量子計(jì)算以其獨(dú)特的量子疊加和糾纏特性，在解決復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題上展現(xiàn)出指數(shù)級(jí)加速能力，成為計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的革命性突破。當(dāng)前，量子計(jì)算技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，量子比特?cái)?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(jì)算、離子阱等量子計(jì)算技術(shù)路線的突破，為量子計(jì)算的實(shí)用化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，量子算法的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用探索也在不斷深入，量子計(jì)算在優(yōu)化問(wèn)題、人工智能等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。

一、量子計(jì)算的定義

量子計(jì)算是利用量子力學(xué)的基本特性實(shí)現(xiàn)問(wèn)題求解的計(jì)算模式，通過(guò)構(gòu)建可精密操控的量子物理硬件系統(tǒng)，運(yùn)行量子計(jì)算軟件實(shí)現(xiàn)量子算法，求解計(jì)算問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算在特定問(wèn)題或領(lǐng)域的應(yīng)用。目前量子計(jì)算呈現(xiàn)多種硬件技術(shù)路線并行的發(fā)展態(tài)勢(shì)，可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)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(lèi)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(jì)算行業(yè)發(fā)展政策

量子計(jì)算已成為全球主要國(guó)家之間開(kāi)展綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)，維護(hù)國(guó)家技術(shù)主權(quán)的關(guān)注焦點(diǎn)之一。近年來(lái)，我國(guó)政府相關(guān)部門(mén)出臺(tái)了《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2023-2025年）》《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實(shí)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(xiàng)政策，支持量子計(jì)算、量子通信等量子技術(shù)的發(fā)展。

三、量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模

受益于通用量子計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步和專(zhuān)用量子計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)�？焖僭鲩L(zhǎng)。2023年全球量子市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到47億美元。目前國(guó)際學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為未來(lái)5-10年量子計(jì)算將逐步實(shí)現(xiàn)商用落地， 2024年全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到55億美元，2025年達(dá)到61億美元。

2.量子計(jì)算專(zhuān)利申請(qǐng)情況

當(dāng)前，全球量子計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)活躍，漸成為前沿科學(xué)研究熱點(diǎn)。截至2024年7月，2013年至2023年全球量子計(jì)算發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)量共計(jì)15437件，全球授權(quán)總量5417件。從分布來(lái)看，中國(guó)和美國(guó)在量子計(jì)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(guó)等國(guó)家/地區(qū)也有約5%、3%、2%占比的專(zhuān)利申請(qǐng)量。

3.不同技術(shù)路線專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量

量子計(jì)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(zhuān)利申請(qǐng)總量和授權(quán)總量?jī)煞矫婵煽闯�，超�?dǎo)量子計(jì)算路線長(zhǎng)期被業(yè)界寄予厚望，截至2024年7月全球超導(dǎo)量子計(jì)算路線專(zhuān)利的全球申請(qǐng)量為9380件，全球授權(quán)量為3976件。

4.量子計(jì)算應(yīng)用占比

目前量子計(jì)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(dòng)量子計(jì)算技術(shù)走向應(yīng)用的關(guān)鍵。從下游應(yīng)用看，量子計(jì)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(cè)，2035年全球量子計(jì)算下游應(yīng)用占比中，金融領(lǐng)域的市場(chǎng)份額最高，將達(dá)到51.9%，較2030年的15.8%實(shí)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(jì)算企業(yè)布局

近年來(lái)，量子計(jì)算已成為全球科技企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)的重點(diǎn)布局方向之一。歐美是量子計(jì)算企業(yè)聚集度和活躍度較高的地區(qū)。美國(guó)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(yàn)豐富、商業(yè)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在量子計(jì)算行業(yè)的第一梯隊(duì)中占據(jù)一席之地。歐洲量子計(jì)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(guó)量子計(jì)算企業(yè)中，騰訊、華為、中國(guó)電科等科技企業(yè)已提前布局量子計(jì)算。本源量子、國(guó)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(tái)，發(fā)展進(jìn)程持續(xù)加快。整體來(lái)看，我國(guó)量子計(jì)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(jì)算行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)

1.國(guó)盾量子

國(guó)盾量子緊緊圍繞量子信息技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開(kāi)展業(yè)務(wù)，主要從事量子通信、量子計(jì)算、量子精密測(cè)量產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)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(kāi)發(fā)及驗(yàn)證服務(wù)、量子保密通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(guó)盾量子營(yíng)業(yè)總收入9971.48萬(wàn)元，同比上升36.1%，歸母凈利潤(rùn)虧損5511.75萬(wàn)元，同比上升30.33%。

分產(chǎn)品來(lái)看，2023年國(guó)盾量子主營(yíng)業(yè)務(wù)中，量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)營(yíng)收4478萬(wàn)元，占總營(yíng)業(yè)收入比重的28.69%。

2.本源量子

本源量子計(jì)算科技（合肥）股份有限公司，國(guó)內(nèi)量子計(jì)算龍頭企業(yè)，2017年成立于合肥市高新區(qū)，團(tuán)隊(duì)技術(shù)起源于中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。本源量子聚焦量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，打造自主可控工程化量子計(jì)算機(jī)，圍繞量子芯片、量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)、量子操作系統(tǒng)、量子軟件、量子計(jì)算云平臺(tái)和量子計(jì)算科普教育核心業(yè)務(wù)，全棧研制開(kāi)發(fā)量子計(jì)算，積極推動(dòng)量子計(jì)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(jì)算產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，爭(zhēng)搶量子計(jì)算核心專(zhuān)利。

3.量旋科技

量旋科技成立于2018年，是一家致力于量子計(jì)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(dòng)”的戰(zhàn)略下，依托教育級(jí)核磁量子計(jì)算機(jī)、產(chǎn)業(yè)級(jí)超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算云平臺(tái)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(chǎng)景化解決方案，使量子計(jì)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(jì)算機(jī)公司，致力于以光子芯片為核心，推動(dòng)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(jì)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(xiě)技術(shù)-三維光子芯片”為核心發(fā)布并交付了第一代專(zhuān)用科研級(jí)光量子計(jì)算機(jī)，主要運(yùn)用在科研、軍工領(lǐng)域；其次基于薄膜鈮酸鋰（LNOI）技術(shù)開(kāi)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(jì)算機(jī)。最后，利用量子計(jì)算技術(shù)來(lái)解決實(shí)際商業(yè)問(wèn)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(yáng)區(qū)成立，是北京市唯一一家研發(fā)光量子計(jì)算設(shè)備的硬科技公司。公司擁有一支來(lái)自斯坦福、清華、中科院等國(guó)內(nèi)外知名學(xué)府且具備多年光量子信息研究經(jīng)驗(yàn)的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)，自建十萬(wàn)顆粒潔凈度的光量子信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利數(shù)十項(xiàng)。公司目前員工近百人，碩博占比70%。成立三年以來(lái)，玻色量子累計(jì)完成了五輪融資，已于2024年4月正式對(duì)外發(fā)布550計(jì)算量子比特相干光量子計(jì)算機(jī)，并與多個(gè)知名高校聯(lián)合共建光量子實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)面向人工智能、通信、電力、金融、交通、醫(yī)藥等多領(lǐng)域開(kāi)展了場(chǎng)景驗(yàn)證，推廣實(shí)用化量子計(jì)算。

五、量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展前景

1.政策支持量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國(guó)政府高度重視量子計(jì)算的發(fā)展，將其納入未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并出臺(tái)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(jì)算首次被列入政府工作報(bào)告之中，報(bào)告提到制定未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，開(kāi)辟量子技術(shù)、生命科學(xué)等新賽道，創(chuàng)建一批未來(lái)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(lái)，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(cè)試中展現(xiàn)了驚人的性能，能夠在不到5分鐘的時(shí)間內(nèi)完成一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算任務(wù)，而這項(xiàng)任務(wù)由當(dāng)今世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)完成，也需要花費(fèi)“10的25次方”年的時(shí)間才能完成這項(xiàng)計(jì)算。Willow量子芯片內(nèi)含105個(gè)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(jì)算的“量子優(yōu)越性”，也為未來(lái)量子計(jì)算在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)提供了有力支持。

3.量子計(jì)算商業(yè)化進(jìn)程加快

越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始涉足量子計(jì)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(guò)合作研發(fā)、投資并購(gòu)等方式，加速量子計(jì)算技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。量子計(jì)算已經(jīng)在多個(gè)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?jì)算的需求不斷增加，推動(dòng)了量子計(jì)算商業(yè)化進(jìn)程加快。