导读：
东方富海博士后创新实践基地秉承研究发现价值、研究引领投资的理念，对投资实务进行前瞻性研究。我们特别设立了“富海洞察”专栏，用于发布基地系列研究报告，供交流探讨。本文是量子计算行业的相关研究，为基地出品的第33篇报告。
进入 21 世纪，量子科技已逐步从实验室的概念演化为重构全球科技与产业版图的战略变量，其中，量子计算是量子力学与计算机科学相结合的一种通过遵循量子力学规律、调控量子信息单元来进行计算的新型计算范式。由于量子计算装置能拥有远超经典计算机的计算能力，未来或将成为现有计算体系的极大补充，并有望成为主要计算体系之一。当前，量子计算产业正处于从0到1的发展初期，但其产业价值已逐步被市场认知。本文从量子计算行业概况、国内外企业布局、政策情况出发，分析国内市场该产业发展的必要性，对产业链情况、相关公司发展情况进行梳理，并对行业的发展趋势进行展望。
1量子计算行业概况
1、量子力学颠覆经典计算体系，带来空前加速
量子计算是基于量子力学独特行为（如叠加、纠缠和量子干扰）的新型计算模式，其基本信息单位为量子比特。据微软定义，物理学中，量子是所有物理特性的最小离散单元，通常指代原子或电子、中微子、光子等亚原子粒子的属性。量子比特在量子计算中的作用，与比特在传统计算中的作用类似，但经典比特为二进制，仅能存储0或1两种状态，而量子比特可存储所有可能状态的叠加，这一特性奠定了其算力优势的基础。量子计算核心运用的物理特性具体如下：量子叠加：处于叠加态的量子粒子，是所有可能状态的组合，会持续波动直至被观察和测量。如图1所示，量子比特不仅可以像经典比特一样处于0态或1态，还可以同时处于0态和1态的叠加态。
▲图1. 经典比特0态与1态（左、中），量子比特叠加态（右）
量子纠缠：这是量子粒子之间相互关联测量结果的能力。当量子比特相互纠缠时，会构成一个有机系统并相互影响，通过测量一个量子比特的状态，即可推断出其他量子比特的状态。通过增加纠缠的量子比特数量，量子计算机能够处理指数级增长的信息，进而解决更复杂的计算问题。
量子干扰：作为量子比特的固有行为，量子干扰是叠加态影响其坍缩方式的可能性。量子计算机的核心设计目标之一，就是尽可能降低干扰，确保输出结果的准确性。
如图2所示，与经典计算的0和1不同，量子计算的基础是“量子比特”（qubit），它不仅能像经典比特那样表示0或1两种状态，还能以叠加态的形式同时兼具两者特性。正是因为量子叠加和量子纠缠的存在，量子计算机在处理特定问题时，可以展现出经典计算机难以企及的并行计算能力。传统计算机采用逐步计算模式，一次运算仅能处理一项任务；而量子计算采用并行计算模式，可同时对2ⁿ个数进行数学运算，相当于经典计算重复执行2ⁿ次操作。此外，当传统芯片特征尺寸缩小至数纳米时，量子隧穿效应会显著增强，电子束缚力减弱，导致芯片性能下降、能耗上升，而量子计算中的幺正变换属于可逆操作，有助于提升芯片集成度，进而降低信息处理过程中的能耗。
▲图2. 量子计算与经典计算对比
量子计算的运算能力随量子比特数量呈指数级增长，在人工智能（以下简称“AI”）领域具备巨大应用潜力。经典计算中，计算能力与晶体管数量呈线性正比关系；而量子计算机算力的增长规模与量子比特数量呈指数级相关。据中国计算机学会公众号信息，2012年“量子优势”（同一计算任务中，量子计算速度超越传统计算）概念被提出，2019年谷歌团队通过实验验证了这一概念，2020年潘建伟院士团队基于高斯玻色采样模型，成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，进一步验证了量子优势的可行性。目前，量子计算机的量子比特数已从最初的2个增长至数百个，并仍在快速提升，这为实现更可靠、更大规模的量子计算，以及挖掘量子计算在AI领域的应用价值提供了更多可能。
2、多路径并行推进，超导量子产业化进展领先
当前，全球量子计算硬件仍处于多技术路径并行探索阶段，不同路径基于量子比特的不同物理实现方式展开。如图3所示，主流路径大致分为：超导、离子阱、中性原子、半导体量子点、光量子、拓扑量子。各技术路径在稳定性、可扩展性和保真度等核心指标上各有优劣、权衡明显，目前尚无单一路线占据绝对主导地位。
▲图3. 量子计算的不同路线
多路径协同探索，正推动量子计算技术向“高稳定性—高保真度—可扩展性”方向迭代，助力未来量子计算机从实验验证阶段逐步进入商业化应用。从发展进度来看，超导量子凭借高保真度、易扩展性及成熟的制程工艺，在产业化道路上保持领先，发展前景最为稳健；离子阱路线具备极高的保真度，但可扩展性较差，整体发展略逊于超导技术；中性原子路线近年来突破显著，展现出更强的可扩展性，但在提升保真度方面仍面临技术瓶颈，发展进度相对滞后于前两者。
3、全球布局，竞逐先机
量子计算已成为全球主要国家综合国力竞争、维护国家技术主权的核心焦点之一。凭借算力性能的颠覆性优势，量子计算机已成为全球科技竞争的重要方向，截至目前，已有30余个国家开展以量子计算为重点的量子信息领域规划布局，其中，中国与美国处于行业第一梯队。
（1）美国：全球领跑，产业标杆
当前，美国在量子计算领域处于全球领先地位，在政策支持、技术研发、人才储备、产业孵化及融资环境等方面均具备强大优势。其核心竞争力在于拥有全球最活跃的量子创新生态系统，使得美国在国防、金融、医疗、制药等多个领域，对量子技术这一新兴算力有着更为迫切的需求，进一步推动了量子计算技术的迭代与产业化落地。
（2）中国：自主研发，全面突破
我国在量子计算领域目前仍处于追赶者地位，与美国相比存在一定差距。此前，我国量子计算上游零部件长期依赖进口，但随着中美关系变化以及美国对华科技投资限制的不断强化，欧美对我国的技术禁运力度持续加大，给我国量子计算产业发展带来较大挑战。不过，目前中国电科16所、量羲技术、知冷低温等企业已成功打破欧美技术封锁，实现了核心零部件的国产替代，推动我国量子计算产业持续加速发展。
当前，我国量子计算领域的企业数量及专利数量持续攀升，印证了产业的高景气度。尽管目前量子计算仍处于产业初期，企业利润率暂为负值，但随着应用落地节点逐步明确，企业整体盈利空间有望进一步扩大。
（3）欧洲：协同发力，加速追赶步伐
相较于中美两国，欧洲在量子计算领域的整体实力存在一定差距，但目前已逐步加大投入，力图实现追赶。随着美国在量子计算领域的快速布局和优势凸显，欧洲各国纷纷加大量子计算产业发展力度，参与国家不断增多，呈现出“众人拾柴火焰高”的协同发展态势。欧盟委员会于2025年7月初正式推出《量子欧洲战略》（Quantum Europe Strategy），旨在通过一体化发展路径，提升欧洲在全球量子技术竞争中的话语权，抢占新一轮科技革命的制高点。此外，2025年9月，英国与美国达成《科技繁荣协议》，双方承诺合作开发革命性量子计算机，并加快该技术在医疗保健、国防和金融等领域的部署，同时成立由英美顶尖研究人员组成的工作组，推动量子技术突破。随着对外合作的不断深化，欧洲量子计算产业有望逐步缩小与中美之间的差距。
2 量子计算产业链分析
1、上游：构建量子计算系统的基石
量子计算产业链上游是构建量子计算系统的基础，核心价值在于为量子比特的稳定存在与精确操控，提供必要的物理载体和环境支撑。当前，上游产业链主要涵盖极低温环境、精密测控系统与核心光子/芯片组件三大板块，其成熟度直接决定了中下游整机性能与规模化发展进程。
从国内外对比来看，欧美国家处于量子计算产业生态上游的企业数量更多、发展水平更高，在产品研制、技术创新及市场需求等方面积累了显著优势。我国上游企业近年来发展迅速，相继推出各类自研产品，但在部分关键设备组件的性能指标、制造成本和市场认可度等方面仍有较大提升空间，国产替代成为我国上游厂商的首要发展目标。
在低温环境支撑层面，稀释制冷机作为超导等主流技术路线的核心基础设施，通过创造接近绝对零度（10mK量级）的极低温环境，维持量子比特的相干性。2022年欧美对华实施稀释制冷机禁运后，国内产业链经历短期阵痛，但以中国电科16所、国盾量子为代表的企业迅速实现技术突破，其产品在温度、制冷量等关键指标上达到国际主流水平，初步完成国产替代。目前，我国在实现大冷量、高定制化目标上仍面临挑战，主要包括单组稀释单元性能提升，以及稀释制冷机中“氦-3”的进口依赖等，技术迭代进入自主攻坚阶段。
在控制系统领域，量子计算测控系统作为量子计算的“神经中枢”，相当于经典计算机的主机，是实现量子比特操控、读取和纠错的核心设备。比特数是衡量量子计算机计算能力的重要指标之一，未来超导量子计算机将朝着大规模量子比特方向发展，但核心难点在于提升单个比特的操控精度——只有操控精度与比特数同步提升，才能真正实现计算能力的突破。目前，该系统已形成两大技术分支，分别对应固态体系（超导/半导体）与非固态体系（离子阱/中性原子）。
在核心组件方面，激光器与感光元件构成了量子比特操控与读取的“感官系统”。其中，高稳定性、低噪声的窄线宽激光器，是离子阱与中性原子路线的关键核心组件；单光子探测器与电荷耦合器件等感光元件，则持续向更高探测效率、更低暗计数的方向迭代升级。
在硬件载体层面，量子计算芯片（QPU）与经典半导体芯片存在部分相似之处，均涉及曝光、刻蚀、镀膜、封装等工艺，这也是超导量子处理器能够快速实现规模化的重要原因。但二者技术原理存在本质差异，量子计算芯片需通过印刷电感、电容和约瑟夫森结来构造量子比特，其核心任务是实现多量子比特的相干操纵，即对每个量子比特进行精确控制。当前，量子芯片的设计正深度融入纠错逻辑，表面码、LDPC码等方案不断重构芯片的拓扑结构与耦合网络。超导路线依托成熟的半导体工艺，在芯片化进程中保持领先，其EDA工具链逐步完善；而半导体量子点与金刚石色心等路线，仍受限于材料纯度与微纳加工精度，工程化进程相对滞后。芯片层级的技术创新，已成为衡量各技术路线成熟度的重要标尺，也是未来行业竞争的核心战场。
2、中游：量子计算产业生态的核心枢纽
量子计算产业链中游涵盖量子计算原型机制造商和软件供应商，是产业生态的核心环节，也是企业数量最为集中的领域。在原型机领域，全球从事量子计算原型机研制的企业中，专注于超导路线的企业数量占比超过三分之一，其次是离子阱、中性原子、光量子和硅半导体等技术路线。
2024年，超导量子计算路线实现显著突破，其技术优势主要体现在三个方面：量子处理器的门保真度等关键指标持续提升，运算速度达到微秒量级，同时借助成熟的半导体工艺，实现了较好的比特扩展性。这种与传统半导体产业的天然兼容性，使其在工程化进程中，较离子阱、光量子等路线展现出更明确的产业化路径。
在软件层面，目前已形成覆盖量子计算全生命周期的工具链：量子EDA软件为芯片设计提供仿真平台；测控系统软件构成量子计算的实时调控“神经中枢”；编译软件则承担着将量子程序转化为硬件可执行指令的关键桥梁作用，是连接软件与硬件的核心纽带。
从国内外对比来看，大部分国家均并行布局多种技术路线。欧美企业在企业数量、原型机研制能力、软件研发、开源社区建设等方面占据一定优势；我国量子计算产业发展政策不断完善，创新成果孵化的有利条件持续增多，原型机及软件企业的成长空间十分广阔。
3、下游：实现量子算力的普惠化与行业转化
量子计算产业链下游的核心价值，在于实现量子算力的普惠化接入与行业应用转化。当前，下游以量子云服务为核心载体，有效解决了量子计算机购置成本高昂、操作维护复杂的核心痛点。通过提供远程接入服务，量子云平台显著降低了科研机构与企业的使用门槛，构建起连接硬件资源与终端用户的关键桥梁，加速了算法验证与应用探索的迭代周期。
从应用市场结构来看，科研领域仍是现阶段量子算力的主要需求方，高校、国家实验室及科技巨头通过采购真机，开展量子计算基础原理研究与算法开发。但随着技术成熟度的提升，应用重心正快速向商业化场景迁移。据ICV TA & K & Quantum China预测，金融行业凭借对计算效率的极致追求，在投资组合优化、风险建模等复杂金融问题上的应用潜力突出，有望成为未来市场规模最大的应用领域；生物医药与化工材料等领域紧随其后，在分子模拟、新材料发现等方向展现出持续增长的需求动能。
从国内外对比来看，IBM、亚马逊、微软等国外企业的量子计算云平台，在资源共享性、硬件多样性、应用案例丰富性及服务模式商用化等方面走在全球前列，并积极与各行业企业合作，联合探索量子计算的行业应用场景。我国量子计算云平台供应商，在平台间协同合作、后端硬件水平、商业模式探索等方面仍有较大提升空间。随着量智融合趋势的推动，深度协同量子计算算力与AI数据及智能调控能力的量子计算云平台技术将迎来更大的发展。
3量子计算行业发展趋势
1、重塑计算体系，成为未来算力核心组成部分
算力作为数字时代的核心“底座”，是大数据、人工智能、移动互联网、云计算等新技术发展的关键基础设施。现有经典计算机通过内部逻辑电路实现算法，输入态和输出态均为经典信号；而量子计算机的输入态和输出态为一般叠加态，极大扩充了经典计算的边界。量子计算机对每一个叠加分量实现的变换，相当于一种经典计算，且可通过并行计算同时完成，其量子叠加、量子纠缠等特性，有望解决经典计算机难以处理的复杂问题，既是现有计算体系的重要补充，也有望在未来成为主流计算体系之一。
目前，混合算力平台已通过深度融合经典计算与量子计算资源，实现了计算能力的提升。由于当前量子计算硬件尚未完全成熟，难以单纯依赖量子计算机完成复杂计算，混合算力平台通过将任务划分为经典与量子两部分协同处理，既充分利用现有经典计算资源，又能在核心任务上发挥量子并行优势，大幅提升计算效率。同时，混合算力平台具备较强的灵活性和可扩展性，可依托云计算技术实现算力按需分配，充分满足不同规模、不同复杂度的计算需求，有效降低量子计算使用门槛，让科研机构与商业公司均可根据自身需求灵活配置算力资源。
2、加速产业化落地，多维度突破发展瓶颈
未来全球各国持续加码布局量子计算，行业产业基础持续夯实，应用场景不断拓宽，市场格局愈发多元，同时量子计算将联动多项前沿技术融合创新，加速破除行业发展壁垒。
（1）产业生态日趋成熟。当前行业仍处在由理论研究向实际应用过渡的阶段，产业链上下游各司其职、协同发力，未来行业将强化全链条协作联动，打通技术研发、试验落地与场景应用全流程，搭建协同共进、良性运转的产业发展生态。
（2）跨界融合赋能升级。量子计算深度联动传统通用算力、超级算力及智能算力，搭建多元化异构融合算力体系，同时与人工智能深度结合，依托量子强大算力优势赋能 AI 提质增效，实现技术双向突破。（
3）市场主体愈发丰富。目前科技巨头与初创企业已是行业主力，随着技术日趋成熟、商业价值凸显，通信、传统半导体等各类市场主体将纷纷入局，进一步壮大行业发展力量。
（4）行业应用全面落地。伴随硬件设备迭代升级与云端算力平台日趋完善，量子计算应用成本持续下降，将全面渗透金融、生物医药、新材料、人工智能等诸多领域，其中金融行业有望率先实现规模化落地，依托量子算力完成产业革新，全面释放产业变革价值。
3、商业化落地提速，市场空间广阔
量子计算的商业化落地正从“萌芽探索”迈入“加速突围”的关键阶段，其蕴藏的市场潜力正逐步释放。谷歌Willow芯片在量子纠错领域的突破性进展，如同打开了量子计算规模化应用的“机遇之门”，不仅打破了技术瓶颈，更让产业发展速度远超市场预期，为商业化落地注入强劲动能。随着量子计算技术的持续迭代突破，叠加AI、大数据、云计算等新技术的深度融合，量子计算的应用边界正不断拓宽，重塑各行业的发展逻辑。
4总结与未来展望
量子计算属于颠覆性、长周期、高门槛的前沿科技领域，并非短期可快速落地、变现，整体技术迭代、系统成熟、场景落地与商业化普及仍是一个久久为功的长期过程。当前行业仍处于中等规模含噪声量子计算阶段，量子纠错、高保真度门操控、大规模比特集成等核心技术仍存在明显瓶颈，各类应用场景大多停留在实验验证与算法原型阶段，距离规模化商用仍需工程技术打磨与生态培育，需要行业保持理性耐心。
当前国内量子计算创业主体数量快速增长，市场融资布局热度高涨，但随之而来的赛道同质化、重复建设问题逐步凸显。由于多技术路线尚未收敛，落地场景相对有限，大量企业集中于原型机研制、基础算法等领域，极易造成产业资源与人才的浪费与分散，未来亟需通过差异化布局与资源整合优化，规避同质化内卷。此外，国内行业核心技术多依托高校科研团队孵化，但多数团队侧重基础研究与原理验证，普遍存在工程化落地、产品化迭代、商业化运营等能力不足的短板，制约了产业规模化发展。未来需进一步深化产学研融合，补齐短板，打通从学术研究到产品落地的完整创新链条。
总体而言，尽管中国量子计算产业仍面临落地周期长、多路线竞争等诸多挑战，但作为量子科技产业的核心支柱与数字算力升级的核心增长引擎，量子计算正持续突破技术壁垒、完善产业生态、抢占全球竞争先机。随着技术自主可控水平持续提升、量智融合应用不断深化、产业布局逐步趋于理性，量子计算产业将书写自主创新的新篇章，有望持续领跑全球量子科技赛道，为中国高质量发展提供重要的多元化算力支撑。
