量子計算產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈與投融資情況如何？

專用量子計算時代將至，超導和光量子計算商業(yè)價值或率先顯現(xiàn)。

量子計算產(chǎn)業(yè)正處于高速增長的黃金期，行業(yè)拐點將至。2024 年，全球量子產(chǎn)業(yè)規(guī)模已 達到 50.4 億美元，預計在 2024 至 2030 年間將以 87.64%的年平均增長率（CAGR）快速增 長。隨著專用量子計算機在特定領域相較于經(jīng)典計算的顯著優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)，預計 2027 年 量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模將躍升至 111.8 億美元。此后，在專用量子計算機的深度應用與通用 量子計算機技術持續(xù)進步的雙重推動下，產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望迎來爆發(fā)式增長，預計 2035 年將 突破 8000 億美元，量子計算產(chǎn)業(yè)將邁向全面成熟與商業(yè)化。

量子計算正處于從 NISQ（含噪聲中等規(guī)模量子）時代向?qū)Ｓ昧孔幽M機應用的關鍵轉(zhuǎn)型 期，專用量子計算的市場潛力或逐步顯現(xiàn)。當前，量子計算產(chǎn)業(yè)已突破單純硬件研發(fā)階 段，正加速向應用場景落地拓展。2025 年以來，Google、IBM，D-Wave，中電信量子等 量子領域領先機構在專用量子模擬方面取得系列突破，推動各技術路線的專用量子計算 機加速涌現(xiàn)。雖然完全商業(yè)化尚需時日，但隨著產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)完善，金融建模、新材料研 發(fā)、藥物發(fā)現(xiàn)等領域的量子計算應用示范項目逐步落地。在各國政策支持和資本陸續(xù)加 碼的背景下，量子計算有望逐步從實驗室走向行業(yè)應用，預計未來 2-3 年將形成更明確 的市場化路徑，專用量子計算機的商業(yè)價值將率先釋放。

量子計算呈多元格局，超導量子計算和光量子計算是最有可能在特定領域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應 用的路線。目前，量子計算呈現(xiàn)出多種技術路線并行發(fā)展的多元化格局，主要技術路線 包括超導、離子阱、光量子、中性原子、硅半導體等。不同技術路線在量子比特的實現(xiàn) 方式、性能特點、應用場景等方面各有優(yōu)劣，尚未出現(xiàn)某一種技術路線占據(jù)絕對主導的 局面。其中，超導技術路線有望憑借其在量子比特數(shù)量和量子糾錯能力方面的相對領先 地位，率先展現(xiàn)出實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的潛力，主要原因有兩點：一是超導量子計算路線 本身特點優(yōu)勢明顯，比如保真度高、運算速度快、擴展性好、可控性強，從而受到更多 科研人員與投資機構的關注。二是超導量子計算機與成熟的電子學、半導體工藝密切相 關，而離子阱、中性原子等技術路線所用設備多為成熟度相對較低的光子學設備。同時， 光量子路線由于具備可常溫工作、相干時間長、保真度較高等優(yōu)勢，在量子優(yōu)越性證明、 光子糾纏操控試驗等方面也取得了不少科研進展。例如中國“九章三號”原型機一經(jīng)問 世，便刷新了光量子信息的技術水平的世界紀錄，并在金融、云計算等多個垂類行業(yè)開 展了商業(yè)化探索。

量子計算產(chǎn)業(yè)上游國產(chǎn)化進程提速，中游技術路線多元化發(fā)展，下游應用場景逐步豐富。 目前，國內(nèi)量子計算產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)清晰的層級結構。上游聚焦核心器件與基礎設施，涵蓋 量子比特測控系統(tǒng)、量子環(huán)境控制設備、專用芯片制造及關鍵材料供應，國產(chǎn)供應商在 稀釋制冷機、測控系統(tǒng)等核心領域不斷突破；中游涵蓋硬件系統(tǒng)集成與軟件開發(fā)，包括 超導、離子阱等主流技術路線的整機制造，以及量子算法、編譯器和行業(yè)應用軟件的開 發(fā)；下游主要為商業(yè)化應用生態(tài)，通過量子云平臺向金融、制藥、交運等領域提供算力 服務，推動行業(yè)解決方案落地。 量子計算產(chǎn)業(yè)的上游核心環(huán)節(jié)聚焦于量子比特的環(huán)境控制而非芯片，以稀釋制冷機為代 表的核心設備是決定超導量子計算產(chǎn)業(yè)化進程的關鍵。量子計算產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋了核心硬件、 整機、軟件及算法、云平臺等四個核心環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)計算機產(chǎn)業(yè)鏈相似，但量 子計算機的計算屬性有其獨特之處，芯片在量子計算機中的占比相對較小，因為量子芯 片的尺寸通常處于微米級別，制造難度并不像傳統(tǒng)芯片那樣高。在超導量子計算中，最 關鍵的環(huán)節(jié)是量子比特的環(huán)境控制和信號傳輸，包括將環(huán)境溫度降至接近絕對零度，并 在此條件下保證信號的穩(wěn)定傳輸。這一環(huán)節(jié)的設備價值量也最大。構建接近絕對零度的 極低溫環(huán)境以及實現(xiàn)超低噪聲條件下的穩(wěn)定信號傳輸，是當前超導量子計算領域面臨的 主要挑戰(zhàn)。從 2024 年的發(fā)展來看，全球量子計算供應鏈呈現(xiàn)出多元化的格局。歐美企業(yè) 憑借在高端材料、模塊化設計以及制冷功率提升方面的技術積累，占據(jù)了先發(fā)優(yōu)勢。中 國企業(yè)如中國電科 16 所、量羲技術、知冷低溫、國盾量子等則加速推進國產(chǎn)替代，在稀 釋制冷機的關鍵性能指標上達到國際一流水平，并逐步推動產(chǎn)業(yè)自主保障能力從“點狀 替代”向“鏈式協(xié)同”升級，稀釋制冷機作為超導、半導體、拓撲量子計算機的核心設 備，是未來支撐量子計算機穩(wěn)定運行的關鍵。

中國在超導、離子阱等主流技術路線上仍落后于美國，或?qū)⒓铀僦杏渭夹g迭代與產(chǎn)業(yè)升 級。量子計算產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括量子計算原型整機和軟件。原型機方面，投入超導路 線的企業(yè)數(shù)量最多，約占整體的三分之一，離子阱、中性原子、光量子和硅半導體等路 線也均有國內(nèi)外企業(yè)布局。軟件方面，通過開源社區(qū)推動軟件產(chǎn)品迭代和用戶生態(tài)培育是主要趨勢，科技巨頭依托傳統(tǒng)軟件生態(tài)影響力占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。整體看，歐美量子計算 企業(yè)在中游技術創(chuàng)新成果、產(chǎn)品性能指標等方面處于領先，如 IBM 推出了首個模塊化量 子計算機 Condor，量子比特數(shù)突破 1000，并支持未來擴展至 10 萬+量子比特。而中國超 導量子計算能力與規(guī)模相對較小，與歐美頭部企業(yè)相比仍有差距，存在較大的發(fā)展空間。 中國在光量子計算的實驗驗證和產(chǎn)業(yè)化方面更具優(yōu)勢，原型機的性能提升和技術突破將 帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。作為量子計算領域具備實用化潛力的方向之一，光量子計算在特 定算法和專用計算場景中已展現(xiàn)出超越經(jīng)典計算機的潛力。中國科學技術大學研發(fā)的 “九章”系列光量子計算機，成功實現(xiàn) 1000 個量子比特的糾纏態(tài)制備，在特定問題處理 上比超級計算機快 15 個數(shù)量級，代表了當前光量子計算領域最高技術水平。后續(xù)產(chǎn)業(yè)有 望隨光量子計算技術的不斷突破持續(xù)受益。

與傳統(tǒng)云平臺相似，量子云平臺可顯著降低量子計算使用門檻，加速應用落地。量子云 平臺通過為用戶提供遠程訪問量子計算資源的接口，實現(xiàn)算力的靈活部署與成本優(yōu)化。 目前，國內(nèi)眾多機構陸續(xù)發(fā)布了不同類型的云平臺，基本于量子計算機的比特數(shù)相匹配， 以解決量子計算機部署成本高、維護復雜的問題。與傳統(tǒng)的云平臺相似，用戶可通過量 子云平臺遠程調(diào)用部署在數(shù)據(jù)中心或企業(yè)機房的量子算力，以較低成本訪問優(yōu)質(zhì)的量子 計算資源，降低資源使用門檻，從而將量子計算更好應用于金融、制藥、能源等實際場 景。

量子計算進入行業(yè)應用探索階段，金融、生物醫(yī)藥和能源或為最具潛力應用方向。量子 計算下游應用空間廣泛，應用路徑主要包括量子模擬、組合優(yōu)化和線性代數(shù)求解，可以 在衍生品定價、風險管理、藥物篩選、藥物分子設計等實際問題上展現(xiàn)出遠超經(jīng)典計算 機的性能。根據(jù)光子盒數(shù)據(jù)，隨著技術成熟度提升，到 2035 年金融領域?qū)⒊蔀榱孔佑嬎?最主要的應用場景，并占據(jù) 30.41%的市場份額，醫(yī)藥（14.20%）和能源（7.38%）領域 也有望實現(xiàn)規(guī)?；瘧谩?nbsp;

量子計算投融資市場呈現(xiàn)復蘇態(tài)勢，行業(yè)成長動能有望再度增強。2020-2024 年間，量 子計算融資總額復合增長率（CAGR）達 43.74%，其中 2024 年較前一年增長 30.34%，反 映出資本市場對量子技術商業(yè)化前景的重新評估與信心回升。一方面，IBM、D-wave 等 企業(yè)相繼實現(xiàn)千比特級量子處理器突破，并在金融優(yōu)化、藥物研發(fā)等領域驗證了量子優(yōu) 越性；另一方面，英偉達等科技巨頭通過 CUDA-Q 平臺，推動量子-經(jīng)典混合計算生態(tài)建 設，進一步強化了產(chǎn)業(yè)協(xié)同效應。隨著全球資本加速向具備明確技術路線和商業(yè)場景的 量子企業(yè)聚集，量子計算產(chǎn)業(yè)的成長動能有望進一步增強。

美國具有先發(fā)優(yōu)勢，中國增長潛力最大。分地區(qū)來看，美國以 12.60 億美元的總?cè)谫Y規(guī) 模位居全球首位，在量子計算領域同時展現(xiàn)出資金規(guī)模和資本活躍度的雙重優(yōu)勢。相比 之下，中國雖然交易數(shù)量排名靠前，但單筆融資規(guī)模較小，2024 年企業(yè)融資總額僅為 0.47 億美元，位列全球第七，僅為美國的 3.7%，與英國、澳大利亞等國也存在顯著差距。 但在政策支持和技術升級的雙重推動下，預計到 2035 年，中國量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模將從 12.7 億美元增長至 2382.1 億美元，實現(xiàn)量級躍遷并反超歐洲。

基于當前量子技術發(fā)展階段與產(chǎn)業(yè)規(guī)律，預計量子計算產(chǎn)業(yè)的演進路徑將遵循“硬件先 行”的發(fā)展范式。目前，量子計算全球投融資格局呈現(xiàn)硬件優(yōu)先特征。從技術層面來看， 現(xiàn)有含噪聲中等規(guī)模量子（NISQ）處理器受限于量子比特數(shù)量、相干時間及保真度等關 鍵參數(shù)，尚難以有效支撐量子算法的理論性能實現(xiàn)，這使得硬件性能提升成為突破當前 計算瓶頸的核心挑戰(zhàn)。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律看，參照經(jīng)典計算機的發(fā)展軌跡，在其商業(yè)化初 期的 30 年間，行業(yè)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(chuàng)造的主體。因此，在可預見的產(chǎn)業(yè)化進程中，上游硬件研發(fā)或?qū)⒊掷m(xù)占據(jù) 投資主導地位。