量子計算作為顛覆性技術，正從實驗室走向產業化應用，其基于量子疊加與糾纏特性構建的全新計算范式，有望在特定領域實現指數級算力突破，被視為解決復雜科學問題、優化工業流程、推動人工智能發展的核心引擎。
根據中研普華產業研究院《2026-2030年量子計算產業現狀及未來發展趨勢分析報告》發布的報告，量子計算已從實驗室驗證階段邁入工程化與商業化初期，全球量子計算市場規模預計將以年均復合增長率超45%的速度擴張，到2030年有望突破千億元人民幣大關。
中國作為全球量子科技競爭的核心參與者，憑借政策支持、產業協同與多元化創新主體，正從"跟跑"向"并跑"乃至"領跑"加速轉變。
1 引言：量子計算的時代意義與發展階段
量子計算利用量子力學原理，通過量子比特(qubit)的疊加和糾纏特性，實現指數級超越經典計算的計算能力。這一技術并非對經典計算的簡單升級，而是突破經典物理極限，為解決復雜問題提供全新途徑。
其核心價值在于能夠解決經典計算機無法勝任的復雜問題，重構數字經濟時代的算力底座。根據計算能力演進，量子計算發展可分為三個階段：量子優越性驗證階段(當前)、專用量子計算應用階段(未來5-10年)和通用量子計算機階段(10年以上)。2026-2030年預計將處于從第一階段向第二階段過渡的關鍵期。
量子信息技術兼具基礎性與顛覆性特征，正以前沿性和顛覆性特征重構全球科技與產業格局，成為培育新質生產力的重要方向。
在當前聯合國設立"國際量子科技年"的背景下，量子信息三大方向將持續加速演進，應用場景不斷拓展，有望突破經典信息技術極限，賦能數字經濟社會升級發展。未來五到十年是量子計算發展的關鍵窗口期，我國需加快推動量子科技創新與產業創新深度融合，強化基礎研究和核心技術攻關，推進產品研制與應用探索。
2 全球競爭格局：中美歐三極鼎立與區域集群發展
全球量子計算產業已形成"中美歐三極鼎立"的競爭格局。美國憑借科技巨頭與雄厚基礎研究實力，在量子計算硬件、軟件和算法領域占據領先地位;歐洲通過"量子旗艦計劃"整合資源，在量子通信和精密測量領域形成差異化優勢;中國則依托政策引領與產業協同，在量子通信網絡建設、超導量子計算硬件國產化等方面實現局部突破。
截至2025年，全球已有30多個國家發布量子領域戰略規劃，總投資超350億美元。截至2025年8月，全球量子信息相關企業突破800家，其中美國企業210余家(占比26%)，中國以140余家企業(占比17%)位列第二。從領域分布看，歐美在量子計算領域優勢顯著，相關企業數量約為中國的6倍;中國在量子通信領域的企業數量保持領先(53家)。
中國量子計算產業呈現"長三角、粵港澳大灣區、中西部地區三極聯動"的格局。長三角地區聚焦"超導量子計算+云服務"，聚集超六成的量子科技企業;粵港澳大灣區推動"量子+AI"融合應用，量子通信應用層企業占比超四成;中西部地區利用資源優勢，布局量子傳感與量子通信產業。
合肥、北京、上海等城市已形成初具規模的量子產業集群，合肥依托中國科學技術大學的科研優勢，在量子通信和量子計算領域形成完整創新鏈;北京聚集了眾多高校和科研院所，基礎研究實力雄厚。
3.1 技術路線多元化發展
量子計算的技術演進正經歷關鍵轉折點。早期行業以追求量子比特數量為核心目標，而未來五年，技術重心將轉向提升量子體積(綜合性能指標)，并攻克量子糾錯、相干時間延長等核心挑戰。目前，超導、離子阱、光量子等多條技術路線競相發展，呈現"百花齊放"態勢。
超導量子計算：因可擴展性強、與半導體工藝兼容度高，仍是主流技術路線，占據全球約60%的研發資源。中國科學技術大學聯合團隊研制出105比特"祖沖之三號"超導量子芯片，單比特門、雙比特門保真度分別達到99.90%、99.62%。
離子阱路線：在保真度和相干時間方面表現優異，適用于高精度計算場景。華翊博奧(北京)量子科技有限公司實現百位量子比特二維陣列的獨立尋址操控;合肥幺正量子科技有限公司完成4K低溫量子電荷耦合架構(QCCD)芯片型離子阱量子計算系統的組裝調試。
光量子路線：在特定算法加速上具有獨特優勢，且與現有光通信基礎設施兼容性高。北京玻色量子科技有限公司發布了CQ-D-1000光量子相干伊辛機，該設備支持1000比特、8位精度的伊辛問題求解。
未來五年，超導與光量子技術可能通過芯片集成、算法優化等方式實現融合，形成"混合量子計算架構"，兼顧速度與精度。
3.2 從NISQ時代到容錯量子計算
量子計算目前仍處于"含噪中型量子處理器(NISQ)"時代。"量子優越性"實驗驗證了原理可行性，但距離實用化通用計算仍有顯著差距。量子糾錯、芯片集成等核心環節仍需根本突破，實現容錯量子計算尚需較長時間。
量子糾錯是實現大規模可容錯量子計算的核心基礎，也是量子計算商業化的核心瓶頸。當前，表面碼糾錯技術已實現邏輯量子比特錯誤率降低兩個數量級，但資源消耗仍較高。
預計到2030年，邏輯量子比特的錯誤率有望降至可商用水平，為通用量子計算機的構建奠定基礎。中研普華產業研究院預測，未來五年，拓撲量子糾錯、動態糾錯網絡等新技術將取得突破，推動量子計算從NISQ時代向"容錯量子計算(FTQC)"時代過渡。
3.3 軟硬件協同創新趨勢
受限于量子糾錯技術成熟度，通用量子計算機的商業化仍需時日。在此背景下，量子-經典混合計算架構將成為主流交付模式。通過量子計算云平臺，企業可將量子算力與經典算力深度融合，為金融、醫藥、能源等行業提供按需調用的計算資源。
量子計算軟件是連接量子計算硬件與實際應用的關鍵橋梁，目前仍處于早期階段，軟件工具呈現明顯碎片化和多元化。
量子算法是依托量子力學原理構建的計算方法，面向復雜實用場景的高效量子算法仍需持續探索與迭代。未來五年，量子軟件市場規模的增速將超過硬件，形成"硬件筑基、軟件賦能、服務變現"的生態閉環。
4 市場應用前景：從技術驗證到商業價值的跨越
4.1 當前應用場景探索
量子計算的市場需求正經歷從技術驗證向商業落地的關鍵轉型。當前需求主要集中于三大領域：科研探索、行業應用與基礎設施，三者形成相互支撐的生態閉環。
金融領域：量子計算在資產組合優化、風險評估、高頻交易等場景中展現潛力。傳統金融模型受限于經典計算能力，難以處理高維數據，而量子計算可通過量子退火算法快速求解最優解。
例如，華夏銀行聯合北京量子信息科學研究院等機構共同推出"量子金融云平臺"，開發了面向金融實用場景的量子神經網絡算法、量子近似優化算法等10種主流量子算法，并將其應用于小樣本學習智能風控、反洗錢欺詐識別等15個業務場景。
制藥與化學領域：在量子化學模擬中，傳統計算機難以精確描述分子間相互作用，而量子計算機可通過量子比特直接映射分子能級結構，大幅縮短新材料研發周期。全球制藥巨頭已與量子計算企業合作，利用量子算法優化藥物分子篩選流程，將研發周期從數年壓縮至數月。
人工智能：量子計算與AI的融合成為新熱點。經典AI模型訓練依賴海量算力，而量子計算可通過量子神經網絡加速特征提取與權重優化。例如，某科研團隊利用超導量子計算機完成十億參數級大模型微調實驗，驗證了量子計算在緩解算力焦慮方面的可行性。
4.2 未來應用場景拓展
未來五年，量子計算應用場景將加速拓展，從目前的示范應用向規模化商用過渡。量子技術將在金融風險評估、新藥研發、能源材料設計、高精度測量等場景實現價值落地。預計到2030年，中國量子科技產業應用市場規模將達千億元級別。
量子計算的應用場景正從金融、醫藥、能源等B端行業向自動駕駛、智能家居、工業物聯網等C端領域延伸。隨著量子計算云平臺、量子保密通信網絡等基礎設施的加快建設，量子信息技術在更多行業的應用場景探索將進一步深化。
"量子計算即服務(QCaaS)"將通過云平臺向行業輸出算力，推動技術普及與商業化落地。量子云服務不僅降低了行業準入門檻，更通過"任務適配算力"的智能化調度，推動量子計算從實驗室走向生產線。
中研普華預測，到2026年，全球量子計算市場規模將較當前顯著增長，硬件占比下降，軟件與服務占比提升，反映行業從"設備銷售"向"價值服務"的轉型。
5 產業鏈生態結構：硬件、軟件與服務的協同演進
5.1 上游核心硬件與器件
量子計算硬件是當前的技術制高點，也是"卡脖子"風險所在。稀釋制冷機、低溫測控系統、量子芯片EDA工具等關鍵設備長期依賴進口，但國產化替代進程正在加速。中研普華產業研究院預測，到2030年，中國在量子芯片、極低溫制冷設備等核心環節的國產化率將顯著提升，形成自主可控的供應鏈體系。
上游核心硬件與器件領域仍將是中國量子計算產業鏈的薄弱環節，部分高端部件依賴進口。未來五年，國產替代與自主可控是重點投資方向，擁有核心技術突破能力的公司價值凸顯。
例如，某企業研發的稀釋制冷機已實現國產替代，為超導量子芯片提供穩定低溫環境，打破國外技術壟斷。
5.2 中游整機與軟件發展
中游環節聚焦量子計算原型機/專用機的研發與量子軟件生態構建。衡量指標從比特數轉向量子體積(Quantum Volume)等綜合性能指標。軟件與算法公司競爭焦點在于易用性、行業解決方案能力及與經典計算生態的融合。
量子計算的價值不僅取決于硬件性能，更依賴于軟件生態的完善。量子編程框架、算法庫、編譯器等軟件工具的開發，以及量子云平臺的搭建，將成為企業競爭的核心領域。未來五年，量子軟件市場規模的增速將超過硬件，形成"硬件筑基、軟件賦能、服務變現"的生態閉環。
5.3 下游應用服務與生態培育
下游應用服務領域，行業應用生態初步形成，但大規模商業化尚未到來。早期價值將體現在為特定客戶(如大型藥企、金融機構、國家級實驗室)提供解決方案的試點項目。云平臺(QCaaS) 將成為降低使用門檻、培育開發者生態的主要模式。
產業界正通過積極組建聯盟組織、加快布局公共基礎服務平臺等措施，推動創新合作與成果轉化。全球主要標準化組織逐步啟動量子計算研究并取得初步成果，目前仍存在諸多不確定性，體系建設仍需持續推進。中國正積極參與并主導量子計算相關國際標準制定，同時針對量子安全加密、數據隱私等提前布局監管框架。
6 投資戰略建議：針對不同市場主體的差異化策略
6.1 對投資者的建議
量子計算屬于長周期、高風險、高回報領域，投資者需采取理性與分階段的投資策略。
賽道選擇：關注上游核心硬件/器件突破、中游具備明確技術路徑和工程化能力的整機廠商、以及下游在特定行業有深厚積累的軟件與應用開發商。專用量子計算相關企業可能更早產生現金流。量子硬件基礎設施、量子軟件與算法、量子安全服務、量子-經典混合系統等領域存在核心投資機會。
投資階段與策略：早期投資需深諳技術，看重團隊背景與技術路線可行性;中后期投資關注性能指標進展、客戶驗證與商業化路徑。建議采取"核心+衛星"配置策略，將少量資金配置于具有核心技術壁壘的龍頭企業，同時關注細分領域有潛力的初創企業。隨著技術發展，投資重心應從硬件向軟件和服務逐漸過渡。
風險管控：采取組合投資策略，分散技術路線風險;保持長期視野，理解技術成熟曲線;密切關注政策動向與國際競爭態勢。量子科技研發周期長、投入大，短期內難以實現商業回報，對投資者耐心和資金實力提出較高要求。
6.2 對企業決策者的建議
面對量子計算帶來的變革，企業決策者需制定科學的量子戰略。
科技巨頭：應持續投入基礎研發與云平臺建設，通過QCaaS構建生態護城河;投資或并購具有互補技術的初創公司;積極與行業龍頭合作探索垂直應用。例如，華為、阿里巴巴、百度、騰訊等科技企業通過研究院、實驗室或投資方式深度介入，發揮工程化、云平臺和產業生態整合優勢。
行業用戶(金融、醫藥、材料、能源等)：建議成立內部量子計算研究小組，跟蹤技術進展;與量子計算公司或高校開展聯合試點項目，識別本行業潛在應用場景;評估量子計算對未來業務模式和產品研發的長期影響。行業應用將從概念驗證(PoC)轉向試點項目(Pilot)，在與經典算法結合中證明量子優勢。
技術路線選擇：企業應基于自身優勢和市場需求，選擇適合的技術路線和應用場景，避免盲目追逐熱點。科研機構背景企業應強化產業化能力，傳統企業應加強與科研機構合作。采取開放式創新模式，構建產學研用協同創新網絡，共享研發資源和市場機會。
6.3 對市場新人的建議
對于即將進入或剛剛進入量子計算領域的從業者，需要構建合理的知識結構與職業規劃。
知識構建：系統學習量子力學基礎、量子信息基礎及經典計算知識;關注行業頂級期刊、會議(如Nature、Science、物理學會會議)及領先企業與研究機構的動態。形成"T型"知識結構，即既有廣度(跨學科知識)又有深度(專業領域知識)。
職業發展：量子計算是多學科交叉領域，物理、計算機、數學、電子工程等背景均有價值。注重培養解決實際問題的工程能力與跨學科溝通能力。可選擇加入領先的科研機構、科技公司量子實驗室或具有潛力的初創公司。從量子技術應用層入手，如量子算法應用開發、量子安全解決方案設計等，再逐步深入核心技術領域。
保持理性：認清行業尚處早期，避免炒作概念，扎實于技術本身與價值創造。積極參與學術會議、產業論壇和創新活動，與行業專家和從業者建立聯系，把握前沿動態和職業機會。
7 未來趨勢研判：2026-2030年發展前景展望
綜合分析，2026-2030年將是中國量子計算產業從"實驗室創新"邁向"產業化初步形成"的關鍵五年，呈現以下發展趨勢：
技術層面：專用量子計算(NISQ)有望率先在部分行業實現應用驗證，量子計算即服務(QCaaS)成為主流服務模式。量子糾錯技術將取得關鍵突破，量子體積等綜合性能指標持續提升。不同技術路線可能呈現融合趨勢，超導與光量子技術結合形成混合量子計算架構。
市場層面：量子計算將在金融、制藥、物流等領域實現首批商業化案例，到2030年全球市場規模有望突破千億元。應用場景將從B端向C端逐步滲透，量子計算與人工智能、區塊鏈、6G等技術的交叉創新將催生新業態。中國量子計算市場將呈現高速增長態勢，硬件占比下降，軟件與服務占比提升。
生態層面：中國將形成"國家隊引領、多元資本參與、區域集群發展"的生態格局。長三角、京津冀、粵港澳大灣區等區域集群特色將更加鮮明。產學研協同深化，人才流動與聯合培養成為常態。開源生態壯大，吸引全球開發者貢獻，加速創新迭代。
標準化與安全：國際標準制定加速，量子計算納入全球數字治理框架。中國有望在量子通信等領域主導或參與國際標準制定，增強產業話語權。后量子密碼(PQC)的標準化與遷移將加速，形成"攻防兼備"的量子安全生態。
中研普華產業研究院《2026-2030年量子計算產業現狀及未來發展趨勢分析報告》結論分析認為，盡管前路仍有技術、人才、供應鏈等多重挑戰，但在國家戰略支持、市場需求牽引和科研與產業界共同努力下，中國有望在全球量子計算競爭中占據重要一席。對于所有參與者而言，保持戰略定力，尊重技術發展規律，堅持開放合作與自主創新并重，是擁抱量子計算時代的關鍵。
免責聲明
本報告基于公開資料和行業研究編寫，旨在提供量子科技行業發展趨勢的分析與展望，不構成任何投資建議或決策依據。報告中所涉及的市場預測、技術判斷和戰略建議僅代表研究團隊的專業觀點，存在不確定性和局限性。
量子科技作為前沿領域，技術路線、政策環境和市場格局可能發生重大變化，實際發展情況可能與報告預測存在差異。讀者在做出任何投資或戰略決策前，應進行獨立研究和專業咨詢，自行承擔決策風險。
報告制作方力求信息準確可靠，但不對報告所引用信息的完全準確性和完整性作任何保證。本報告制作方對任何因依賴本報告內容而導致的直接或間接損失不承擔任何責任。
研究院服務號
中研網訂閱號