（来源：先进制造观察）

行业报告 量子科技

行业概览：

量子信息：引领未来全球科技变革之关键力量。量子信息主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大应用领域，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备突破经典信息技术瓶颈的潜力，正在成为全球科技竞争新焦点。近年来，随着相关前沿技术的快速突破， 英伟达CEO黄仁勋在年初还认为量子计算实用化还需“数十年”，6月份即公开表示该技术正迎来“拐点”，实用化可能比预期更早到来。

量子计算理论算力指数级超越电子计算。量子计算利用量子纠缠和量子叠加特性，在理论上实现对经典算法的指数级加速效果。量子与AI 产业的协同创新，不仅为量子计算注入新的发展动力，也可能为推动AI产业发展开辟新路径、新思路。当前，量子计算产业正处于技术突破、应用探索、产业培养同步推进的关键期。国内量子计算的发展也呈现出“硬件多点开花、软件工具补齐、产业协同发力” 的良好态势。根据IDC数据，2022年全球量子计算技术(包括硬件、软件和即服务解决方案)市场规模为11亿美元，2027年将增长至76亿美元左右。预计量子计算的商用元年在2030年，市场需求超过1000亿美元，2022-2030年年均复合增长率达79.72%。

量子通信与量子测量：绝对安全与极限精度。量子通信，是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式。当前，基于量子密钥分发（QKD）的量子保密通信技术已进入实用化阶段，商用化产品研发和试验网络建设发展较为迅速。量子测量，是突破经典测量精度极限的综合性测量技术。原子钟、原子重力仪等已成熟商用，量子磁力计、光量子雷达和量子陀螺等处于工程化研发和应用探索阶段，量子关联成像、里德宝原子天线等尚处系统技术攻关期。根据Coherent Market Insights数据，2030年全球量子通信产业规模预计达到78.5亿美元；ICV TA&K数据显示，2030年量子精密测量市场规模预计增长到25.27亿美元。

投资建议：

我们认为，随着全球在量子技术领域不断取得积极进展，量子信息正在成为引领未来全球科技变革之关键力量。同时，国内相关企业在量子前沿科技领域具有相对领先、全面、深入的技术、产品及市场布局，未来可能充分享受朝阳产业快速成长的市场红利。建议关注：国盾量子、禾信仪器、科大国创、神州信息、电科网安、吉大正元等产业链相关企业。

风险提示：

1、技术路径尚不确定： 量子计算有多种技术路线（如超导、离子阱、光量子、拓扑量子等），目前尚未有路线被证明是通往大规模通用量子计算的唯一最优解。不同路线均面临技术瓶颈，任何路线的重大突破或证伪都可能对已形成的市场格局造成颠覆性影响。

2、技术瓶颈突破不及预期： 量子比特的稳定性、相干时间、门操控精度、纠错能力等关键指标仍需数量级上的提升。若核心底层技术（如纠错码、高精度操控、新材料等）的研发进展缓慢，将极大延迟通用量子计算机的实现时间表。

3、商业化落地周期漫长： 量子计算（尤其是通用量子计算）的商业化应用可能需10年甚至更长时间，量子传感和通信的落地相对较快，但大规模市场渗透仍需时日。企业可能面临长期投入无果的风险。

4、市场需求与支付意愿不确定： 当前市场主要由政府研发驱动和早期风险投资支持，真正的企业级付费市场尚未形成。客户对量子技术解决方案的迫切性、适用性和支付意愿仍需市场检验。

5、下游应用不及预期： 应用生态的贫乏会反过来制约硬件技术的发展。

6、核心硬件与材料供应链脆弱： 稀释制冷机、高质量低温元件、特种光纤等核心设备的供应链高度集中，可能面临地缘政治、贸易摩擦或产能瓶颈的制约。

7、人才短缺与竞争白热化： 顶尖量子科技人才全球性稀缺，科技巨头与初创公司之间、国与国之间的人才争夺战日趋激烈，可能导致人力成本急剧上升和团队不稳定。

8、知识产权与专利壁垒： 后发企业可能面临高昂的专利授权费用或严酷的专利诉讼风险。

目录

一、量子信息：引领未来全球科技变革之关键力量

二、量子计算：理论算力指数级超越电子计算

三、量子通信与量子测量：绝对安全与极限精度

四、国内主要科技企业在量子技术及相关应用领域的市场布局

报告正文

1.1 量子技术正在成为全球科技竞争新焦点

2025年7月，欧盟委员会正式推出《量子战略》（Quantum Strategy），旨在2030年前使欧洲成为全球量子技术领导者。该战略将培育具有韧性和自主性的量子生态系统，助力初创企业成长，推动突破性科研成果转化为市场应用，巩固欧洲的科学领先地位。量子技术将从医药研发突破到关键基础设施安全防护，彻底改变应对复杂挑战的方式；不仅将为欧盟工业竞争力和技术主权开辟新机遇，还可在国防安全领域展现出军民两用潜力。预计到2040年，该领域将在欧盟创造数千个高技能岗位，全球市场规模突破1550亿欧元。

9月，美国和英国签署《科技繁荣协议》，重点聚焦人工智能、量子科技和民用核能三大前沿技术领域合作。双方将共同开发量子计算机，以改变国防、金融和医疗保健；成立美英基准测试工作组，以加速量子计算硬件、软件和算法基准测试的突破；利用人工智能和高性能计算，通过协调研究合作加速量子算法开发和系统准备；通过量子计算、传感和网络领域的互补多边和双边预标准化活动，推进可信赖的、可互作的量子技术标准。

科技巨头英伟达对量子计算的态度发生较大转折。英伟达CEO黄仁勋在年初还认为量子计算实用化还需“数十年”，6月份即公开表示该技术正迎来“拐点”，实用化可能比预期更早到来。英伟达的战略并非自己制造量子处理器（QPU），而是致力于成为连接量子计算与经典高性能计算的平台和基础设施提供者。其早在2024年11月推出的CUDA-Q开源平台就是这一战略的核心，旨在将GPU的优势与量子处理器相结合。近期，英伟达已经完成对两家量子计算企业投资，分别为离子阱(Trapped Ion)技术路线的Quantinuum，以及光量子技术子(Photonic)路线的Postquantum。

1.2 全球主要国家（地区）量子科技相关政策概览

1.3我国高度重视量子科技新质生产力发展

2023年12月，习近平总书记在中央经济工作会议中提到“开辟量子、生命科学等未来产业新赛道”。2024年1月，工信部等七部门联合发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，其中多处提出发展量子信息技术。2024年3月，国务院《政府工作报告》指出，2023年我国科技创新实现新的突破，包括“量子技术等前沿领域创新成果不断涌现”等，“制定未来产业发展规划，开辟量子技术、生命科学等新赛道”。2024年3月，国务院国资委按照“四新”（新赛道、新技术、新平台、新机制）标准，遴选确定了首批启航企业，加快新领域新赛道布局、培育发展新质生产力。首批启航企业多数成立于3年以内，重点布局人工智能、量子信息、生物医药等新兴领域。

中美科技竞争加剧，22家国内量子科技研发机构被列入美国实体清单。当地时间2024年5月9日，美国商务部发布消息，37家中国实体被加入实体清单，其中22个实体与量子科技有关。北京量子信息科学研究院、中国科学院量子信息和量子科技前沿创新卓越中心、本源量子、深圳量子科学与工程研究院等国内一线量子产业科研机构均在名单上。

1.4 前沿创新具备突破经典信息技术瓶颈的潜力

量子信息技术属于战略性、基础性的前沿科技创新。以量子力学原理为基础，通过对微观量子系统中物理状态的制备、调控和测量，实现信息感知、计算和传输。主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大应用领域，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备突破经典信息技术瓶颈的潜力。

资料来源：中国信通院、中科院物理所、前瞻产业研究院，中航证券研究所

1.5 主要应用场景、技术路线及发展方向

量子信息三大技术领域在研究发展水平，技术实用化程度，产品工程化能力和产业化应用前景等方面各有差异。量子信息技术的研究和应用仍面临一些共性关键技术和核心问题瓶颈需要进一步攻关突破。例如，量子通信中的高品质量子态光源，高效纠缠制备分发及探测，高性能单光子探测，以及量子态存储与中继技术等;量子计算中的高维纠缠态制备与操控，高品质样品材料制备，超低温和磁场隔离环境，高精度操控测量系统等;量子测量中的高精度操控系统和集成化隔离屏蔽环境等。上述基础共性关键问题研究的攻关和突破，是量子信息技术进入实用化和产业化主要控制性因素。

资料来源：前瞻产业研究院、国盾量子招股说明书、中国信通院，中航证券研究所

1.6 量子信息产业相关市场规模展望

量子计算：根据IDC数据，2022年全球量子计算技术(包括硬件、软件和即服务解决方案)市场规模为11亿美元，2027年将增长至76亿美元左右。预计量子计算的商用元年在2030年，市场需求超过1000亿美元，2022-2030年年均复合增长率达79.72%。

量子通信：量子通信产业从目前已经发展的形态来看，主要是由量子物理加密产品与技术(例如QKD)、PQC、QRNG等带来的产业价值。到2025年，预计市场规模将达到35.04亿美元。根据Coherent Market Insights数据，2030年全球量子通信产业规模预计达到78.5亿美元。

量子测量：ICV TA&K数据显示，2022年，全球量子精密测量市场规模达到13.27亿美元，产业整体初具规模。预计2030年，量子精密测量市场数据增长到25.27亿美元。

2.1 量子计算的颠覆性技术优势

量子计算的强大并行计算与模拟能力属于面向未来的颠覆性技术，理论上可以实现对传统电子计算的指数级加速效果。

2012年“量子优势”(quantum supremacy)概念提出；2019年谷歌团队实现实验验证，开启量子优势新时代；2020年，潘建伟院士团队基于高斯玻色采样模型成功构建了76个光子的量子计算原型机“九章”，进一步验证了量子优势。当前，量子计算机所能拥有的量子比特数已经由最初的2量子比特增长到了数百量子比特，并正以可观的速度继续增长。近期，玻色量子推出1000量子比特的相干光量子计算机模型，标志着专用量子计算正式迈向千比特规模化实用新阶段。相关技术不断突破，为实现更可靠、更大规模的量子计算，以及挖掘基于量子计算的人工智能应用带来更多可能性。

资料来源：中国科普博览、中科院物理所、爱集微、中国计算机学会微信公众号、

《量子计算：下一个“兵家必争之地“》，中航证券研究所

2.1.1产业主要成长历程

资料来源：

ICV、量子信息网络产业联盟，中航证券研究所

美国在量子计算产业链上具有明显优势，政府对量子计算的高度重视和大力支持推动了企业数量的增长，其中涵盖各类型的企业，包括IBM、谷歌、微软、亚马逊等。

中国在量子计算领域崛起迅猛，近些年在光量子计算机等方面取得显著优势，但在量子芯片和超低温设备等方面仍与美国存在较大差距。

德国、法国等欧洲国家在量子生态建设上表现出积极态势。德国量子计算企业数量在全球中位于前列，技术水平较高，在离子阱、中性原子等方向领先。

英国、日本、加拿大等国在量子计算领域有所建设。英国在量子计算机规模和类型方面仍有不足。日本在量子软件和服务方面仍有一定劣势。

2.1.2 近年来基础理论研究与技术应用创新的发展迅速

当前，量子计算产业正处于技术突破、应用探索、产业培养同步推进的关键期。相关科研基础理论研究及技术应用创新发展极其迅速，已经成为全球新一轮科技竞争的前沿研究热点。

理论研究：全球量子计算科研论文数量，从2015年的1000余篇增至2024年的5000余篇。2019年开始进入加速期，2020-2021年均增量超过500篇，2024年增量达到1600余篇、同比增速42%。基于发展趋势判断，我们认为在相关基础理论科研领域已经进入不断突破、快速落地的成长早期。

发明专利：近十年，全球量子计算发明专利申请量共计19000余件，授权总量达到8000余件。专利授权方面，2016开始进入稳健增长期，2024年创下峰值记录。根据现有数据判断，预计未来年授权规模仍将保持稳健、快速增长态势。

技术来源：美国和中国属于量子计算专利申请的主要技术来源国，分别占比49.34%和24.36%，在相关领域的创新活力与技术产出能力较强。此外，欧洲、日本、印度、韩国等国家（地区）也均有一定技术占比。

2.1.3行业投融资渐趋活跃态势明显，2025年有望实现跨越式增长

2017年行业投融资活跃度开始明显提升，2021-2022年总量初具规模。2021年起每年公开披露的投融资总金额突破15亿美元，2022年度投融资笔数超过100笔。2024年全球量子计算领域的融资总额为20.15亿美元；相比于2023年，增长了30.34%，行业成长动能进一步增强。2025年上半年仅量子计算领域投融资金额已经超过20亿美元，PsiQuantum(7.5亿美元)、QuEra(2.3亿美元)、Multiverse Computing(两轮共 2.85 亿美元)等业内知名企业获得大笔融资，预计全年投融资总金额将达到新的高峰。整体来看，相关领域投融资活动渐趋活跃，但仍处于相对早期投资阶段。此外，政府支持的创新投资计划等机制正在全球范围内发挥积极作用。

2.1.4下游主要应用场景及市场预估

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

应用探索成业界热点，行业领域趋向多元化。基于中等规模含噪量子处理器（NISQ）和专用量子计算机的应用案例探索在国内外广泛开展，代表性应用领域和典型场景涵盖了化学、金融、人工智能、交运航空、气象等众多行业领域，产业规模估值达到千亿美元级别。

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

2.2 量子计算的基本技术架构

硬件、软件、算法是三大技术支柱，云平台是集成三者面向用户提供服务的应用与产业生态汇聚点。量子计算硬件包含逻辑门型量子计算机、专用量子计算机和基于经典计算的模拟器等。其中，逻辑门型量子计算机是通往大规模可容错通用量子计算的主流发展方向；波色采样、相干伊辛和量子退火等量子计算模型和系统可能在专用计算复杂问题中产生算力优势；基于经典计算的量子计算模拟器主要用于算法研究和验证。

量子芯片是量子计算机的核心部件，是执行量子计算和量子信息处理的硬件装置。目前最有前途的量子芯片分别是超导、半导体和离子阱量子芯片。超导量子芯片电路设计难度随着比特数增多而增大；而半导体量子芯片计算性能不如另两种，但完全基于传统半导体工艺，只要科学家能在实验室里实现样品芯片，其大规模工业生产理论上不存在问题；离子阱量子计算性能优异，但体积庞大。

稀释制冷机是系统关键设备。超导量子计算机必须在“超导”状态下运行，半导体量子计算机则没有这个限制，已证明可以工作在1开以上的温度。稀释制冷机是目前唯一能够提供长期稳定极低温工作环境的专用设备。2024年2月26日，据安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布，我国自主研发、用于超导量子计算机的国产稀释制冷机“ez-Q Fridge”，在交付客户后完成性能测试，实际运行指标达到同类产品国际主流水平，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

资料来源：中国信通院、

《量子计算：下一个“兵家必争之地”》，中航证券研究所

2.2.1多种硬件技术路线并行发展且各具优势

量子计算硬件技术路线主要可分为两大类：一是以超导和硅半导体等为代表的人造粒子路线， 二是以离子阱、光量子和中性原子为代表的天然粒子路线。人造粒子路线可重用半导体集成电路制造工艺，在比特数量扩展方面具有一定优势，但在提升逻辑门精度等指标方面受到基础材料和加工工艺等限制。天然粒子具有长相干时间和高逻辑门精度等优势， 但在比特数量扩展等方面面临挑战。近年来，各种主要技术路线均有研究成果不断涌现，呈现开放竞争态势， 尚无某种技术路线体现出明显综合优势。

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

资料来源：物联网智库，中航证券研究所

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

中国信通院发布的《量子计算发展态势研究报告（2025 年）》显示，行业多种硬件技术路线并行发展、各具优势，也须面临不同的应用难题挑战。

资料来源：物联网智库、中国信通院，中航证券研究所

2.2.2量子纠错系核心技术

量子纠错是利用冗余量子比特等编码方式保护脆弱的量子信息免受环境干扰，保障量子计算的可靠性及容错能力。近年来，随着量子计算硬件技术、软件算法的快速发展，海内外量子纠错研究成果不断涌现，但是距离规模化实际应用化仍然存在一定差距。

海外进展：2024 年 12 月 9 日，谷歌成功推出全新一代的超导量子计算芯片“柳木（Willow）。据悉，该芯片中的量子比特错误率得到明显的抑制，其中单量子比特门的平均错误率仅有0.035%，而双量子比特门的平均错误率也只有0.33%。这意味着，这款全新的量子计算芯片特别适合用于“量子纠错”，并且有望实现大规模的扩展以走向实际的应用。

国内进展1：2023年，南方科技大学的研究团队在超导量子计算的“量子纠错”研究中取得突破性的进展。该研究团队采用实时重复的“量子纠错”方案，延长了量子信息的存储时间，在国际上首次超越盈亏平衡点，展示了“量子纠错”的较大实用价值。

国内进展2：2024 年 12 月 17 日，中国科学技术大学研究团队成功研制出全新的“祖冲之三号”超导量子计算芯片。研究结果表明，“祖冲之三号”超导量子计算芯片在各种性能指标上与Willow 超导量子计算芯片旗鼓相当。

2.2.3量子计算软件开源平台建设日趋完善

量子计算软件是连接用户与硬件的关键纽带，在编译运行和应用开发等方面需要根据量子计算原理特性进行全新设计，提供面向不同技术路线的底层编译工具，具备逻辑抽象工程的量子中间表示和指令集，以及支撑不同计算问题的应用软件。目前量子计算软件处于开放研发和生态建设早期阶段，业界在量子计算应用开发软件、编译软件、EDA软件等方向开展布局。

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

全球来看，量子计算软件开源平台的建设日趋完善。近年欧美科技巨头和初创公司都在开发和提供各种量子计算软件开源平台， 以便开发者和用户访问和使用量子计算资源，进行量子算法的设计、测试和优化。像IBM的Qiskit、英特尔的QAT、亚马逊的Braket等，是目前较知名和流行的量子计算软件开源平台，各自支持不同的量子计算硬件和云服务，提供不同的量子编程语言和工具。未来的量子计算软件开发方向，除了基于当时及可预见的未来量子计算硬件的水平，还将聚焦于提高计算正确性、优化编译器和运行时系统的效率、模块化程序设计，以及完善调试工具等方面。并且，还需要考虑到经典﹣量子协同的支持能力。这些方向将有助于建立更加灵活和可扩展的量子计算软件体系，在硬件和软件之间建立更紧密的协同关系，增强量子计算的实用性。

资料来源：

ICV TA&K，中航证券研究所

资料来源：ICV TA&K中航证券研究所

2.2.4 三大基础算法实现优势互补

量子算法是一种利用量子力学中的独特特性来加速计算的方法。量子算法充分利用了量子力学中的量子叠加、量子纠缠等特性来进行算法设计。上世纪90年代以来，量子计算机的算法发展得到较大的进步。在量子算法的研究中，出现了三个里程碑式的重要算法：Shor算法、Grover算法和HHL算法。Shor算法和Grover算法，已经成为构造其他量子算法的重要基础。终极目标是制造优于传统计算机的通用量子计算机，其能够运用Shor算法对大数进行因式分解，运用Grover算法执行数据库检索，以及运行专门的量子计算机应用程序。HHL算法的提出意义较大。线性系统是很多科学家和工程领域的核心，HHL算法将是未来能够在机器学习、人工智能科技得以突破的关键性技术。

资料来源：中科院物理所，中航证券研究所

MindSpore官网、中国计算机协会，中航证券研究所

2.2.5 云平台及服务：服务模式和业务模式逐步完善

基于量子计算云平台的体系架构，当前主流的量子计算云平台服务内容不断丰富，量子基础设施即服务(Q-laaS)、量子平台即服务(Q-PaaS) 和量子软件即服务(Q-SaaS)三类服务模式逐渐成型。

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

2.2.5 云平台及服务：海内外科技企业加速云平台建设及服务市场布局

量子计算云平台将量子计算机硬件、模拟器、软件编译和开发工具，与经典云计算软硬件和通信网络设备相结合，可为用户提供直观和实例化的量子计算接入访问与应用服务。作为集成量子计算软硬件能力，面向用户提供服务，支撑算法研究、应用探索和产业培育的生态汇聚点，量子计算云平台已成为推动应用探索和产业化发展的生态汇聚点和重要驱动力。

近年来，科技巨头、初创企业与研究机构为抢占应用产业生态核心地位，加大量子计算云平台建设投入和推广力度。

2.2.5 云平台及服务：标准体系建设仍然略显滞后

量子计算云平台将量子计算与经典云服务融合，通过云端提供量子计算资源，有望成为服务量子计算用户的主要形式。根据量子计算云平台技术特性和发展现状，中国信通院提出量子计算云平台的功能架构参考模型，可划分为基础设施层、平台层服务层，以及云服务所需的运维管理与安全服务等主要部分。

量子计算云平台目前处于发展起步阶段，相关标准化研究工作相对空白，量子云服务的多样性以及量子计算硬件平台的异构性为不同软硬件之间以及云平台之间的互操作带来了较大挑战。

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

2.3全球量子计算产业链初具雏形

2.3.1海外科技大厂在相关领域的前沿布局：谷歌、微软

2023年7月，谷歌宣布Sycamore量子处理器升级，达到70个量子比特。而2019年版本只有53个量子比特，这使得新处理器的稳健性大约是以前的2.41亿倍。在模拟的估计计算成本，比起经典计算机，53量子比特完成1百万个噪音样本比其快6.18秒。而70量子比特要快47.2年。

2024年12月，谷歌宣布推出最新的量子芯片Willow，拥有105个量子比特。据介绍，该芯片取得了两项较大成就：一是使用更多量子比特进行拓展，可成倍减少错误，解决了量子纠错领域近30年来一直试图攻克的关键难题；二是在基准测试中，Willow展示了一流性能。

资料来源：华尔街见闻，中航证券研究所

资料来源：华尔街见闻、中国科普博览、科学技术协会、腾讯云社区，中航证券研究所

2.3.1 海外科技大厂在相关领域的前沿布局：IBM

IBM推出133量子位的量子处理器IBM Quantum Heron，及其第一台模块化量子计算机“IBM量子系统二号”。当地时间2023年12月4日，在纽约举行的年度IBM量子峰会上，IBM公司推出了133量子位的量子处理器IBM Quantum Heron，可提供迄今为止IBM最高的性能指标和最低的错误率。该公司还推出了“IBM量子系统二号（IBM Quantum System Two）”，这是该公司第一台模块化量子计算机，使用3个Heron处理器运行。基于量子硬件、理论和软件方面的突破，IBM将其量子开发路线图延长至2033年，并提出新的目标：到2033年，以量子为中心的超级计算机将包括1000个逻辑量子比特，全面释放量子计算的能量。

资料来源：IBM、澎湃新闻，中航证券研究所

资料来源：IBM、澎湃新闻，中航证券研究所

2.3.1 海外科技大厂在相关领域的前沿布局：英伟达

2023年3月21日，NVIDIA宣布与Quantum Machines合作打造了一个新系统。全球首个GPU加速的量子计算系统——NVIDIA DGX Quantum结合了由NVIDIA Grace Hopper超级芯片和CUDA Quantum开源编程模型构建的全球最强加速计算平台，以及与由Quantum Machines构建的全球最先进的量子控制平台OPX。新系统为高性能、低延迟量子经典混合计算领域的研究人员提供了一个革命性的新架构。

与此同时，英伟达还宣布了一组新的合作伙伴，并表示将CUDA Quantum 集成到他们的平台中，包括量子硬件公司AnyonSystems、Atom Computing、IonQ、ORCA Computing、Oxford Quantum Circuits 和QuEra；量子软件公司Agnostiq和 QMware；和日本国家高级产业科学技术研究院、IT 科学中心 (CSC)和美国国家超级计算应用中心(NCSA)。

2024年3月15日，量子安全加密技术公司Qrypt宣布推出Qrypt量子熵和量子安全密钥生成技术。相关技术将为使用英伟达BlueField-3数据处理器的AI工作负载提供传输过程中的量子安全加密保护，以抵御量子计算的威胁。

2.3.2国内进展：硬件多点开花、软件工具补齐、产业协同发力

当前，国内量子计算的发展呈现出“硬件多点开花、软件工具补齐、产业协同发力” 的良好态势。近期，国内量子计算在硬件、软件和生态应用层面取得系列关键进展。硬件上，中国科大成功研制105比特的“祖冲之三号”超导量子计算机，同时上海团队利用AI技术高效制备出2024个中性原子的无缺陷阵列，为大规模量子计算奠定基础。软件方面，首款国产量子计算桌面软件“东南·云霄”发布，着重解决数据安全与硬件兼容性问题。产业生态上，“上海量子人工智能联合体”的成立及相关十大应用场景的发布，正积极推动量子计算与人工智能等前沿领域的融合与实际应用，标志着该领域正从技术突破加速走向生态构建。这些进展标志着我国在量子计算领域，正从前沿基础研究向技术应用和产业生态建设加速迈进。

2.3.2 国内进展：中科院成功构建255个光子的量子计算机原型机“九章三号”

中国科学技术大学网站2023年10月11日发布消息称，该校潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的科研团队通过和中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，成功构建了255个光子的量子计算机原型机“九章三号”，再次刷新相关领域的世界纪录。科研人员设计了新的光子探测方法，构建了高保真度的准光子数可分辨探测器，提升了光子操纵水平和量子计算复杂度。在求解高斯玻色取样数学问题时，比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍。而相较上一代九章二号计算机而言，提升了一百万倍，“九章三号”在1微秒（即百万分之一秒）内能算出的最复杂的样本，如果用当前全球最快的超级计算机“前沿”来计算，需花费200亿年。

2.3.2 国内进展：第三代自主超导量子计算机“本源悟空”成功装备国内首个“抗量子攻击护盾”

2024年1月6日，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”，在合肥本源量子公司正式上线运行，向全球用户限时免费开放，接收全球量子计算任务。截至4月10日，“本源悟空”已累计为来自全球117个国家的用户完成逾16.9万个运算任务，全球访问量超551万次。

安徽省量子计算工程研究中心表示，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”现已成功装备国内首个“抗量子攻击护盾”——PQC (Post Quantum Cryptography，后量子密码) 混合加密方法。这将使“本源悟空”更好抵御其他量子计算机的攻击，确保运行数据安全。

“本源悟空”由本源量子计算科技（合肥）股份有限公司自主研发，搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”，是目前我国最先进的可编程、可交付超导量子计算机，国产化率超80%。

2.3.3 中美量子计算产业基础能力对比

2.3.4量子计算产业发展趋势展望

2.3.5 产业链潜在市场规模预测

2035年总市场规模有望达到8117亿美元。根据ICV，2023年，全球量子计算产业规模达到47亿美元，2023至2028年的年平均增长率（CAGR）达到44.8%，基本符合行业发展规律。2027年，专用量子计算机预计将实现性能突破，带动整体市场规模达到105.4亿美元。在2028年至2035年，市场规模将继续迅速扩大，受益于通用量子计算机的技术进步和专用量子计算机在特定领域的广泛应用，到2035年总市场规模有望达到8117亿美元。这一接近万亿级别的市场规模标志着量子计算会在此进入全面成熟和商业化的关键阶段，预示着未来量子计算将在各个领域带来深远而持久的影响。

资料来源：ICV TA&K，中航证券研究所

资料来源：ICV TA&K，中航证券研究所

2.3.6量子计算产业链需要重点关注的核心环节与发展方向

当前，量子计算产业正处于技术突破、应用探索和产业培育同步推进的关键期，整体属于从初创期到成长期的过渡阶段。从技术环境来看，一方面前沿新技术进步极快，另一方面仍有较多技术瓶颈亟待突破。从行业生态来看，供应链成熟度、市场接受度、商业模式等均处于在摸索中前进的发展初阶阶段。

多元化技术路线：当前，量子计算的硬件设备研发，呈现出明显的技术路线多元化发展特征。其中，超导路线是最受业界关注的主要技术路线之一，参与者涵盖海内外科技大厂与众多初创企业，产业化发展进程相对领先。其它技术路线主要以创新性初创企业为主，近年来相关技术成熟度也在稳步、快速提升。

环境测控系统：量子计算机的稳定运行高度依赖低温、真空等环境测控系统，用于控制外部环境噪声及量子系统内部非理想特性对量子态信息的干扰。环境测控系统是量子计算机产业化、工程化应用的核心物理环境支撑，主要包括环境设备、测控系统、关键组件等多个组成部分。近年来相关技术快速发展，可能孕育、催化出一个新的环境测控系统高新技术产业应用领域。

量子技术初创企业：量子计算的前沿、创新技术特性，催化了一批新兴的行业初创企业迅速崛起。相关初创企业在核心技术攻关、应用场景探索、产品迭代升级等方面展现出创新活力，正在成为推动产业快速发展、突破的重要技术力量。例如，国内本源量子、华翊量子、玻色量子等初创企业，近年来相继推出了较多、不同的各类相关科研成果及技术突破。

量子-经典融合计算：该模式通过创新的资源协同机制，可以有效融合量子计算与经典计算的相对优势，正在成为推动量子计算快速实现产业化、实用化商业化应用价值的有效途径。 例如，北京量子研究院与清华大学合作在密码分析量子算法领域提出基于量子-经典融合架构的HAWI，并演示了容错学习问题（LWE）的求解，有效提高了密码分析成功率。

量子与 AI 产业的协同创新：二者的融合不仅可以为量子计算注入新的发展动力，也可以为推动AI产业发展开辟新路径、新思路，可能共同推进、引领新一轮科技革命和产业变革。一方面，AI可能加速量子芯片、量子态测控、量子纠错、算法等核心技术的研发进程；另一方面，量子计算也在提升海量数据计算效率、缩短机器学习训练时间、优化AI大模型等方面展现出较大潜力。

3.1量子通信：迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式

量子通信是利用量子力学原理对量子态进行操控的一种通信形式，是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式。主要包括，量子密钥分发（QKD），利用量子的不可复制性以及测量的随机性来生成量子密码，给传统的数字通信加密；量子隐形传态（QT），利用量子纠缠直接传送量子比特，主要是是为了给量子计算机之间的通信使用。此外，还包括相关的后量子加密（PQC）技术，是抵御量子计算攻击的公钥密码技术。

量子密钥分发（QKD）：通过对单光子或光场正则分量的量子态制备、传输和测量，首先在收发双方间实现无法被窃听的安全密钥共享，之后再与传统保密通信技术相结合完成经典信息的加解密和安全传输。基于QKD的保密通信称为量子保密通信，目前已经进入产业化应用阶段，商用化产品研发和试验网络建设发展较为迅速。

量子隐形传态（QT）：基于通信双方的光子纠缠对分发(信道建立)、贝尔态测量(信息调制)和幺正变换(信息解调)实现量子态信息直接传输，其中量子态信息解调需要借助传统通信辅助才能完成。目前，量子隐形传态仍处于基础研究阶段。

后量子加密（PQC）：量子计算带来了破解现有数字安全加密技术的潜力。后量子密码学提供了一系列算法，旨在对抗量子计算机的能力，确保数据在未来仍然安全。作为一种基于数学算法，通过芯片和配套软件系统实现的方案，在成本和使用铺盖效率上较QKD有优势。

3.1.1 量子通信：国内行业标准《量子通信术语和定义》

2024年3月20日，中国通信标准化协会发布了国家标准《量子通信术语和定义》的解读。该协会是我国信息通信领域专业的标准化组织、全国通信标准化技术委员会（SAC/TC 485）的秘书处单位。《量子通信术语和定义》由SAC/TC485归口，国盾量子牵头制定，是我国首个量子通信术语正式标准。

资料来源：国盾量子，中航证券研究所

资料来源：国盾量子，中航证券研究所

3.1.2 全球量子通信产业链已经进入规模化商用阶段

我国已经初步形成了涵盖终端和元器件供应商、量子设备与解决方案提供商、网络建设与系统集成商、网络运营与业务提供商的量子通信产业链条。上游主要包括芯片、光量子探测仪等器件；中游主要包括量子秘钥收发器、量子随机数发生器收发端等核心设备以及量子堡垒机、量子交换机、量子路由器、量子集控站、量子网关等网络设备；下游主要包括各类量子通信应用产品和专用网络。

资料来源：前瞻产业研究院、ICV TA&K、光子盒，中航证券研究所

资料来源：前瞻产业研究院，中航证券研究所

资料来源：ICV TA&K、光子盒，中航证券研究所

3.1.3 量子通信：全球行业规模预估及市场结构

行业规模。量子通信是量子信息学的重要分支，其具有不可克隆、不可分割和不可预测的特性，能够从根本上保证信息传输的绝对安全。根据前瞻产业研究院相关数据，2023年全球量子通信行业市场规模仅约10亿美元。初步估算，随着国防、信息安全需求的不断增长，2024年全球量子通信行业市场规模将快速增长超过26亿美元，未来六年行业复合增速更将达到39.5%。

市场结构。当前，从技术上来说仅有量子密钥分配实现产业化、规模化商业应用，因此我们通常说的量子通信狭义上指的就是量子密钥分配或者量子保密通信。量子通信市场规模构成也主要有量子密钥分配设备及服务、QRNG设备和PQC算法服务等。根据前瞻产业研究院相关数据，2023年全球量子通信市场中，量子密钥分配设备及服务市场规模占比最大超过80%。

3.2量子测量：突破经典测量精度极限的综合性测量技术

量子测量，也称量子传感，是指利用量子特性获得超高精度的传感测量技术，即基于对中性原子、离子、光子等微观粒子系统的调控和观测，提升传感测量的性能。基本原理，是外界的电磁场、 温度、 压力等物理量会改变原子、 光子、 声子等微观粒子的量子态，可通过分析待测物理量变化导致的量子态改变来实现精密测量。

与经典力学测量技术相比， 量子测量的精度可以达到甚至超过海森堡极限， 具有可溯源、 精度高、 效率高、 准确性高、 可抵抗一些特定噪声干扰等优势， 可以广泛应用于导航定位、 国防科技、 地质勘测、 医疗诊断、 物理研究、 自然资源等多种领域。

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

资料来源：中国信通院、ICV TA&K、光子盒，中航证券研究所

3.2.1量子测量：产业链初步形成，规模化商用仍存挑战

量子测量各技术方向的发展成熟度有较大差异，原子钟、原子重力仪等已成熟商用，量子磁力计、光量子雷达和量子陀螺等处于工程化研发和应用探索阶段，量子关联成像、里德宝原子天线等尚处系统技术攻关。量子测量产业链上游主要是系统研发所需的基础材料、元器件和支撑系统提供商。基础材料包括高纯度同位素材料、金刚石、惰性气体等；元器件主要包括激光器、原子气室、光学系统元器件、电子元器件、线缆等；支撑系统主要包括磁屏蔽、真空、低温、隔振等环境保障；上游厂商在欧美集中度较高。目前量子测量技术路线多元，所需上游材料、器件差异性大，给上游整合和优化带来挑战。中游是各种技术方向的系统设备提供商。热原子钟成熟度和商业化成都最高，广泛应用于通信、电力、卫星导航等。近年来，芯片级的热原子钟成为业界关注热点。下游涉及基础科研、国防军工、生物医疗等多种领域。

资料来源：量子信息网络产业联盟，中航证券研究所

资料来源：中国信通院，中航证券研究所

3.2.2量子测量：产业规模预测及细分市场格局

根据ICV TA&K的数据，2022年，全球量子精密测量市场规模达到13.27亿美元，产业整体初具规模。未来随着量子信息科技的发展，会有更多的量子精密测量设备可能会让市场进一步扩大，预计2030年，量子精密测量市场数据增长到25.27亿美元。

量子精密测量市场主要包括量子时间测量、量子磁场测量、量子重力测量、以及其他量子精密测量仪器。具体来看，2022年，量子磁场测量仪器(量子磁力计)市场份额排名第一，为41%，其次为量子时间测量仪器(量子时钟)，市场占比34%。

4.1国内主要科技企业在量子技术及相关应用领域的市场布局

资料来源：前瞻产业研究院，中航证券研究所

当前，全球量子信息产业培育进入起步期，逐渐成为风险投资的新风口。量子信息产业的发展主要以企业为主力军，以产学研合作的形式进行开发，正在形成科技巨头争相进入和初创公司蓬勃发展的局面。

综合来看，量子信息产业当前技术成熟度整体较低，在量子计算领域，现阶段量子计算的研究发展水平距离实用化仍有较大差距；在量子通信领域，进入实用化阶段的量子密钥分发主要面向信息安全领域应用；在量子测量领域，原子钟、核磁共振陀螺和单光子探测等基于已有技术平滑升级演进的量子测量方向发展更加成熟，实用化水平更高。整体来看，量子技术正处在产业化的初期阶段，但未来具有广泛的应用潜力。

资料来源：前瞻产业研究院，中航证券研究所

4.2 核心观点及投资建议

核心观点

量子信息系引领未来全球科技变革之关键力量。量子信息主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大应用领域，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备突破经典信息技术瓶颈的潜力，正在成为全球科技竞争新焦点。近年来，随着相关前沿技术的快速突破， 英伟达CEO黄仁勋在年初还认为量子计算实用化还需“数十年”，6月份即公开表示该技术正迎来“拐点”，实用化可能比预期更早到来。

量子计算理论算力指数级超越电子计算。量子计算利用量子纠缠和量子叠加特性，在理论上实现对经典算法的指数级加速效果。量子与AI 产业的协同创新，不仅为量子计算注入新的发展动力，也可能为推动AI产业发展开辟新路径、新思路。当前，量子计算产业正处于技术突破、应用探索、产业培养同步推进的关键期。国内量子计算的发展也呈现出“硬件多点开花、软件工具补齐、产业协同发力” 的良好态势。根据ICV预测，2023年，全球量子计算产业规模达到47亿美元，2023至2028年的年平均增长率（CAGR）达到44.8%。

量子通信与量子测量：绝对安全与极限精度。 量子通信，是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式。当前，基于量子密钥分发（QKD）的量子保密通信技术已进入实用化阶段，商用化产品研发和试验网络建设发展较为迅速。量子测量，是突破经典测量精度极限的综合性测量技术。原子钟、原子重力仪等已成熟商用，量子磁力计、光量子雷达和量子陀螺等处于工程化研发和应用探索阶段，量子关联成像、里德宝原子天线等尚处系统技术攻关期。根据Coherent Market Insights数据，2030年全球量子通信产业规模预计达到78.5亿美元；ICV TA&K数据显示，2030年量子精密测量市场规模预计增长到25.27亿美元。

投资建议：

我们认为，随着全球在量子技术领域不断取得积极进展，量子信息正在成为引领未来全球科技变革之关键力量。同时，国内相关企业在量子前沿科技领域具有相对领先、全面、深入的技术、产品及市场布局，未来可能充分享受到朝阳产业快速成长的红利。建议关注：国盾量子、禾信仪器、科大国创、神州信息、电科网安、吉大正元等产业链相关企业。

风险提示

报告名称：《量子信息：引领未来全球科技变革之关键力量》

外发时间：2025年10月13日

中航先进制造 团队介绍

卢正羽：先进制造研究员。香港科技大学理学硕士，2020年初加入中航证券研究所。覆盖通用设备、军民融合、计算机板块。SAC执业证书：S0640521060001。

闫智：先进制造研究员。南京大学工学硕士，2022年7月加入中航证券，覆盖工业母机、机器人、激光设备、锂电设备。SAC执业证书：S0640524070001。

周子硕：先进制造研究员。南洋理工大学应用经济学硕士，2024年11月加入中航证券，覆盖先进产业中小盘研究。SAC执业证书：S0640124110004。

中航研究

中航证券研究所着力打造以总量研究引领，军工、硬科技为代表的战略新兴产业链投研体系，并重点覆盖部分大消费行业。董忠云博士担任公司首席经济学家，张超任军工团队首席分析师。

研究所拥有一支近二十人的军工研究团队，依托中国航空工业集团央企股东优势，深耕军工行业各细分领域，还包含科技电子、新材料、新能源、先进制造、农林牧渔、非银金融、社服&传媒、医药生物等行业研究团队。目前主要业务有：投资咨询、战略咨询、行业主题指数定制、项目类合作等。

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