當(dāng)前各國政府認(rèn)識到量子科技對于國家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，因此推出了一系列支持政策。特別是在美國、歐洲和中國等地，量子科技已成為國家戰(zhàn)略層面的重點(diǎn)發(fā)展方向。政府投資、企業(yè)研發(fā)資金的注入以及國際合作項(xiàng)目的增多成為推動市場發(fā)展的主要動力。例如，量子科技已被寫入中國“十四五”規(guī)劃，成為國家戰(zhàn)略層面的重點(diǎn)發(fā)展方向。

一、全球量子計算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、科研活躍度分析

根據(jù)市場調(diào)研報告指出，全球量子計算領(lǐng)域的科研活躍度持續(xù)攀升，成為國際科研競爭的焦點(diǎn)。從論文發(fā)表量來看，過去十年間，全球量子計算論文發(fā)表量增長了約 4 倍，反映出該領(lǐng)域研究熱度的迅速升溫。2013 - 2017 年，論文年增長量相對平穩(wěn)，平均每年約增長 70 篇；而從 2017 年起，增長速度顯著加快，2019 - 2021 年期間，每年增長量超過 300 篇 ，預(yù)計未來幾年全球量子計算論文量仍將保持增長態(tài)勢。

在論文發(fā)表量的國家排名中，美國和中國占據(jù)前兩位，分別發(fā)表了 5430 篇和 4813 篇，大幅領(lǐng)先于其他國家，充分彰顯了兩國在量子計算科研領(lǐng)域的領(lǐng)先地位和高度活躍性。德國、英國和日本等國家也表現(xiàn)出強(qiáng)勁的研究實(shí)力，發(fā)文量分別為 1955 篇、1441 篇和 1421 篇。

在專利申請方面，2013 - 2023 年，全球量子計算發(fā)明專利申請量累計達(dá) 15437 件，授權(quán)總量為 5417 件。自 2013 年起，年度申請量呈現(xiàn)快速增長趨勢，2021 年達(dá)到峰值 2866 件，盡管 2022 年申請量略有下降，2023 年受公開延遲影響申請量有所波動，但預(yù)計整體仍保持上升趨勢。授權(quán)量也呈現(xiàn)穩(wěn)步增長，2023 年達(dá)到峰值 1384 件 。

從專利申請的地域分布來看，中國和美國在量子計算科研方面的優(yōu)勢顯著，申請量占比分別為 39% 和 28%。日本、歐洲、韓國等國家和地區(qū)也積極布局，申請量占比分別約為 5%、3%、2%。中美兩國在量子計算專利申請上的領(lǐng)先，反映出兩國在技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新方面的強(qiáng)大實(shí)力，以及對量子計算產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的高度重視。

2、技術(shù)路線發(fā)展

當(dāng)前，量子計算技術(shù)呈現(xiàn)出多種技術(shù)路線并行發(fā)展的多元化格局，主要技術(shù)路線包括超導(dǎo)、離子阱、光量子、中性原子、硅半導(dǎo)體等。不同技術(shù)路線在量子比特的實(shí)現(xiàn)方式、性能特點(diǎn)、應(yīng)用場景等方面各有優(yōu)劣，尚未出現(xiàn)某一種技術(shù)路線占據(jù)絕對主導(dǎo)的局面。

超導(dǎo)量子計算憑借其在擴(kuò)展性等方面的優(yōu)勢，長期受到業(yè)界的高度關(guān)注。從專利申請總量和授權(quán)總量來看，超導(dǎo)量子計算路線表現(xiàn)突出，截至 2024 年 7 月，全球?qū)＠暾埩繛?9380 件，授權(quán)量為 3976 件。超導(dǎo)量子比特基于超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)實(shí)現(xiàn)，具有可擴(kuò)展性好、與現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)多比特的集成和大規(guī)模量子計算系統(tǒng)的構(gòu)建。例如，IBM 在 2023 年 12 月發(fā)布了全球首款超過 1000 量子比特的量子計算處理器芯片 Condor，擁有 1121 量子比特，展示了超導(dǎo)量子計算在比特數(shù)量擴(kuò)展上的強(qiáng)大能力。然而，超導(dǎo)量子比特對極低溫環(huán)境和電磁干擾較為敏感，需要復(fù)雜的制冷和屏蔽技術(shù)來維持其量子態(tài)的穩(wěn)定性。

離子阱量子計算以其高保真度的量子比特操控和長退相干時間等優(yōu)勢，在量子計算領(lǐng)域占據(jù)重要地位。離子阱通過電場或磁場將單個離子囚禁在特定位置，利用離子的能級躍遷來實(shí)現(xiàn)量子比特的操作。離子阱量子比特具有較高的相干性和邏輯門精度，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的量子計算。2024 年 6 月，全球最大的集成量子計算公司 Quantinuum 發(fā)布了首臺 56 離子阱量子位的量子計算機(jī) ——H2-1，進(jìn)一步推動了離子阱量子計算技術(shù)的發(fā)展。不過，離子阱技術(shù)在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子比特集成時面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)，如離子間的串?dāng)_和系統(tǒng)的復(fù)雜性增加等問題。

光量子計算利用光子作為量子比特，具有室溫下可操作、光子相干性好、信息傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，在量子通信和量子計算領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。光量子計算通過量子光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)量子比特的制備、操控和測量，能夠有效避免環(huán)境噪聲的干擾。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊在光量子計算領(lǐng)域取得了一系列重要成果，如 “九章” 系列光量子計算機(jī)，展示了光量子計算在特定計算任務(wù)上的卓越性能。然而，光量子計算在光子的產(chǎn)生、操控和檢測等方面仍面臨技術(shù)難題，需要進(jìn)一步提高光子源的質(zhì)量和操控精度。

中性原子量子計算和硅半導(dǎo)體量子計算等技術(shù)路線也在不斷發(fā)展。中性原子量子計算利用超冷中性原子實(shí)現(xiàn)量子比特，具有量子比特全同性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；硅半導(dǎo)體量子計算則基于成熟的半導(dǎo)體工藝，有望實(shí)現(xiàn)量子比特的大規(guī)模集成和低成本制造。這些技術(shù)路線在量子比特的性能提升、系統(tǒng)集成和應(yīng)用拓展等方面不斷取得突破，為量子計算的發(fā)展提供了更多的可能性。

3、企業(yè)布局與競爭格局

全球量子計算企業(yè)數(shù)量持續(xù)增長，截至 2024 年 7 月，已達(dá) 329 家，涵蓋科技企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)、供應(yīng)鏈企業(yè)和行業(yè)應(yīng)用企業(yè)等多種類型，其中初創(chuàng)企業(yè)占比最大，達(dá)到 234 家。美國和中國是量子計算企業(yè)的主要聚集地，美國擁有 93 家量子計算企業(yè)，其中初創(chuàng)企業(yè) 62 家；中國擁有 36 家，其中初創(chuàng)企業(yè) 24 家。

在全球量子計算市場中，國際科技巨頭憑借其強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)實(shí)力、豐富的資源和廣泛的市場渠道，占據(jù)了重要地位。IBM 在量子計算領(lǐng)域的布局全面而深入，不僅在超導(dǎo)量子計算硬件研發(fā)上取得了顯著成果，如發(fā)布超過 1000 量子比特的處理器 Condor，還積極推動量子計算軟件和應(yīng)用的發(fā)展，建立了量子計算云平臺 IBM Q Experience，為全球用戶提供量子計算服務(wù)。Google 在量子計算領(lǐng)域也取得了多項(xiàng)重要突破，其研發(fā)的超導(dǎo)量子芯片 Sycamore 實(shí)現(xiàn)了 “量子優(yōu)越性”，展示了量子計算機(jī)在特定計算任務(wù)上超越經(jīng)典計算機(jī)的能力。2024 年 12 月，Google 發(fā)布的適用于量子計算機(jī)的芯片 willow（柳樹），在性能上取得了進(jìn)一步提升，為量子計算的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。Microsoft 則通過 Azure Quantum 云平臺，為用戶提供量子計算資源和開發(fā)工具，同時積極開展量子計算算法和應(yīng)用的研究，推動量子計算與云計算、人工智能等技術(shù)的融合。

除了科技巨頭，眾多初創(chuàng)企業(yè)也在量子計算領(lǐng)域嶄露頭角。這些初創(chuàng)企業(yè)專注于量子計算的某一細(xì)分領(lǐng)域，如量子芯片研發(fā)、量子算法優(yōu)化、量子計算服務(wù)等，憑借其創(chuàng)新的技術(shù)和靈活的市場策略，在市場中迅速崛起。IonQ 是一家專注于離子阱量子計算技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè)，在離子阱量子計算機(jī)的研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展，其量子計算機(jī)已實(shí)現(xiàn)了與多家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的合作，為客戶提供量子計算解決方案。Rigetti Computing 則致力于超導(dǎo)量子計算硬件和軟件的研發(fā)，推出了一系列高性能的量子計算產(chǎn)品，并在量子計算云服務(wù)領(lǐng)域積極布局。

中國的量子計算企業(yè)也在快速發(fā)展，在全球市場中逐漸嶄露頭角。國盾量子作為國內(nèi)量子通信領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，積極拓展量子計算業(yè)務(wù)，其量子計算產(chǎn)品涵蓋超導(dǎo)量子計算機(jī)整機(jī)、操控系統(tǒng)、稀釋制冷機(jī)等核心組件，并提供量子計算相關(guān)技術(shù)服務(wù)。本源量子聚焦量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，打造自主可控的工程化量子計算機(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、量子計算云平臺等核心業(yè)務(wù)，全棧研制開發(fā)量子計算技術(shù)，積極推動量子計算在生物科技、化學(xué)材料、金融分析等多行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

4、投融資情況

量子計算領(lǐng)域的投融資活動近年來十分活躍，吸引了大量資本的關(guān)注。2018 - 2022 年，全球量子計算融資呈現(xiàn)顯著增長態(tài)勢，復(fù)合年均增長率（CAGR）高達(dá) 140.6%。盡管 2023 年融資活動有所降溫，但投資規(guī)模依然可觀。2023 年，已披露的量子計算投融資事件達(dá)到 143 筆，其中風(fēng)險投資占據(jù)主導(dǎo)地位，共 91 筆，涉及融資金額近 13 億美元，占比超 60%。種子輪共有 34 筆，約 1.2 億美元；A 輪和 B 輪分別為 19 筆和 13 筆，金額約為 8.7 億美元和 3.4 億美元。

投資方中，全球各大電信運(yùn)營商的投資力度不斷加大，它們看到了量子計算在未來通信領(lǐng)域的巨大潛力，通過投資布局，提前搶占量子通信和量子計算融合發(fā)展的先機(jī)。政府機(jī)構(gòu)和軍方也在積極參與量子計算領(lǐng)域的投資，以資助激勵（Grant）類型為主，2023 年共有 36 筆，超 7400 萬美元，如美國國防高級研究計劃局（DARPA）、美國國家科學(xué)基金會（NSF）、美國能源部（DOE），英國創(chuàng)新英國（Innovate UK）等，這些投資主要用于支持量子計算的基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，以提升國家在量子計算領(lǐng)域的戰(zhàn)略競爭力。

從投資熱點(diǎn)來看，量子計算硬件研發(fā)領(lǐng)域仍然是投資的重點(diǎn)方向，尤其是量子芯片、量子處理器等核心部件的研發(fā)，吸引了大量資金的投入。量子計算軟件和算法的開發(fā)也受到越來越多的關(guān)注，隨著量子計算機(jī)硬件性能的不斷提升，對與之相匹配的軟件和算法的需求日益迫切。量子計算云平臺作為連接用戶與量子計算資源的重要橋梁，也成為投資的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，通過云平臺，用戶可以便捷地訪問量子計算資源，降低了量子計算的使用門檻，推動了量子計算的普及和應(yīng)用。

二、中國量子計算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、政策支持與產(chǎn)業(yè)環(huán)境

據(jù)可行性研究報告進(jìn)行披露，近年來，中國政府高度重視量子計算的發(fā)展，將其視為提升國家科技競爭力和保障國家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域，出臺了一系列政策支持量子計算的科研攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用推廣。2024 年 7 月發(fā)布的《中共中央關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革推進(jìn)中國式現(xiàn)代化的決定》中指出，加強(qiáng)關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)新領(lǐng)域新賽道制度供給，建立未來產(chǎn)業(yè)投入增長機(jī)制，完善推動新一代信息技術(shù)、人工智能、航空航天、新能源、新材料、高端裝備、生物醫(yī)藥、量子科技等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策和治理體系，引導(dǎo)新興產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

此前，2023 年，工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》中，明確提出推動量子計算、量子通信等新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)算力基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新發(fā)展。2023 年，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會等部門發(fā)布的《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實(shí)施方案（2023─2035 年）》也強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)量子計算等新興技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供規(guī)范和支撐。

在地方層面，北京、上海、安徽、廣東等省市紛紛出臺相關(guān)政策，加大對量子計算產(chǎn)業(yè)的扶持力度。北京市發(fā)布的《北京市加快建設(shè)具有全球影響力的人工智能創(chuàng)新策源地實(shí)施方案（2023-2025 年）》中，將量子計算與人工智能的融合發(fā)展作為重點(diǎn)任務(wù)之一，推動量子計算技術(shù)在人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。安徽省則依托合肥綜合性國家科學(xué)中心，打造量子信息產(chǎn)業(yè)集群，出臺了一系列優(yōu)惠政策，吸引量子計算企業(yè)和人才集聚，推動量子計算產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。

這些政策的出臺，為中國量子計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策支持和良好的發(fā)展環(huán)境，吸引了大量的科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和人才投身于量子計算領(lǐng)域，推動了量子計算技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2、科研成果與技術(shù)突破

中國在量子計算領(lǐng)域取得了一系列令人矚目的科研成果，在國際上占據(jù)了重要地位。2023 年 10 月 11 日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽等組成的研究團(tuán)隊與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作，成功構(gòu)建了 255 個光子的量子計算原型機(jī) “九章三號”，再度刷新了光量子信息的技術(shù)水平和量子計算優(yōu)越性的世界紀(jì)錄。根據(jù)公開正式發(fā)表的最優(yōu)經(jīng)典精確采樣算法，“九章三號” 處理高斯玻色取樣的速度比上一代 “九章二號” 提升 100 萬倍，“九章三號” 1 微秒可算出的最復(fù)雜樣本，當(dāng)前全球最快的超級計算機(jī) “前沿” 約需 200 億年。“九章三號” 的誕生，進(jìn)一步鞏固了我國在光量子計算領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，展示了中國在量子計算技術(shù)方面的強(qiáng)大實(shí)力。

在超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域，中國同樣取得了重要突破。2024 年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團(tuán)隊在 arXiv 線上發(fā)表 “祖沖之三號” 量子計算機(jī)，擁有 105 個量子比特，展現(xiàn)了中國在超導(dǎo)量子計算技術(shù)上的卓越能力。此前，該團(tuán)隊成功研制的 “祖沖之二號” 處理器，嚴(yán)格證明了超導(dǎo)體系的量子計算優(yōu)越性，使中國成為世界上唯一一個在光量子和超導(dǎo)兩種物理體系都實(shí)現(xiàn) “量子計算優(yōu)越性” 的國家。

中國科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院的科研團(tuán)隊還成功構(gòu)建了求解費(fèi)米子哈伯德模型的超冷原子量子模擬器，以超越經(jīng)典計算機(jī)的模擬能力首次驗(yàn)證了該體系中的反鐵磁相變，為理解高溫超導(dǎo)機(jī)理邁出了重要一步。這一成果于 2024 年 7 月 10 日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上，得到了國際學(xué)術(shù)界的高度評價，稱其 “有望成為現(xiàn)代科技的里程碑和重大突破”“標(biāo)志著該領(lǐng)域向前邁出了重要的一步”“是實(shí)驗(yàn)的杰作，是期待已久的成就”。

3、企業(yè)發(fā)展與市場規(guī)模

隨著量子計算技術(shù)的不斷發(fā)展和政策環(huán)境的日益完善，中國量子計算企業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢。截至 2024 年 7 月，中國已擁有 36 家量子計算企業(yè)，其中初創(chuàng)企業(yè) 24 家，涵蓋了量子計算硬件、軟件、應(yīng)用等多個領(lǐng)域，形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局。

國盾量子作為國內(nèi)量子通信領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，積極拓展量子計算業(yè)務(wù)。其量子計算產(chǎn)品涵蓋超導(dǎo)量子計算機(jī)整機(jī)、操控系統(tǒng)、稀釋制冷機(jī)等核心組件，并提供量子計算相關(guān)技術(shù)服務(wù)。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%。2023 年，國盾量子主營業(yè)務(wù)中，量子計算實(shí)現(xiàn)營收 4478 萬元，占總營業(yè)收入比重的 28.69%。

本源量子聚焦量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，打造自主可控的工程化量子計算機(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、量子計算云平臺等核心業(yè)務(wù)，全棧研制開發(fā)量子計算技術(shù)，積極推動量子計算在生物科技、化學(xué)材料、金融分析等多行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

上海圖靈智算量子科技有限公司是我國光量子芯片及光量子計算產(chǎn)業(yè)化引領(lǐng)者，以光子芯片和量子計算為底層基礎(chǔ)，打造了軟硬一體的產(chǎn)品體系，并在全行業(yè)推出了全棧自主可控的解決方案，驅(qū)動算力變革。其量子硬件產(chǎn)品包括光量子計算機(jī)、片上光量子教學(xué)機(jī)、量子人工智能教研一體機(jī)等。

隨著量子計算技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的逐漸拓展，中國量子計算市場規(guī)模呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)，2025 年中國量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模將保持 30% 以上的增速，市場規(guī)模有望達(dá)到 115.6 億元。隨著量子計算技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，未來中國量子計算市場規(guī)模有望繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢，為經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展注入新的動力。

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