量子专题系列2：量子计算产业的全球竞速

核心观点：

• 量子计算基于量子力学原理，利用量子比特的叠加与纠缠特性，实现远超经典计算的并行处理能力，有望在生物制药、材料研发、金融优化、人工智能等领域带来指数级算力提升。当前，超导、离子阱、光量子等多条技术路线并行发展，其中超导路线进展最快、专利数量领先。
  
• 美国、中国和欧洲在量子计算领域投入巨大，形成战略竞争与生态共建并存的格局。美国凭借IBM、谷歌等科技巨头在硬件与算法上保持领先；中国通过“祖冲之三号”“九章三号”等成果在超导与光量子路线上跻身国际第一梯队；欧盟则通过系统化战略推进全链条发展。
  
• 量子计算已形成覆盖上游材料器件、中游系统平台、下游场景应用的完整产业链。当前投资仍以硬件研发为主导，下游在金融、医药、物流、人工智能等领域的合作案例逐步增多。未来发展趋势包括分布式量子架构、量子云平台、量超融合等方向。
  

量子计算作为量子科技的关键环节，有望通过实现指数级算力突破重塑经典计算边界，是下一代科技革命的关键引擎。

（1）行业定义及发展历程

1）定义及分类

量子信息技术主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大应用领域，其中，量子计算是遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式，也是量子信息技术领域价值量最大的环节。量子计算的核心在于利用量子力学的基本原理（如叠加性、量子纠缠和量子干涉）来进行信息处理。

图表1 量子信息领域概括

信息来源：融中咨询

2）发展历程

量子力学的发展史一般分为三个阶段：1900s-1930s、1930s-1970s、1970s至今。进入21世纪，量子革命迎来了第二次浪潮。第二次量子科技革命催生了量子计算、量子通信和量子测量等一批新兴技术，极大地改变和提升人类获取、传输和处理信息的方式和能力。

图表2 量子力学发展阶段

信息来源：融中咨询

（2）行业现状分析

1）政策梳理及发展方向

2024年，在工信部等七部门联合印发的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》中，提出制定未来产业发展规划，开辟量子技术、生命科学等新赛道，创建一批未来产业先导区。近年来，围绕这一前沿方向，各地依托自身优势，加速构建差异化产业生态。目前国内政策关于量子计算的核心已转向构建产业生态和谋划“十五五”长远布局。这标志着量子计算正从技术研发主导迈向“研发与产业并重”的新阶段，目标直指成为经济核心引擎。

图表3 量子科技相关政策梳理

信息来源：融中咨询

2）技术发展进程

2024年-2025年，量子计算领域取得多项进展，重大进展主要体现在超导、离子阱、中性原子路线。此外，量子纠错也取得了不俗的进展，整个行业继续向着容错量子计算迈进。当前，量子计算优越性验证已完成，超导、离子阱、中性原子、光量子、硅半导体等多种技术路线呈现多元化开放性的发展态势，这种发展态势短期内将持续存在，基础研究与工程研发不断突破，应用场景探索在多行业领域持续推进，产业生态正逐步构建。

图表4 量子技术技术路线

信息来源：融中咨询

超导量子计算路线长期被业界寄予厚望。量子计算不同技术路线的全球专利数量中，超导量子计算路线专利的全球申请量为9380件，全球授权量为3976件。从专利申请总量和授权总量两方面均可看出，超导路线在五条技术路线中表现最为突出。

图表5 量子技术技术路线专利情况

信息来源：中国信通院，融中咨询

（3）市场规模及竞争格局

1）行业市场规模

根据国际前沿科技机构ICV以及光子盒研究院提供的数据，2024年，全球量子科技产业整体规模达到80亿美元，而2024至2030年的年平均增长率(CAGR)为76.27%，到2035年总产业规模则或达到9089.1亿美元。值得关注的是，量子计算领域2024年全球市场规模约50亿美元，约占总市场的63%。预计到2030年有望达到2200亿美元，年复合增长率或超80%。

中国市场成为全球量子科技领域增长最快的市场之一。2024年，全球量子科技产业规模中，北美占比31.45%、欧洲占比26.91%、中国占比24.03%、亚太地区(除中国)占比12.74%、其他地区占比4.87%。2025年中国量子计算市场规模将达到115.6亿元人民币，年均增速超过30%，成为全球增长最快的市场之一。

图表6 全球量子科技市场规模（十亿美元）

信息来源：ICVTA&K&光子盒研究院QUANTUMCHINA，融中咨询

2）竞争格局

国际：

1）从资金规模和政策体系来看，中美欧形成三足鼎立格局，中国的政策体系正在由科研突破向产业生态全链条拓展。主要科技强国均将量子计算视为未来产业竞争的制高点，纷纷设立专项规划并投入巨额资金。

过去十年全球量子计算领域专利技术来源国，其中美国占了49.34%，中国占了24.26%，欧洲以9.67%排在第三位。截至2025年8月，全球量子计算企业超过400家，其中美国107家、中国42家，双双位居前列。

图表7 过去十年全球量子计算领域专利技术来源国

信息来源：融中咨询

2）IBM、谷歌、微软等科技巨头，凭借其在量子计算领域的深厚积累，不断推出创新技术和产品，占据了重要的市场份额。这些企业不仅拥有强大的研发实力，还通过国际合作和并购等方式，进一步巩固和扩大了其在量子科技领域的领先地位。尽管欧美企业如IBM、谷歌等仍占据技术主导地位，但中国在超导量子计算(如“祖冲之三号”和“本源悟空”)和光量子路线(如“九章三号”)方面已跻身国际第一梯队，展现出显著的技术竞争力。

国内：

1）2025年政府工作报告提出建立未来产业投入增长机制，明确量子科技为重点发展方向。北京、安徽、上海、广东、湖北等地同步行动，通过设立未来产业基金、科研项目、公共平台等方式推动量子生态发展。

2）国内企业不断通过国内外合作，拓展其在量子科技方面的业务。例如，国盾量子在量子通信领域具有深厚的技术积累和丰富的实践经验，与多个国际知名企业和研究机构建立了紧密的合作关系。此外，禾信仪器通过收购上海量羲技术控股权，进一步拓展了在超导量子计算领域的应用。

3）国内引领军企业主要包括国盾量子、本源量子、国仪量子、启科量子、科大国创等以及中科院、中电信量子信息科技集团等。

（4）产业链图谱

产业链整体来看：

上游：聚焦于量子材料与关键器件，如超导材料、稀释制冷机等，由中国科学院物理所、Oxford Instruments等机构主导，其发展受制于材料纯度、制冷极限与器件可靠性等基础问题。

中游：以量子计算机、量子通信设备、量子传感器、量子网络节点为主，以IBMQ、百度量子、国盾量子等为代表企业，致力于突破系统集成、纠错算法与量子比特稳定性的技术瓶颈。

下游：以推动AI优化、药物分子模拟、加密通信、金融建模、导航探测为主，华为、谷歌Quantum AI等公司正着力解决应用落地速度、标准接口、算力成本等难题。整体而言，产业链各环节在技术、企业与挑战中协同演进，共同推动量子计算从实验室走向实际应用。

图表8 量子科技产业链图谱

信息来源：融中咨询

量子计算已成为当今世界最具颠覆性的前沿技术之一，目前还处于早期技术攻关阶段，预计未来5到10年有可能出现实质性进展。该领域已逐渐形成集基础科研、工程研发、应用探索和产业培育为一体的发展格局。

（1）商业化进程

目前，量子计算全球投融资格局呈现硬件优先特征。从技术层面来看现有含噪声中等规模量子处理器受限于量子比特数量、相干时间及保真度等关键参数，尚难以有效支撑量子算法的理论性能实现，这使得硬件性能提升成为突破当前计算瓶颈的核心挑战。

在可预见的产业化进程中，上游硬件研发或将持续占据投资主导地位。从产业发展规律看，参照经典计算机的发展轨迹，在其商业化初期的30年间，行业利润主要集中于硬件领域，直至硬件技术趋于成熟后，软件应用才逐步成为价值创造的主体。

图表9 量子计算生态发展

信息来源：融中咨询

（2）下游应用梳理

量子计算的行业应用合作部分涵盖了多个领域，如金融服务、生物医药、化工材料、交通运输、人工智能等。在这些领域，已经深耕多年的大型企业或行业巨头与量子计算软硬件公司展开合作，以解决当前面临的实际问题和挑战。

图表10 量子计算相关下游应用

信息来源：融中研究整理

（3）相关企业分析

1）IBM：量子计算的行业奠基者与生态构建者。IBM致力于打造一个以自身硬件为中心的完整量子计算生态系统。主攻超导量子比特。IBM的量子计算路线图是业界较为关注的路线图，其思路清晰、严谨可行。自公开发布投入量子计算领域研发计划后的几年里，IBM一直在按计划执行并如期交付既定目标。

2）谷歌：谷歌侧重于利用其强大的工程能力和研究实力，在硬件和算法上实现里程碑式跨越。量子计算路线图则致力于达成一个个里程碑，最终实现大规模有纠错量子计算机。2019年谷歌发布Sycamore，基于该芯片，100万次量子随机线路采样耗时约200秒，而当时世界排名第一的超级计算机则需要1万年左右，谷歌公司宣称实现了量子优越性，这被视为量子计算发展史上的重要时刻。

3）Quantinuum：全栈量子计算公司，专注于高保真度离子阱技术，由霍尼韦尔量子解决方案部门和剑桥量子计算公司合并而成，兼具顶尖硬件和软件实力。公司是全球领先的离子阱量子计算公司。离子阱技术以高保真度、长相干时间和全连通性著称。硬件端，其H系列量子计算机在量子体积、门保真度等关键指标上屡创世界纪录。软件与算法端，公司拥有强大的TKET量子软件开发工具包、量子化学软件InQuanto，以及在量子网络安全、金融和材料科学领域的专用算法。

4）中电信量子：量子计算与通信的产业化推动者和“国家队”主力。背靠中国电信，旨在将量子技术（特别是量子保密通信和量子计算云服务）进行大规模商业化和网络化部署。作为集成者和平台方，整合国内多种技术路线（如超导、光量子等），重点布局量子计算云服务。“天衍”量子计算云平台是国内电信运营商推出的、重要的量子计算云平台，接入了科大国盾、本源量子等国内主流量子计算硬件；“量子城域网”在全国多地部署量子保密通信网络，与量子计算业务形成协同。

5）国盾量子：中国量子信息产业化的开拓者和核心设备供应商。源自中国科学技术大学，是中国量子保密通信（QKD）领域的绝对龙头，并正向量子计算领域延伸。在量子计算领域，主要支持并参与 超导量子计算和光量子计算。量子保密通信领域，提供从核心设备（如QKD产品）、网络设备到整体解决方案的全套产品，参与了中国绝大多数量子保密通信干线网络的建设。公司参与量子计算，提供量子计算所需的超导量子比特低温线缆、极低温放大器等核心组件。同时也直接研发超导量子计算机。

图表11 量子计算生态核心企业主要成果

信息来源：融中咨询

（1）行业或产品走向

机群技术被预测将突破量子计算机性能的瓶颈，代表着技术进步和性能提升的新阶段；云平台的发展正助力量子计算持续拓展其影响力和应用边界，使量子计算技术更加普及和可访问；经典超级计算机与量子计算的融合创新在人工智能领域展现出巨大潜力，为未来的应用开辟新路径；此外，全球范围内的量子联盟促成了纵深研合作的新局面，为量子计算技术的发展和应用创造了更多合作机会；量子云平台将加速产业生态的构建，形成企业的生态壁垒和隐形的行业标准，美国、中国、欧洲在全球量子计算领域各显其能，国际竞争不断激烈。

图表12 量子计算未来趋势

信息来源：融中咨询

（2）行业趋势与风险挑战

2035年，随着量子科技产业的不断成熟和发展，全球产业规模有望升至9089.10亿美元。区域占比方面，北美仍维持最高的市场份额，占比34.42%。中国份额显著增加到28.61%，展示出中国在全球市场中的崛起。量子计算领域可关注上游激光器、稀释制冷机等关键零部件。

风险方面，量子计算技术目前仍处于早期发展阶段，面临着诸多瓶颈，这些瓶颈构成了量子计算领风险。