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北美主导全球量子计算市场 政策推动下中国实现飞跃 应用尚处早期 行业前景可观

前言:

2019年,谷歌用53-Qubit的量子计算机证明了量子计算系统可以解决传统计算机无法处理或效率极低的问题,量子计算迎来元年。目前全球已有近 250 家企业布局量子计算产业,其中北美地区以43.86%的份额占据市场主导地位,代表企业包括微软、谷歌等,技术路线各异。从国内市场看,2003年,第一个量子计算研究小组成立,标志着中国量子计算起步发展。2016年以来,在政策引导下,我国量子计算厚积薄发,与海外差距不断缩小,实现了从跟跑、并跑到部分领跑的历史性飞跃。

由于目前硬件性能水平距实现大规模可容错通用量子计算还有很大差距、软件和算法尚处在系统开发和生态构建的初期,全球量子计算应用仍处于早期阶段。但随着海内外企业在各自的技术路线上不断突破,全球量子计算应用将不断深入,行业将进入快速发展阶段。

一、北美地区主导全球量子计算市场,微软、谷歌等大厂技术路线各异

根据观研报告网发布的《中国量子计算行业现状深度研究与发展前景预测报告(2025-2032)》显示,量子计算是基于量子力学的独特行为(如叠加、纠缠和量子干扰)的计算模式,基本信息单位为量子比特。

量子计算通过量子态的受控演化实现数据的存储计算,可以分为数据输入、初态制备、量子逻辑门操作、量子测算和数据输出等步骤, 能够带来更强的并行计算能力和更低的能耗。

传统计算机处理非多项式复杂度问题时,计算时间将成指数增长,对于较大的输入,计算时间将极长,传统计算机无法完成。2019 年,谷歌用 53-Qubit 的量子计算机证明了量子计算系统可以解决传统计算机无法处理或效率极低的问题,量子计算迎来元年。目前全球已有近 250 家企业布局量子计算产业,其中北美地区以 43.86% 的份额占据市场主导地位,代表企业包括微软、谷歌等。

传统计算机处理非多项式复杂度问题时,计算时间将成指数增长,对于较大的输入,计算时间将极长,传统计算机无法完成。2019 年,谷歌用 53-Qubit 的量子计算机证明了量子计算系统可以解决传统计算机无法处理或效率极低的问题,量子计算迎来元年。目前全球已有近 250 家企业布局量子计算产业,其中北美地区以 43.86% 的份额占据市场主导地位,代表企业包括微软、谷歌等。

数据来源:观研天下数据中心整理

微软、谷歌等北美大厂技术路线各异。微软的Majorana 1是世界首个拓扑核心构建的量子处理单元,偏向于打造更高的内在稳定性;谷歌则偏向于提升计算性能和高效纠错能力,其新一代量子芯片--Willow计算速率远超目前最快超算机。

微软的Majorana 1和谷歌Willow对比

指标 微软Majorana 1 谷歌 Willow
量子比特类型 拓扑量子比特(Majorana fermions) 超导传输量子比特
纠错策略 硬件级稳定性 软件驱动纠错
可伸缩性 理论上100万量子比特 当前能达到105量子比特
冷却需求 温和低温 接近绝对零度
适用情形 长期、复杂模拟 即时计算

资料来源:观研天下整理

二、政策引导,我国量子计算实现从跟跑、并跑到部分领跑的历史性飞跃

从国内市场看,2003年,第一个量子计算研究小组成立,标志着中国量子计算起步发展。2016年,国务院颁发了《“十三五”国家科技创新规划》,将量子计算机列入科技创新2030 重大项目。2021年,量子计算被写入中国“十四五”规划,成为国家战略层面的重点发展方向之一。在政策支持下,我国量子计算厚积薄发,与海外差距不断缩小。我国现布局超导量子、光量子、离子阱、中性原子、半导体等多条国际主流的量子计算技术路线,在超导(原型机“祖冲之号”)和光量子(原型机“九章”)两种技术路线上实现了优越性展示。

我国量子计算行业相关政策

时间 政策/会议 主要内容
2024年 政府工作报告《关于推动未来产业创新发展的实施意见》 开辟量子技术等新赛道,创建一批未来产业先导区。突破量子计算机等高端装备产品,以整机带动新技术产业化落地。
2023年 各主要地方政府政策端发力量子产业 安徽:加快布局量子信息基础设施,推动量子计算研究和应用广东:支持量子信息等前沿领域加强研发布局北京:面向量子通信、量子计算等方向开展技术攻关湖北:设立20亿元量子科技产业投资基金,到2025年建成国际国内一流的量子科技创新引领区、产业集聚区、应用示范区
2022年 中央经济工作会议 加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。
2021年 《“十四五”数字经济发展规划》 瞄准量子信息等战略性前瞻性领域,提高数字技术基础研发能力。
2020年 中央政治局第二十四次集体学习》 习近平总书记指出,要加强量子科技发展战略谋划和系统布局。
2018年 两会政府工作报告 提及“量子信息科技”,并肯定量子通信领域的重大创新成果。
2016年 《“十三五”国家科技创新规划 将“量子通信与量子计算机”列为“科技创新2030-重大项目”之一,提出研制通用量子计算原型机和实用化量子模拟机。

资料来源:观研天下整理

“九章三号” 处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升一百万倍,拥有全球领先的光量子信息技术水平。基于量子处理器“祖冲之三号”,中国科大团队实现了比谷歌(SYC-67 和 SYC-70 实验)更大规模的随机电路采样,经典模拟成本(经典计算机模拟该任务的成本)提升了 6 个数量级,该芯片在电路规模、纠错效率、保真度、相干时间、处理能力上,量子芯片都取得了新的进展,树立了量子计算优势的新基准。我国量子计算实现了从跟跑、并跑到部分领跑的历史性飞跃。

我国量子计算发展情况

硬件路线

云平台主体

云平台名称

量子比特数

超导

中科大&国盾量子

量子计算云平台

176;12

北京量子院

Quafu(夸父)

136;18;10

本源量子

本源量子云

12

浙江大学

太元一号

10

中国移动&玻色量子

五岳量子计算云平台

20

超导/离子阱

百度

量易伏

8;10;1

弧光量子

弧光量子云平台

66;11

光量子

图灵量子

SoftQubit

-

中性原子

武汉量子院&中科酷原

酷原量子云

-

模器

华为

HQ

42;81;169

阿里

太章

81

资料来源:观研天下整理

三、全球量子计算应用尚处于早期阶段,市场前景可观

从应用端看,量子计算应用在医疗保健、汽车、BFSI、化工、制造、能源等领域广泛探索。由于目前硬件性能水平距实现大规模可容错通用量子计算还有很大差距、软件和算法尚处在系统开发和生态构建的初期,全球量子计算应用仍处于早期阶段。但随着海内外企业在各自的技术路线上不断突破,全球量子计算应用将不断深入,行业将进入快速发展阶段。预计2024-2032年全球量子计算市场规模由11601亿美元增长至126207亿美元,CAGR达34.8%。

从应用端看,量子计算应用在医疗保健、汽车、BFSI、化工、制造、能源等领域广泛探索。由于目前硬件性能水平距实现大规模可容错通用量子计算还有很大差距、软件和算法尚处在系统开发和生态构建的初期,全球量子计算应用仍处于早期阶段。但随着海内外企业在各自的技术路线上不断突破,全球量子计算应用将不断深入,行业将进入快速发展阶段。预计2024-2032年全球量子计算市场规模由11601亿美元增长至126207亿美元,CAGR达34.8%。

数据来源:观研天下数据中心整理

量子计算应用场景

行业领域

关键环节

问题原型

应用时间(+代表影响力)

3-5

5-10

10年以上

金融

金融服务

组合优化、人工beplay下载软件

++

++

+++

能源与材料

传统能源

量子模拟、组合优化,人工beplay下载软件

+

++

++

可持续能源

+

++

+++

化工

++

++

+++

生命科学

制药

量子模拟、组合优化、人工beplay下载软件

++

++

+++

先进工业

汽车

量子模拟、组合优化、人工beplay下载软件

++

++

+++

航空航天与国防

因式分解、量子模拟、组合优化

+

++

++

电子产品

+

++

++

半导体

+

++

++

电信传媒

电信传媒

量子模拟、组合优化

+

+

++

出行、运输和物流

物流

组合优化、量子模拟、人工beplay下载软件 、因式分解

+

++

++

资料来源:观研天下整理

数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)

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量子技术正成全球科技竞争新焦点 量子计算硬件行业迎风而起 多技术路线并行

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随着量子科技被欧盟、美国等主要经济体提升至国家安全的战略高度,全球科技竞争已进入“量子时代”。在这一背景下,中国量子计算硬件产业在强烈的国家意志与政策资金支持下快速崛起。行业呈现出“国家队”、科技巨头与初创企业同台竞技的活跃生态,并在超导、光量子、离子阱三大技术路径上并行发展,正以多元化的技术路线参与全球前沿科技竞逐。

2025年10月15日
量子精密测量行业正向高价值领域渗透 量子重力测量具备增长潜力 国产突围加速

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量子精密测量技术目前已在能源探测、脑成像等多个关键领域实现商业化应用,随着技术成熟度的提升,量子精密测量将加速渗透至国防安全、精准医疗、航空航天等高价值领域。预计到2035年,全球量子精密测量产业规模有望达到 44.97 亿美元,其中下游应用规模或将达到 17.99 亿美元。

2025年10月10日
下游市场需求释放及产能格局重塑 中国化合物半导体芯片行业迈向高质量发展

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半导体按照历史进程可分为以硅基为代表的第一代半导体,以砷化镓、磷化铟等化合物为代表的第二代半导体,和以碳化硅、氮化镓等化合物为代表的第三代半导体。与第一代半导体由单一元素组成不同,第二代和第三代半导体材料由两种或以上元素组成,统称为化合物半导体。材料性能决定应用场景,化合物半导体广泛适用于高电压、高功率、高频率等领域。

2025年10月06日
电竞庞大用户基础和强大变现能力释放电竞电脑行业活力 市场强者恒强格局明显

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电竞用户规模庞大且变现能力强大,赋能电竞电脑行业。2024 年我国电竞产业在剔除电竞游戏产品后,营业收入达到275.68 亿元,预计 2025 年将达到 288.09 亿元,同比增长4.5%。

2025年10月06日
我国分布式存储行业发展势头猛!头部厂商引领 分布式文件存储主导地位强化

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近年来,我国分布式存储行业发展势头迅猛,2020至2024年市场规模年均复合增长率达37.59%。按存储对象划分,行业主要涵盖分布式块存储、分布式文件存储、分布式对象存储三类,其中分布式文件存储的市场主导地位持续强化,占比从2020年的42.31%提升至2024年的44.90%。当前行业已集聚华为、中科曙光、联通云、新

2025年09月28日
AI算力爆发下全球GPU迎来爆炸式增长 我国本土企业正逐步打破海外垄断

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近年来,随着AI应用(如ChatGPT大模型技术)的突破,全球市场对AI算力的需求显著增加。以中国市场为例:根据弗若斯特沙利文数据显示,近年随着AI和大数据技术的广泛应用,我国算力规模呈现快速增长态势,整体规模从2020年的136.20EFLOPs增长至2024年的617EFLOPs,期间年均复合增长率为45.9%;预

2025年09月23日
个人数据存储需求增长 新势力厂商展现较强爆发力 NAS行业进入格局重构加速期

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beplay下载软件 终端升级、互联网应用容量膨胀、记录生活方式多样化(如图片、视频),推动个人数据存储需求快速增长。2025 年全球将产生 213.6 ZB数据,到 2029 年全球数据量将增长一倍以上达到 527.5 ZB,NAS潜在市场空间大。预计2034 年全球 NAS市场规模将达到 1364 亿美元,2024-2034 CAG

2025年09月14日
物联网云平台行业向农业等领域渗透 私有定制化需求释放一体化解决方案空间

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近年来,生活领域物联网云平台进入规模化落地阶段。2020年我国生活领域物联网云平台设备连接量超 11 亿台,预计 2025 年我国生活领域物联网云平台设备连接量将增长至 26 亿台,2020-2025年CAGR 为 18.4%。

2025年09月09日
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