本报告由中国信通院 2026 年 9 月发布，系统梳理全球量子计算政策布局、科研创新、技术路线、应用实践、投融资与产业生态现状，剖析现存瓶颈，并对我国量子计算发展提出对策建议。报告指出量子计算处于技术攻坚、场景探索、生态培育一体化发展的关键时期，多国战略加码，多技术路线并行，产业尚处在早期阶段，距离大规模容错通用量子计算机仍有显著差距。

一、全球竞相布局量子计算，驱动技术产业快速演进

1.1 各国政策与资金持续加码

量子计算具备指数级加速潜力，成为全球科技博弈焦点。美国、欧盟、英国、日本、韩国等相继出台战略法案，投入巨额资金。美国 2026 年推进《国家量子倡议再授权法案》，设立 “量子创世纪” 计划，目标 2028 年前部署数百逻辑比特容错量子系统；欧盟完善资金援助、设立咨询委员会、搭建全链条量子人才培养体系。 我国将量子科技纳入 “十五五” 规划与政府工作报告，提出研制容错通用与专用量子计算机，北京、安徽、广东等地方出台政策，布局多技术路线、量子云平台与行业示范应用。

1.2 论文专利产出快速增长

1. 科研论文
   ：全球论文数量持续攀升，2025 年达到 6000 余篇。美国、中国发文量位列全球前二；但我国论文篇均被引不高，科研国际影响力有待提升。技术路线上，超导、中性原子论文增长最迅猛，离子阱、光量子稳步增长，拓扑总体体量小但近两年上升明显。
2. 专利成果
   ：近十年全球量子计算发明专利申请 23000 + 件，授权 12000 + 件。中美专利合计占全球约 65%；超导路线专利申请与授权数量遥遥领先，离子阱、光量子紧随其后，代表更高研发投入与技术成熟度。

1.3 初创企业涌现，资本市场热度高涨

1. 企业数量
   ：截至 2026 年 8 月，全球量子计算企业超 400 家。美国 106 家、中国 75 家，处于全球第一梯队；德国、英国、加拿大组成第二梯队。2025 年新增企业 55 家，创下历史新高。整机厂商超 90 家，超导路线企业最多，中性原子成长势头强劲，光量子、离子阱、硅半导体紧随其后，拓扑企业最少。中国在超导、中性原子布局规模靠前，多条路线实现规模化布局。
2. 投融资情况
   ：行业融资规模快速扩张。2025 年融资事件超 200 笔，总金额突破 60 亿美元；2026 年仅上半年融资金额超 80 亿美元，超过 2025 全年。风险投资是主要资金来源，政府资助持续增加。美国拿到大部分融资；中国 2026 上半年融资规模大幅增长，但企业普遍尚未形成成熟盈利模式，估值基于未来预期，存在估值回落风险。

二、量子计算技术创新加速推进，核心难题仍待突破

当前超导、离子阱、中性原子、光量子、硅半导体、拓扑多条路线并行，技术竞争格局尚未收敛，各路线优缺点分明，都未突破规模化、容错两大核心瓶颈。

2.1 各硬件技术路线进展

1. 超导量子计算
   ：和半导体工艺兼容性好，产业化最活跃。IBM、Rigetti、本源量子、浙江大学、中国科大不断迭代更高比特原型机。瓶颈集中在门保真度、大规模比特阵列互联、制冷工程、纠错开销。
2. 离子阱量子计算
   ：优势是相干时间长、门保真度高、比特全连接；代表企业 Quantinuum、幺正量子、南方科技大学等。需要攻克可操控离子规模、激光系统复杂度、多阱模块化纠缠难题。
3. 中性原子量子计算
   ：可扩展性强，近年崛起最快。Pasqal、中科酷原、谷歌、两仪万象等实现大规模原子阵列。需解决原子寿命、逻辑门保真度、光镊稳定性、读出串扰等工程问题。
4. 光量子计算
   ：室温运行、抗电磁干扰，分为通用逻辑门、专用光量子两条分支。中国科大 “九章四号”、PsiQuantum、玻色量子、图灵量子产出代表性系统；难点在于确定性双比特门、光子损耗、单光子源制备。
5. 硅半导体量子计算
   ：兼容成熟硅工艺；新南威尔士大学、深圳量子院取得原型验证；受材料纯度、器件一致性、电荷噪声、布线架构约束。
6. 拓扑量子计算
   ：理论层面天然容错，整体处于原理验证早期。微软发布 Majorana2 芯片，将路线图提前到 2029 年，但学术界仍持审慎态度，马约拉纳零模确定性制备是最大障碍。

2.2 量子纠错取得实验进展，但距离实用化差距明显

全球多个团队在超导、中性原子、硅基硬件上完成各类纠错编码实验，实现逻辑错误率下降。但整体处于理论与实验室验证初级阶段，逻辑错误率尚未达到实用阈值，需要在低开销编码、高保真容错逻辑门、可扩展架构持续攻关。

2.3 量子软件多元开放发展，算法研究持续深入

软件体系分为 EDA 软件、编译软件、应用软件、测控软件、管理软件五大模块。

• 编译框架、EDA 工具、测控模拟器不断迭代，开源生态逐步丰富；
• 量子算法在本征态求解、组合优化、量子模拟方向取得进展； 短板：硬件成熟度制约软件发展，接口不统一、跨硬件迁移成本高，面向复杂行业的高效实用算法稀缺，需要软硬件协同优化。

2.4 环境测控系统稳步迭代，工程化水平有待提升

环境测控包含环境保障设备（制冷、真空、磁体）、测控系统、关键器件组件，是量子计算机工程化的基础。国内在稀释制冷机、高纯硅‑28 同位素材料等实现突破。 痛点：多条技术路线需求差异大，产业链碎片化；随着比特规模提升，对测控精度、集成度、智能化校准提出更高要求，工程化能力成为实用化的控制性条件。

三、量子计算应用探索不断深入，跨界协同态势显现

量子计算处在从实验室走向行业验证的转折点，大量场景开展概念验证，但还没有真正实现商用落地，没有稳定可复现的量子优越性实际案例。

3.1 垂直行业多点探索

1. 金融
   ：投资组合优化、风险计量、欺诈检测；
2. 化工材料
   ：分子建模、化学反应模拟、新材料研发；
3. 生物医药
   ：蛋白质结构、药物毒性预测、新药研发；
4. 交通物流
   ：航运船队、铁路调度、航空载货优化。 制约因素：硬件与算法成熟度不足；行业对量子技术认知不足，价值传导链条不通畅。麦肯锡预测 2035 年全球量子计算市场规模 430‑710 亿美元。

3.2 量子计算云平台快速迭代

量子云平台（QCaaS）降低使用门槛，分为硬件厂商自建、云厂商集成两类模式。全球形成跨国协同格局，量子‑经典异构协同成为主流探索方向，和 GPU、超算深度集成。国内也建成多款量子云平台；未来需要统一接口标准、强化软硬件可靠性、完善数据安全防护。

3.3 基准测评体系逐步建设

测评是连接理论和应用的关键。美国 DARPA 启动大规模量子基准测试计划，产业联盟、企业提出多层次测评框架，测评从硬件底层指标拓展到应用场景价值评估。中国信通院搭建国内量子计算基准测试公共服务平台，开展多路线硬件、云平台的测试验证。当前痛点：跨技术路线统一测评标准缺失，硬件开放程度参差不齐。

3.4 量子‑经典混合融合走向纵深

现阶段的重要落地路径，通过量子、经典算力优势互补。架构上出现量子为中心的超算架构、异构量子架构；工程上量子处理器接入 HPC 超算调度系统，合肥量超融合计算中心、欧洲 Euro‑Q‑Exa 实现量子‑超算互联；在药物分子模拟、能源机组组合等场景完成验证。未来重点是任务切分、智能调度、标准化接口。

3.5 量子计算与 AI 双向赋能

1. AI 赋能量子计算
   ：人工智能用于量子芯片自动校准、量子纠错解码、材料工艺优化、系统实时校准，大幅缩短实验调试时间；
2. 量子赋能 AI
   ：量子神经网络、量子大模型混合推理开展实验验证；
3. 行业融合场景
   ：工业故障检测、气象时间序列预测、医学影像筛查； 现存挑战：量子硬件规模有限，二者融合的优势边界、统一范式尚不清晰。

四、产业发展处于早期，生态培育任重道远

产业链分为上游环境测控与关键器件、中游整机与软件、下游云平台与行业应用。

4.1 产业链各环节现状

1. 上游
   ：欧美在高端制冷、精密仪器、核心材料具备先发优势。我国实现部分产品突破，但在性能、稳定性、量产能力仍有差距。上游供应链高度集中，供应链自主可控重要性凸显，全链条协同不足。
2. 中游
   ：全球巨头 + 初创企业双轮驱动。巨头做全栈平台生态；初创企业深耕细分技术路线。我国实现多路线整机研制，软件工具持续迭代，但工程化、开源生态建设仍有差距。
3. 下游
   ：海外科技巨头云平台生态成熟。国内云平台、行业示范逐步开展，但平台适配性、应用深度不足。

产业共性痛点：①商业应用未规模化，以概念验证为主；②企业自我造血能力弱，依赖融资与政府项目；③供应链高度定制、碎片化，标准缺失；④资本市场存在概念炒作与泡沫风险。

4.2 企业发展格局

全球呈现科技巨头全栈引领、初创企业细分突破的双轮模式。IBM、谷歌、微软持续巨额投入，争夺生态话语权；海外初创企业聚焦硬件、软件、云服务。国内由科技企业、运营商、本土初创企业共同推动，本源量子、玻色量子、华翊量子、中科酷原等在各技术路线产出原型产品，但原始创新、产业成熟度仍有提升空间。

4.3 公共基础设施与产业联盟

硬件公共测试平台、产业联盟构成两大支撑载体。欧美大力建设量子制造、测试验证公共平台；全球涌现数十个量子产业联盟（QED‑C、QIIA 等），开展标准制定、联合攻关、场景对接。国内量子信息网络产业联盟、中国移动三大量子生态联盟、香港量子智能产业联盟等持续开展生态聚合工作。

4.4 标准化建设尚在起步

国际 ISO/IEC、ITU‑T、IEEE 开展术语、硬件基准、应用基准等标准预研；国内成立工信部量子信息标准化技术委员会，发布多项量子计算国家标准，行标持续推进。受限于技术路线未收敛，标准以基础通用类为主，未来将渐进式向软硬件接口、行业应用规范拓展。

五、总结与对策建议

5.1 整体总结

量子计算已经形成理论‑工程‑应用‑生态协同发展格局，多技术路线百花齐放，应用案例不断涌现。同时面临多重瓶颈：基础科学问题有待攻克；原型机距离容错通用计算机存在数量级差距；缺少证明量子优越性的落地案例；供应链、商业模式、标准体系尚不完善。我国处在全球第一梯队，但国际竞争日趋激烈。

5.2 对我国发展的四点建议

1. 强化基础原创研究
   ，构建理论、纠错、材料、算法协同攻关体系，突破底层科学问题；
2. 推进原型机工程化攻关
   ，实现核心设备器件自主可控，提升比特规模、操控精度等核心指标；
3. 深化重点行业应用探索
   ，依托示范项目、验证平台挖掘真实价值，建设国内认可的应用基准测评体系；
4. 完善产业生态支撑
   ，依托公共平台强化产学研用协同，加快标准研制，构建技术创新和产业创新深度融合的生态体系。