量子計算產業規模預測

谷歌Willow提升未來預期。

隨著IBM、Google、Quantinuum等量子計算巨頭如期完成路線圖的規劃，依舊預計2027年會是全行業一個重要的時間點，專用量子計算機將逐漸解決，如組合優化、量子化學、機器學習，引導材料設計和藥物開發等問題。本報告將量子計算產業規模預期進行了小幅調整，調高了2030年左右的總體規模；上游規模占比有所下降，中游占比提升，下游應用占比基本持平。原因主要包括以下四個方面。 第一，參考了IBM、Google、Quantinuum等最新發布的技術路線圖，預計到2028年，量子門數量、以及糾錯等計算技術將達到較為成熟階段，為實際的商業化應用奠定堅實基礎。第二，谷歌Willow芯片的糾錯成就，促使對專用量子計算機的推出時間表更為樂觀。第三，至2035年，量子計算行業尚處于相對早期的階段，利潤主要集中在中游更符合同類行業的發展規律。第四，隨著量子計算技術的不斷演進，以及AI技術等領域的快速發展，量子計算的應用邊界被不斷拓展，從而使量子計算的商業潛力更加廣泛和深遠。

2024年，全球量子產業規模達到50.37億美元，2024至2029年的年平均增長率（CAGR）達到65.54%。2027年，專用量子計算機預計將實現性能突破，帶動整體產業規模達到111.75億美元。在2028年至2035年，產業規模將繼續迅速擴大，，受益于專用量子計算機在特定領域的廣泛應用和通用量子計算機的技術進步，到2035年總產業規模有望達到8077.50億美元。這一接近萬億級別的產業規模標志著量子計算會在此進入全面成熟和商業化的關鍵階段，預示著未來量子計算將在各個領域帶來深遠而持久的影響。

全球量子計算市場呈現出動態變化的趨勢。2024年，全球量子計算產業規模達到50.37億美元，其中北美占比29.73%、、歐洲占比28.83%、中國占比25.30%、亞太地區（除中國外）占比12.24%、其他地區占比3.90%。受益于其深厚的研發基礎、科研機構的活躍以及政策支持等因素，北美占比最大，反映了當前北美在量子計算領域的較為顯著的影響力。 2035年，隨著量子計算市場的不斷成熟和發展，全球產業規模飆升至8077.50億美元。在這一時期，中國的產業份額顯著增加到29.49%。亞太地區（除中國外）略微下降至8.22%，其他地區占比1.72%，北美進一步上升在33.81%，歐洲則維持在26.76%。

中國產業規模的增加，首先要歸功于其在科技創新和研發投入方面的強大實力。中國政府一直在積極推動科技創新，通過資金投入、政策支持和研究機構建設，努力提高國家在量子計算領域的科研水平。這種支持在高校、研究機構和企業中形成了協同創新的生態系統，推動了量子計算領域的技術突破。亞太地區（除中國外）盡管產業份額下降，但整體產業規模依然增長迅速，說明該地區在量子計算領域依然保持強勁的發展勢頭。北美地區一直是全球科技創新的中心，其在2035年仍然保持較大的產業份額，反映了該地區在量子計算領域一直處于領先地位。美國擁有眾多世界一流的科研機構、企業和創新中心，持續投入巨額資金進行量子計算的研究和開發，確保了其在市場上的競爭力。 歐洲產業份額的上升則源于其持續的研發投入、政策支持以及創新生態系統的繁榮。歐洲各國積極構建科研合作網絡，推動合作和知識共享，使得歐洲在量子計算領域形成了有力的聯合力量。

上游市場在量子計算領域的發展至關重要，主要分為量子比特環境、量子比特測控系統、量子芯片以及其他。技術進步、應用領域的擴大、政策支持、投資增加以及商業化的挑戰和機遇等因素，共同推動了量子計算市場的快速發展。從2024年到2035年，上游市場規模呈現出顯著的增長趨勢，市場總規模由2024年的20.24億美元增長到2035年2477.73億美元。 量子比特環境的市場規模的高速增長表明，在量子計算的演進中，提供穩定、可控的環境成為至關重要的因素。技術的不斷進步推動了對量子比特環境的不斷增加的需求，包括低溫環境、低噪聲等。在這一過程中，投入在創造適宜的量子比特環境上不斷增加。

與此同時，量子比特測控系統的市場規模增長最為迅猛，從2024年的幾億美元到2030年的217.75億美元，最后增長到2035年的996.20億美元，跨越了近3個數量級。測控系統對于保持量子比特的相干性和實現量子計算任務至關重要，而技術的發展推動了對更為精密、高效的測控系統的持續需求增加，從而推動了市場規模的巨大增長。 同樣，量子芯片的市場規模到2030年以及2035年均有指數級別的增長。量子芯片作為量子計算的核心組件，對實現量子計算任務具有至關重要的作用。隨著對量子計算性能要求的提高，對更先進、可擴展的量子芯片的需求持續上升，推動了上游市場規模的顯著增長。

量子計算的行業應用合作部分涵蓋了多個合作領域，如國防軍工、金融服務、生物醫藥、化工材料、物流優化等。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。值得注意的是，這些合作伙伴并非專門的量子軟件公司，而是各行各業多年來積累的經驗豐富的巨擘。他們在各自領域深諳行業發展的方向和需求，通過與量子計算軟硬件公司合作，能夠針對當前需要大規模計算能力來解決的實際問題，開展合作探索。這些合作伙伴對各自行業的發展方向和痛點有深入了解，通過與量子計算軟硬件公司的合作，可以共同探索和開發適用于自身行業的量子計算解決方案。

通過行業間合作，用戶和企業可以充分利用量子計算的能力，解決復雜問題和優化各種業務流程。這種合作模式推動了量子計算技術的應用落地，并為不同行業帶來了巨大的潛力和機遇。 當前，全球量子計算機的主要應用場景為科研，即高校院所、國家實驗室及大型科技公司等購買真機，用于學習量子計算機的運作原理并開展相應研發活動，或是用于數學、物理、化學等基礎學科中的研究。隨著量子計算機的成熟以及其他應用場景的成熟，科研市場的占比將快速下降。2035年，科研領域的應用規模達到83.50億美元，較2030年的77.92億美元、2024年的0.70億美元顯著提升。

2035年，金融服務領域的應用規模達到613.67億美元，較2030年的110.57億美元、2024年的0.26億美元顯著提升。這一變化主要源于金融行業對量子計算技術的深刻認可，特別是在風險管理、投資組合優化等方面的應用。量子計算的強大計算能力賦予其在解決金融難題上的優越性能，這使得金融領域對量子計算需求快速上升，市場份額得以快速擴大。 2035年，生物醫藥領域的應用規模達到286.57億美元，較2030年的68.60億美元、2024年的0.30億美元顯著提升。這一變化主要源于生物醫藥行業對量子計算技術的深度應用，特別是在藥物研發和個性化醫療等方面。量子計算的高效處理能力能夠顯著加速藥物分子的模擬和篩選過程，從而大幅縮短研發周期和降低成本。2035年，化工材料領域的應用規模達到336.02億美元，較2030年的83.61億美元、2024年的0.39億美元顯著提升。這一變化主要源于化工材料行業對量子計算技術的廣泛應用，特別是在新材料研發和生產工藝優化等方面。量子計算的強大多變量處理能力能夠顯著加速新材料的分子結構設計和性能預測過程，從而大幅縮短研發周期和降低成本。