性，這被視為量子計算發展史上的重要時刻。

3）Quantinuum：全棧量子計算公司，專注于高保真度離子阱技術，由霍尼韋爾量子解決方案部門和劍橋量子計算公司合并而成，兼具頂尖硬件和軟件實力。公司是全球領先的離子阱量子計算公司。離子阱技術以高保真度、長相干時間和全連通性著稱。硬件端，其H系列量子計算機在量子體積、門保真度等關鍵指標上屢創世界紀錄。軟件與算法端，公司擁有強大的TKET量子軟件開發工具包、量子化學軟件InQuanto，以及在量子網絡安全、金融和材料科學領域的專用算法。

4）中電信量子：量子計算與通信的產業化推動者和“國家隊”主力。背靠中國電信，旨在將量子技術（特別是量子保密通信和量子計算云服務）進行大規模商業化和網絡化部署。作為集成者和平臺方，整合國內多種技術路線（如超導、光量子等），重點布局量子計算云服務。“天衍”量子計算云平臺是國內電信運營商推出的、重要的量子計算云平臺，接入了科大國盾、本源量子等國內主流量子計算硬件；“量子城域網”在全國多地部署量子保密通信網絡，與量子計算業務形成協同。

5）國盾量子：中國量子信息產業化的開拓者和核心設備供應商。源自中國科學技術大學，是中國量子保密通信（QKD）領域的絕對龍頭，并正向量子計算領域延伸。在量子計算領域，主要支持并參與 超導量子計算和光量子計算。量子保密通信領域，提供從核心設備（如QKD產品）、網絡設備到整體解決方案的全套產品，參與了中國絕大多數量子保密通信干線網絡的建設。公司參與量子計算，提供量子計算所需的超導量子比特低溫線纜、極低溫放大器等核心組件。同時也直接研發超導量子計算機。

圖表11 量子計算生態核心企業主要成果

信息來源：融中咨詢

（1）行業或產品走向

機群技術被預測將突破量子計算機性能的瓶頸，代表著技術進步和性能提升的新階段；云平臺的發展正助力量子計算持續拓展其影響力和應用邊界，使量子計算技術更加普及和可訪問；經典超級計算機與量子計算的融合創新在人工智能領域展現出巨大潛力，為未來的應用開辟新路徑；此外，全球范圍內的量子聯盟促成了縱深研合作的新局面，為量子計算技術的發展和應用創造了更多合作機會；量子云平臺將加速產業生態的構建，形成企業的生態壁壘和隱形的行業標準，美國、中國、歐洲在全球量子計算領域各顯其能，國際競爭不斷激烈。

圖表12 量子計算未來趨勢

信息來源：融中咨詢

（2）行業趨勢與風險挑戰

2035年，隨著量子科技產業的不斷成熟和發展，全球產業規模有望升至9089.10億美元。區域占比方面，北美仍維持最高的市場份額，占比34.42%。中國份額顯著增加到28.61%，展示出中國在全球市場中的崛起。量子計算領域可關注上游激光器、稀釋制冷機等關鍵零部件。

風險方面，量子計算技術目前仍處于早期發展階段，面臨著諸多瓶頸，這些瓶頸構成了量子計算領風險。