专用量子计算时代将至，超导和光量子计算商业价值或率先显现。
量子计算产业正处于高速增长的黄金期，行业拐点将至。2024 年，全球量子产业规模已 达到 50.4 亿美元，预计在 2024 至 2030 年间将以 87.64%的年平均增长率（CAGR）快速增 长。随着专用量子计算机在特定领域相较于经典计算的显著优势逐步显现，预计 2027 年 量子计算产业规模将跃升至 111.8 亿美元。此后，在专用量子计算机的深度应用与通用 量子计算机技术持续进步的双重推动下，产业规模有望迎来爆发式增长，预计 2035 年将 突破 8000 亿美元，量子计算产业将迈向全面成熟与商业化。
量子计算正处于从 NISQ（含噪声中等规模量子）时代向专用量子模拟机应用的关键转型 期，专用量子计算的市场潜力或逐步显现。当前，量子计算产业已突破单纯硬件研发阶 段，正加速向应用场景落地拓展。2025 年以来，Google、IBM，D-Wave，中电信量子等 量子领域领先机构在专用量子模拟方面取得系列突破，推动各技术路线的专用量子计算 机加速涌现。虽然完全商业化尚需时日，但随着产业链持续完善，金融建模、新材料研 发、药物发现等领域的量子计算应用示范项目逐步落地。在各国政策支持和资本陆续加 码的背景下，量子计算有望逐步从实验室走向行业应用，预计未来 2-3 年将形成更明确 的市场化路径，专用量子计算机的商业价值将率先释放。
量子计算呈多元格局，超导量子计算和光量子计算是最有可能在特定领域实现商业化应 用的路线。目前，量子计算呈现出多种技术路线并行发展的多元化格局，主要技术路线 包括超导、离子阱、光量子、中性原子、硅半导体等。不同技术路线在量子比特的实现 方式、性能特点、应用场景等方面各有优劣，尚未出现某一种技术路线占据绝对主导的 局面。其中，超导技术路线有望凭借其在量子比特数量和量子纠错能力方面的相对领先 地位，率先展现出实现大规模商业化的潜力，主要原因有两点：一是超导量子计算路线 本身特点优势明显，比如保真度高、运算速度快、扩展性好、可控性强，从而受到更多 科研人员与投资机构的关注。二是超导量子计算机与成熟的电子学、半导体工艺密切相 关，而离子阱、中性原子等技术路线所用设备多为成熟度相对较低的光子学设备。同时， 光量子路线由于具备可常温工作、相干时间长、保真度较高等优势，在量子优越性证明、 光子纠缠操控试验等方面也取得了不少科研进展。例如中国“九章三号”原型机一经问 世，便刷新了光量子信息的技术水平的世界纪录，并在金融、云计算等多个垂类行业开 展了商业化探索。
量子计算产业上游国产化进程提速，中游技术路线多元化发展，下游应用场景逐步丰富。 目前，国内量子计算产业链呈现清晰的层级结构。上游聚焦核心器件与基础设施，涵盖 量子比特测控系统、量子环境控制设备、专用芯片制造及关键材料供应，国产供应商在 稀释制冷机、测控系统等核心领域不断突破；中游涵盖硬件系统集成与软件开发，包括 超导、离子阱等主流技术路线的整机制造，以及量子算法、编译器和行业应用软件的开 发；下游主要为商业化应用生态，通过量子云平台向金融、制药、交运等领域提供算力 服务，推动行业解决方案落地。 量子计算产业的上游核心环节聚焦于量子比特的环境控制而非芯片，以稀释制冷机为代 表的核心设备是决定超导量子计算产业化进程的关键。量子计算产业链涵盖了核心硬件、 整机、软件及算法、云平台等四个核心环节，这些环节与传统计算机产业链相似，但量 子计算机的计算属性有其独特之处，芯片在量子计算机中的占比相对较小，因为量子芯 片的尺寸通常处于微米级别，制造难度并不像传统芯片那样高。在超导量子计算中，最 关键的环节是量子比特的环境控制和信号传输，包括将环境温度降至接近绝对零度，并 在此条件下保证信号的稳定传输。这一环节的设备价值量也最大。构建接近绝对零度的 极低温环境以及实现超低噪声条件下的稳定信号传输，是当前超导量子计算领域面临的 主要挑战。从 2024 年的发展来看，全球量子计算供应链呈现出多元化的格局。欧美企业 凭借在高端材料、模块化设计以及制冷功率提升方面的技术积累，占据了先发优势。中 国企业如中国电科 16 所、量羲技术、知冷低温、国盾量子等则加速推进国产替代，在稀 释制冷机的关键性能指标上达到国际一流水平，并逐步推动产业自主保障能力从“点状 替代”向“链式协同”升级，稀释制冷机作为超导、半导体、拓扑量子计算机的核心设 备，是未来支撑量子计算机稳定运行的关键。
中国在超导、离子阱等主流技术路线上仍落后于美国，或将加速中游技术迭代与产业升 级。量子计算产业链中游主要包括量子计算原型整机和软件。原型机方面，投入超导路 线的企业数量最多，约占整体的三分之一，离子阱、中性原子、光量子和硅半导体等路 线也均有国内外企业布局。软件方面，通过开源社区推动软件产品迭代和用户生态培育是主要趋势，科技巨头依托传统软件生态影响力占据先发优势。整体看，欧美量子计算 企业在中游技术创新成果、产品性能指标等方面处于领先，如 IBM 推出了首个模块化量 子计算机 Condor，量子比特数突破 1000，并支持未来扩展至 10 万+量子比特。而中国超 导量子计算能力与规模相对较小，与欧美头部企业相比仍有差距，存在较大的发展空间。 中国在光量子计算的实验验证和产业化方面更具优势，原型机的性能提升和技术突破将 带动整个产业链发展。作为量子计算领域具备实用化潜力的方向之一，光量子计算在特 定算法和专用计算场景中已展现出超越经典计算机的潜力。中国科学技术大学研发的 “九章”系列光量子计算机，成功实现 1000 个量子比特的纠缠态制备，在特定问题处理 上比超级计算机快 15 个数量级，代表了当前光量子计算领域最高技术水平。后续产业有 望随光量子计算技术的不断突破持续受益。
与传统云平台相似，量子云平台可显著降低量子计算使用门槛，加速应用落地。量子云 平台通过为用户提供远程访问量子计算资源的接口，实现算力的灵活部署与成本优化。 目前，国内众多机构陆续发布了不同类型的云平台，基本于量子计算机的比特数相匹配， 以解决量子计算机部署成本高、维护复杂的问题。与传统的云平台相似，用户可通过量 子云平台远程调用部署在数据中心或企业机房的量子算力，以较低成本访问优质的量子 计算资源，降低资源使用门槛，从而将量子计算更好应用于金融、制药、能源等实际场 景。
量子计算进入行业应用探索阶段，金融、生物医药和能源或为最具潜力应用方向。量子 计算下游应用空间广泛，应用路径主要包括量子模拟、组合优化和线性代数求解，可以 在衍生品定价、风险管理、药物筛选、药物分子设计等实际问题上展现出远超经典计算 机的性能。根据光子盒数据，随着技术成熟度提升，到 2035 年金融领域将成为量子计算 最主要的应用场景，并占据 30.41%的市场份额，医药（14.20%）和能源（7.38%）领域 也有望实现规模化应用。
量子计算投融资市场呈现复苏态势，行业成长动能有望再度增强。2020-2024 年间，量 子计算融资总额复合增长率（CAGR）达 43.74%，其中 2024 年较前一年增长 30.34%，反 映出资本市场对量子技术商业化前景的重新评估与信心回升。一方面，IBM、D-wave 等 企业相继实现千比特级量子处理器突破，并在金融优化、药物研发等领域验证了量子优 越性；另一方面，英伟达等科技巨头通过 CUDA-Q 平台，推动量子-经典混合计算生态建 设，进一步强化了产业协同效应。随着全球资本加速向具备明确技术路线和商业场景的 量子企业聚集，量子计算产业的成长动能有望进一步增强。
美国具有先发优势，中国增长潜力最大。分地区来看，美国以 12.60 亿美元的总融资规 模位居全球首位，在量子计算领域同时展现出资金规模和资本活跃度的双重优势。相比 之下，中国虽然交易数量排名靠前，但单笔融资规模较小，2024 年企业融资总额仅为 0.47 亿美元，位列全球第七，仅为美国的 3.7%，与英国、澳大利亚等国也存在显著差距。 但在政策支持和技术升级的双重推动下，预计到 2035 年，中国量子计算产业规模将从 12.7 亿美元增长至 2382.1 亿美元，实现量级跃迁并反超欧洲。
基于当前量子技术发展阶段与产业规律，预计量子计算产业的演进路径将遵循“硬件先 行”的发展范式。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（NISQ）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。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。因此，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。
