量子計算以其獨特的量子疊加和糾纏特性，在解決復(fù)雜計算問題上展現(xiàn)出指數(shù)級加速能力，成為計算科學(xué)領(lǐng)域的革命性突破。當(dāng)前，量子計算技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，量子比特數(shù)目顯著增加，硬件性能不斷提升，多種技術(shù)路線并行發(fā)展。超導(dǎo)量子計算、離子阱等量子計算技術(shù)路線的突破，為量子計算的實用化奠定了堅實基礎(chǔ)。同時，量子算法的開發(fā)與應(yīng)用探索也在不斷深入，量子計算在優(yōu)化問題、人工智能等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。

一、量子計算的定義

量子計算是利用量子力學(xué)的基本特性實現(xiàn)問題求解的計算模式，通過構(gòu)建可精密操控的量子物理硬件系統(tǒng)，運行量子計算軟件實現(xiàn)量子算法，求解計算問題，實現(xiàn)量子計算在特定問題或領(lǐng)域的應(yīng)用。目前量子計算呈現(xiàn)多種硬件技術(shù)路線并行的發(fā)展態(tài)勢，可以分為兩類，一類是以超導(dǎo)路線、硅半導(dǎo)體路線為代表的人造粒子路線，另一類是以離子阱路線、中性原子路線、光量子路線為代表的天然粒子路線。

二、量子計算行業(yè)發(fā)展政策

量子計算已成為全球主要國家之間開展綜合國力競爭，維護(hù)國家技術(shù)主權(quán)的關(guān)注焦點之一。近年來，我國政府相關(guān)部門出臺了《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃（2023-2025年）》《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實施方案（2023─2035年）》《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等多項政策，支持量子計算、量子通信等量子技術(shù)的發(fā)展。

三、量子計算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.量子計算市場規(guī)模

受益于通用量子計算機(jī)技術(shù)進(jìn)步和專用量子計算機(jī)在特定領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，全球量子計算市場規(guī)模快速增長。2023年全球量子市場規(guī)模達(dá)到47億美元。目前國際學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為未來5-10年量子計算將逐步實現(xiàn)商用落地， 2024年全球量子計算市場規(guī)模將達(dá)到55億美元，2025年達(dá)到61億美元。

2.量子計算專利申請情況

當(dāng)前，全球量子計算技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)活躍，漸成為前沿科學(xué)研究熱點。截至2024年7月，2013年至2023年全球量子計算發(fā)明專利申請量共計15437件，全球授權(quán)總量5417件。從分布來看，中國和美國在量子計算科研方面的活躍度和領(lǐng)先地位顯著，分別占比39%和28%，此外，日本、歐洲、韓國等國家/地區(qū)也有約5%、3%、2%占比的專利申請量。

3.不同技術(shù)路線專利申請數(shù)量

量子計算技術(shù)路線主要包括超導(dǎo)、離子阱、光量子、中性原子、硅半導(dǎo)體等多種方向。從專利申請總量和授權(quán)總量兩方面可看出，超導(dǎo)量子計算路線長期被業(yè)界寄予厚望，截至2024年7月全球超導(dǎo)量子計算路線專利的全球申請量為9380件，全球授權(quán)量為3976件。

4.量子計算應(yīng)用占比

目前量子計算處于從前沿研究向應(yīng)用落地突破的關(guān)鍵階段，廣泛而活躍的多方應(yīng)用探索是推動量子計算技術(shù)走向應(yīng)用的關(guān)鍵。從下游應(yīng)用看，量子計算與金融、醫(yī)藥、化工等多領(lǐng)域均可交叉應(yīng)用。根據(jù)預(yù)測，2035年全球量子計算下游應(yīng)用占比中，金融領(lǐng)域的市場份額最高，將達(dá)到51.9%，較2030年的15.8%實現(xiàn)顯著提升。其次為醫(yī)藥和化工領(lǐng)域，分別為20.5%和14.2%。

5.量子計算企業(yè)布局

近年來，量子計算已成為全球科技企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)的重點布局方向之一。歐美是量子計算企業(yè)聚集度和活躍度較高的地區(qū)。美國IBM、谷歌、Intel、微軟、亞馬遜等大型科技企業(yè)憑借其公司體量龐大、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)驗豐富、商業(yè)能力強(qiáng)等優(yōu)勢，在量子計算行業(yè)的第一梯隊中占據(jù)一席之地。歐洲量子計算企業(yè)以初創(chuàng)企業(yè)為主，代表性企業(yè)包括Pasqal、IQM、OQC、AQT、Oxford lonics、ORCA Computing、Quandela、Alice & Bob等。

我國量子計算企業(yè)中，騰訊、華為、中國電科等科技企業(yè)已提前布局量子計算。本源量子、國盾量子、華翊量子、啟科量子、玻色量子、圖靈量子、量旋科技、弧光量子、中科酷源等初創(chuàng)企業(yè)積極推進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用探索，紛紛推出軟硬件產(chǎn)品和云平臺，發(fā)展進(jìn)程持續(xù)加快。整體來看，我國量子計算企業(yè)的投入力度和發(fā)展水平相較歐美而言仍有提升空間。

四、量子計算行業(yè)重點企業(yè)

1.國盾量子

國盾量子緊緊圍繞量子信息技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開展業(yè)務(wù)，主要從事量子通信、量子計算、量子精密測量產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，并提供相關(guān)的技術(shù)服務(wù)。量子通信產(chǎn)品主要包括量子保密通信網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備、量子安全應(yīng)用產(chǎn)品、核心組件以及量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的管理與控制軟件，并提供基于量子通信的技術(shù)開發(fā)及驗證服務(wù)、量子保密通信網(wǎng)絡(luò)運維服務(wù)、面向量子安全應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)服務(wù)等。2024年前三季度，國盾量子營業(yè)總收入9971.48萬元，同比上升36.1%，歸母凈利潤虧損5511.75萬元，同比上升30.33%。

分產(chǎn)品來看，2023年國盾量子主營業(yè)務(wù)中，量子計算實現(xiàn)營收4478萬元，占總營業(yè)收入比重的28.69%。

2.本源量子

本源量子計算科技（合肥）股份有限公司，國內(nèi)量子計算龍頭企業(yè)，2017年成立于合肥市高新區(qū)，團(tuán)隊技術(shù)起源于中科院量子信息重點實驗室。本源量子聚焦量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，打造自主可控工程化量子計算機(jī)，圍繞量子芯片、量子計算測控一體機(jī)、量子操作系統(tǒng)、量子軟件、量子計算云平臺和量子計算科普教育核心業(yè)務(wù)，全棧研制開發(fā)量子計算，積極推動量子計算產(chǎn)業(yè)落地，聚焦生物科技、化學(xué)材料、金融分析、輪船制造、大數(shù)據(jù)等多行業(yè)領(lǐng)域，探索量子計算產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，爭搶量子計算核心專利。

3.量旋科技

量旋科技成立于2018年，是一家致力于量子計算產(chǎn)業(yè)化和普惠化的一站式解決方案服務(wù)商，在技術(shù)研發(fā)和商業(yè)落地“雙輪驅(qū)動”的戰(zhàn)略下，依托教育級核磁量子計算機(jī)、產(chǎn)業(yè)級超導(dǎo)量子計算機(jī)、量子計算云平臺和應(yīng)用軟件進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局，賦能科研教學(xué)、藥物研發(fā)、金融科技、人工智能等諸多前沿領(lǐng)域，跟合作伙伴共建場景化解決方案，使量子計算走進(jìn)千行百業(yè)，成為真正的生產(chǎn)力工具。

4.圖靈量子

圖靈量子是一家光量子芯片和光量子計算機(jī)公司，致力于以光子芯片為核心，推動量子信息與智能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，提供量子安全通信服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程保密控制的全棧式解決方案。量子計算作為公司的主線產(chǎn)品，經(jīng)歷了三次迭代。以“飛秒激光直寫技術(shù)-三維光子芯片”為核心發(fā)布并交付了第一代專用科研級光量子計算機(jī)，主要運用在科研、軍工領(lǐng)域；其次基于薄膜鈮酸鋰（LNOI）技術(shù)開展了可編程光芯片的研發(fā)，在2023年完成了49×49網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的可編程光芯片，并在同年交付了首款可編程光量子計算機(jī)。最后，利用量子計算技術(shù)來解決實際商業(yè)問題，涉足領(lǐng)域包括生物、金融等。

5.玻色量子

北京玻色量子科技有限公司于2020年底在北京市朝陽區(qū)成立，是北京市唯一一家研發(fā)光量子計算設(shè)備的硬科技公司。公司擁有一支來自斯坦福、清華、中科院等國內(nèi)外知名學(xué)府且具備多年光量子信息研究經(jīng)驗的核心研發(fā)團(tuán)隊，自建十萬顆粒潔凈度的光量子信息技術(shù)實驗室，申請發(fā)明專利數(shù)十項。公司目前員工近百人，碩博占比70%。成立三年以來，玻色量子累計完成了五輪融資，已于2024年4月正式對外發(fā)布550計算量子比特相干光量子計算機(jī)，并與多個知名高校聯(lián)合共建光量子實驗室，同時面向人工智能、通信、電力、金融、交通、醫(yī)藥等多領(lǐng)域開展了場景驗證，推廣實用化量子計算。

五、量子計算行業(yè)發(fā)展前景

1.政策支持量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國政府高度重視量子計算的發(fā)展，將其納入未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并出臺了一系列相關(guān)政策支持其研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用。例如，2024年3月，量子計算首次被列入政府工作報告之中，報告提到制定未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，開辟量子技術(shù)、生命科學(xué)等新賽道，創(chuàng)建一批未來產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)。

2.量子芯片技術(shù)不斷進(jìn)步

近年來，量子芯片技術(shù)取得了顯著突破。以谷歌發(fā)布的Willow量子芯片為例，該芯片在隨機(jī)線路采樣（RCS）基準(zhǔn)測試中展現(xiàn)了驚人的性能，能夠在不到5分鐘的時間內(nèi)完成一項標(biāo)準(zhǔn)計算任務(wù)，而這項任務(wù)由當(dāng)今世界上最快的超級計算機(jī)來完成，也需要花費“10的25次方”年的時間才能完成這項計算。Willow量子芯片內(nèi)含105個量子比特，其前身為谷歌旗下的Sycamore量子處理器。這一成就不僅展示了量子計算的“量子優(yōu)越性”，也為未來量子計算在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)提供了有力支持。

3.量子計算商業(yè)化進(jìn)程加快

越來越多的企業(yè)開始涉足量子計算領(lǐng)域，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用探索。這些企業(yè)包括科技巨頭、初創(chuàng)公司以及傳統(tǒng)行業(yè)企業(yè)等。他們通過合作研發(fā)、投資并購等方式，加速量子計算技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。量子計算已經(jīng)在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力，如金融、醫(yī)療、材料科學(xué)、交通等。這些領(lǐng)域?qū)α孔佑嬎愕男枨蟛粩嘣黾�，推動了量子計算商業(yè)化進(jìn)程加快。