（附名单）5分钟大数据读懂中国量子科技产业链

　　5分钟让你看懂产业链上中下游！

　　今天开启中国量子科技产业链板块！

　　近日，中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议发布。其中指出，前瞻布局未来产业，探索多元技术路线、典型应用场景、可行商业模式、市场监管规则，推动量子科技等成为新的经济增长点。

　　量子通信被认为是未来信息科学的重要支柱，能够突破经典通信的性能极限，实现更高效、更安全的信息传输。

　　实现量子科技领域的系统性突破，形成自主可控的量子技术体系，推动量子产业成为未来经济的新增长极，也将为国家信息安全、数字经济升级和综合国力提升提供战略支撑。

　　一、量子科技产业概况

　　量子科技（quantum technology）是一种新型的科学技术体系。将量子力学原理与信息科学、计算科学、材料科学等学科交叉融合，致力于通过量子效应（如量子叠加、量子纠缠、量子隧穿等）实现信息的获取、处理和传递。它冲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。主要应用于量子计算、量子通信、量子加密、量子传感等领域。

　　2024年，量子科技在全球范围内迎来了重大突破，研究已经进入从理论到应用的过渡期，多个量子计算平台取得了具有里程碑意义的新成果。量子比特的数量和质量得到大幅提升；量子算力已经应用于计算流体动力学、金融、生物医药等领域。量子通信干线已经实现量子保密通信的实际应用，不仅为金融、电力等行业提供了加密通信的基础设施，也为未来的量子互联网奠定了基础。量子传感和量子模拟也取得了显著进展。2023-2025年中国量子技术行业CAGR超30%，2025年规模将达275.7亿元，政策、技术、需求为核心动力，2030年规模有望破千亿。

　　近十年来，量子信息科技四大领域的科研论文和专利申请数量基本保持逐年递增态势。

　　二、产业链全景分析

　　量子科技是基于量子力学原理（如叠加、纠缠）进行信息处理、传输和操控的革命性技术。当前，其产业生态主要围绕量子计算、量子通信、量子测量、量子芯片与器件、量子软件与算法、量子网络与节点六大赛道展开，并已形成从基础研究到商业应用的完整链条。其产业链结构清晰，上游是产业发展的基石，中游是技术集成的体现，下游则是价值实现的蓝海。

　　量子科技产业链环节相关企业将在文末集中梳理，以便更系统呈现产业生态布局。

　　1.上游：研发支撑

　　基础软件与材料

　　基础软件：量子编程语言（如Qiskit、Cirq）、量子算法库、量子计算机操作系统（OS）和经典模拟软件，是连接用户与硬件的桥梁。

　　核心材料：用于制备量子比特的特殊材料，如超导材料（铌）、用于离子阱的稀土元素、用于量子点的高纯度半导体材料等。

　　量子芯片成为企业竞相追逐的焦点，全球科技巨头纷纷加码布局量子芯片领域，加速量子芯片研发步伐。

　　由于计算芯片对环境热噪声非常敏感，只有在不高于3mK温度的极低温环境下才能实现量子态的制备和操控，进而提高量子态的调控和测量精度。稀释制冷机作为现阶段所知的唯一能持续稳定在毫开尔文（mK）温区的制冷设备，具有操作简单、无振动和电磁干扰、性能稳定等优点，是超导量子计算机正常运行不可替代的关键核心装备。目前，稀释制冷机早已必理论研究与实验验证阶段过渡至商业化与实际应用阶段，随着量子计算机的快速发展，稀释制冷机的需求也在持续增加。数据显示，2024年全球稀释制冷机市场规模为3.5亿美元。

　　目前稀释制冷机的领先参与者主要位于欧美国家，包括Bluefors（芬兰）、Oxford instruments（英国）、Leiden Cryogenics（荷兰）、Cryo Concept（法国）、Form Factor（美国）、MaybellQuantum（美国）、Quantum Design（美国）、Ulvac Cryogenics（日本）、Zero Point Cryogenics（加拿大）等企业，这类企业起步较早，占据全球绝大部分市场份额。

　　上游特点：技术密集、资本密集、研发周期长。该环节是当前投资和“卡脖子”风险最集中的领域，也是国家间科技竞争的主战场。任何关键部件的突破都将对整个产业产生巨大推动作用。

　　2.中游：系统集成与解决方案构建

　　中游环节是将上游的部件和理论转化为可运行的系统、设备和解决方案，是产业化的核心载体，也是是技术的集大成者，六大赛道在此交织，形成各类硬件系统、软件平台和网络设施。

　　量子芯片与器件

　　连接上游材料与下游系统的核心硬件载体，是量子信息的“大脑”和“感官”。

　　量子计算芯片：集成量子比特的物理载体，如超导量子芯片、离子阱芯片、硅基量子点芯片等。其性能（如比特数、保真度、相干时间）直接决定计算能力。

　　量子通信器件：包括单光子源、单光子探测器、量子随机数发生器（QRNG）芯片等，是量子保密通信设备的核心。

　　量子传感芯片：将金刚石NV色心、原子气室等量子传感单元集成到芯片上，实现传感器的小型化与规模化生产。

　　量子软件与算法

　　连接用户与硬件的“操作系统”和“灵魂”，是释放量子算力的关键。

　　底层软件有量子计算机操作系统（OS）、量子指令集、量子编译器等，负责优化硬件资源、管理任务队列。

　　编程框架与工具有Qiskit（IBM）、Cirq（Google）、QPanda（本源量子）等，为开发人员提供编写量子程序的工具包。

　　量子算法与应用软件针对特定问题（如药物分子模拟、金融建模、机器学习）开发专用算法和软件解决方案。

　　量子计算云平台提供远程访问量子算力的服务（QCaaS），是当前推广和应用的主流模式。混合量子经典云计算（HOCC）架构融合了量子和经典计算资源，是当前量子计算云服务的核心模式。

　　测控系统是量子计算机的关键核心设备之一，可类比经典计算机的主板，主要负责对量子芯片上的量子比特进行操作，执行量子逻辑门操作和量子算法运算等工作。

　　量子网络与节点

　　量子通信的未来形态，是实现大规模、远距离量子信息分发和分布式量子计算的基础设施。

　　量子节点包括量子存储器、量子中继器等，用于存储和转发量子信息，克服光子在线缆中的传输损耗，设计和部署城域量子保密通信网、量子卫星骨干网，并实现与传统通信网络的融合。

来源：（a）Nature v629, p579–585 (2024)

　　量子计算

　　量子计算软件作为一种结构化的工具集合，需依据量子计算原理进行开发设计，为不同技术路线提供应用开发能力、编译能力、硬件测控能力和EDA设计开发能力等，业界在多个方向展开布局，体系架构已逐渐形成。

　　硬件系统集成将上游的制冷、控制、量子芯片等集成为完整的量子计算机原型机或退火机。参与者如IBM、Google、Honeywell以及中国的本源量子、国盾量子等。云服务平台提供量子计算云服务（QCaaS），允许用户通过互联网远程访问量子算力，降低了使用门槛，是当前推广量子计算应用的主要模式。

　　量子计算目前呈现多种硬件技术路线并行发展的态势，中国信通院将其归纳为两大类，一类是以超导、硅半导体路线为代表的人造粒子路线，另一类是以离子阱、中性原子、光量子路线为代表的天然粒子路线。

　　根据中国信通院对全球前十位国家论文情况的统计，美国和中国占据前两位，遥遥领先于其他国家。

　　量子通信

　　根据英国政府科学办公室发布的《量子时代的机会》报告，量子通信的应用发展将经历短、中、长期三个阶段。目前，我国已经进入了应用发展路线的中期阶段，预计再需要10年左右的时间，有望进入长期阶段。

　　量子精密测量

　　精密测量是科学研究的基础，更高的测量精度一直是人类追求的目标。量子精密测量是利用量子力学规律，特别是基本量子体系的一致性，对一些关键物理量进行高精度与高灵敏度的测量。

　　仪器设备开发：将量子传感器集成为可商用的精密测量仪器，如量子陀螺仪、量子重力仪、原子钟等。

　　应用系统：为特定场景（如GPS导航、资源勘探、医学成像）提供基于量子测量的完整探测和感知系统。

　　中游特点：系统集成要求高，是技术与市场的结合点。该环节企业不仅需要深厚的技术积累，还需深刻理解下游行业需求，推动技术从实验室走向市场。

　　3.下游：多领域应用

　　下游是量子科技价值的最终体现，其应用潜力巨大，有望重塑多个行业的竞争格局。

　　金融行业：利用量子计算进行高频交易、风险分析和投资组合优化；利用量子通信保障金融数据传输的绝对安全。

　　生物医药与化工：通过量子模拟加速新药研发和新型材料分子设计。

　　人工智能：量子机器学习有望处理更复杂的模型，推动下一代AI发展。

　　航空航天与国防：量子精密测量用于潜艇无源导航、隐身目标探测；量子通信用于构建军用安全通信网络。

　　能源与交通：量子计算优化电网调度和物流路径规划；量子传感用于地质勘探，精准定位油气和矿产资源。

　　公共事业与云服务：构建国家级的量子安全通信基础设施；云厂商提供量子算力作为新型公共算力资源。

　　下游特点：应用场景广阔，但目前大多处于早期探索和试点（POC）阶段。市场教育和技术验证是当前主要任务，但其长期商业价值已被广泛认可。

　　三、产业链发展趋势与挑战

　　发展趋势：

　　1、技术协同：六大赛道并行发展，相互促进（如更好的芯片驱动算法和网络发展）。

　　2、“量子-经典”混合：混合架构成为中长期内解决实际问题的现实路径。

　　3、政策驱动与生态构建：全球主要国家持续加大投入，推动产学研协同和标准制定。

　　4、软硬件解耦：通过云平台，软件应用与底层硬件加速分离，降低使用门槛。

　　面临的挑战：

　　1、核心技术瓶颈：量子比特的规模、稳定性与纠错能力仍是世界难题。

　　2、人才极度稀缺：跨物理、计算机、工程和行业的复合型人才缺口巨大。

　　3、商业化路径漫长：杀手级应用尚未出现，投资回报周期长。

　　4、供应链安全：上游关键设备和材料仍存在“卡脖子”风险。

　　量子科技概念龙头一览

　　上游是产业发展的基石，技术壁垒极高，主要由顶尖科技巨头、专业硬件厂商和材料供应商主导。量子计算芯片与器件的参与者主要包括IBM、谷歌、英特尔和微软等；量子通信核心器件领域主要参与者有国盾量子、被EXFO收购的ID Quantique，以及未上市的问天量子；量子测量核心器件的供应商包括Bruker、是德科技及其收购的Zurich Instruments；极低温制冷系统作为关键基础设施，主要供应商是Oxford Instruments、Bluefors 和Cryomech；量子软件与算法的开发者主要包括未上市的QCWare、Zapata Computing和1QBit；核心材料的供应商则有如住友金属矿山等企业。

　　中游是技术集成和价值实现的核心，将上游部件转化为可用的系统、设备和解决方案。量子计算系统与云服务的提供商阵营强大，包括IBM、亚马逊、谷歌、微软、阿里巴巴、百度、本源量子和华为；量子通信设备与网络建设领域，以中国公司为主力，参与者有国盾量子、亨通光电、科大国创、神州信息和中科曙光；量子测量仪器与设备的供应商主要包括未上市的M Squared和AO Sense。

　　下游是量子科技价值的最终体现，目前以大型金融机构、医药化工和科技制造企业为主导，积极进行应用探索。金融行业的积极探索者包括摩根大通、高盛、Visa、巴克莱银行和平安银行；医药与化工领域的领先应用者有罗氏、渤健、巴斯夫和强生；科技与制造业的参与者众多，包括：博世、大众汽车、霍尼韦尔、空中客车、宝马集团和宁德时代；云服务与IT巨头本身也是下游的重要用户，如：阿里巴巴、腾讯、亚马逊、微软和谷歌；国防与航空航天领域的关键参与者包括洛克希德·马丁、诺斯罗普·格鲁曼、雷神技术和中国航天科工等。

　　量子科技产业链条长、技术跨度大，六大赛道的协同演进构成了其独特的发展脉络。当前，产业正从实验室原型向工程化、产品化艰难迈进。对于参与者和投资者而言，需具备战略耐心，在关注整体进展的同时，深耕自身具有优势的细分赛道。随着核心技术的持续突破和应用生态的逐步成熟，量子科技有望在未来十年内，在特定领域实现从“可用”到“好用”的跨越，最终引发颠覆性变革。

　　产业链参与者名单如下：

　　注：以上内容来自市场公开信息整理，不构成任何投资建议