5 月 13 日，国际知名学术期刊《自然》发表了中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位取得的研究成果。

该项目成功研制出 1024 个量子压缩态输入、8176 模式的可编程量子计算原型机 " 九章四号 "，首次操纵和探测高达 3050 个光子的量子态，刷新光量子信息技术世界纪录。

目前世界上最快的超级计算机，求解特定数学问题约需 10 的 42 次方年，而由 " 九章四号 " 来计算，只需要 25 微秒，比超算快超过亿亿亿亿亿亿倍。

量子计算，或许很快就要进入新的篇章。

行业前景

根据目前主流分析，量子计算从技术探索到全方位广泛利用，要经历 3 个阶段：

第一阶段是 2010-2020 年，量子计算机相关产品主要以量子计算原型机、量子退火机为主，实现量子霸权，也就是量子计算机拥有一项超越现有经典计算机的计算能力。

第二阶段是 2020-2030 年，处于含噪声中型量子 ( NISQ ) 时代，主要设计专用级量子计算机芯片，解决特定行业的特定问题，帮助实现特定领域的商业应用。

第三阶段是 2030 年以后，研制真正的容错量子计算机 ( FTQC ) ，即通用量子计算机，通过把物理量子比特编码成逻辑量子比特，实现通用的量子计算，最终在大数据处理、人工智能、密码破译等领域产生颠覆性影响。

当前，全球量子计算机处于第二阶段，噪声中型量子 ( NISQ ) 时代。

在 " 十五五 " 规划中，" 量子科技 " 被多次点名支持。在 " 前瞻布局未来产业 " 章节中，量子科技更是作为未来产业之首，和生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信共同定位为新的经济增长点。

前瞻研究院综合考虑行业发展速度、政府支持力度、行业在全球的地位以及应用空间等因素，初步预计未来中国量子计算行业将以 32% 的年复合增速进行增长，成为 " 十五五 " 阶段增速最快的行业之一。

产业链拆分

量子计算机是相当复杂的大型设备，有着庞大的产业链。

上游

上游可以分为零部件厂商、原材料供应商、加工设备供应商、集成电路厂商四大类，对传统的硅晶圆、半导体加工设备、集成电路供应商仍有一定的依赖。

一、零部件厂商

零部件厂商主要提供量子计算设备中所需的各类通用或专用零部件，如低温连接器、射频线缆、真空密封件、光学元件、微波器件、精密机械加工件等。这些零部件是构建量子计算机物理实体的基础组成单元。

1、低温连接器与射频缆

该类零部件用于稀释制冷机与测控系统之间的极低温信号传输，是超导量子计算机中连接 " 冷 " 量子芯片与 " 热 " 测控系统的关键通道。富士达是国内主要的低温超导射频缆供应商 ;中航光电具备全链路互连组件设计制造能力。

2、微波器件

微波器件用于生成和传输操控量子比特的高频微波脉冲，直接影响量子门操作的精度。国盾量子自研测控系统中集成了微波模块。

3、光学与光子器件

光学与光子器件是光量子计算机的核心基础部件，决定了光量子线路的效率。光库科技、华工科技、光迅科技提供光芯片、光模块、光纤器件，可应用于光量子计算实验系统。腾景科技在精密光学元件领域也有优势。

4、真空密封件与阀门

真空密封件与阀门用于离子阱、光量子等路线所需的真空系统，保障超低气压环境的长期稳定。中科科仪是国内真空设备龙头 ; 上市公司航天电器提供高可靠连接器和密封件。

5、精密机械加工件

精密机械加工件包括稀释制冷机腔体、芯片封装壳体、真空腔体等大型结构件，需要极高的加工精度和超低温材料适配性。隆利科技为精密注塑件企业，战略投资量旋科技切入量子生态。

6、制冷部件

制冷部件方向，英维克和申菱环境提供商用低温与液冷配套方案 ;汉钟精机和三花智控在数据中心压缩机及液冷核心部件方面有所布局。

二、原材料供应商

原材料供应商提供制造量子芯片、稀释制冷机、低温线缆等所需的基础材料，包括硅晶圆、超导金属薄膜 ( 如铝、铌 ) 、铌钛合金线材、特种气体、荧光金刚石、高纯度铜等。

1、高纯硅与蓝宝石衬底

高纯硅和蓝宝石衬底用于超导量子芯片的基底材料，要求极低的杂质含量和极高的表面平整度。量子芯片专用的高阻硅衬底主要由有研硅等提供。

2、超导金属材料

超导金属材料 ( 铝、铌、钽等 ) 用于制备约瑟夫森结及超导谐振腔，其纯度及薄膜质量直接影响量子比特的相干时间。中科美菱等企业涉及超导材料 ;西部超导是国内超导线材龙头。

3、铌钛合金

铌钛合金 ( NbTi ) 主要用于稀释制冷机中的超导磁体及低温线缆。西部超导是国内唯一实现 NbTi 超导线材商业化的上市公司。

4、荧光纳米金刚石

荧光纳米金刚石用于量子传感及 NV 色心量子比特的制备。惠丰钻石已实现高品级荧光纳米金刚石的规模化制备，可应用于量子传感、生物医学成像等前沿领域。

5、高纯铜

高纯铜或无氧铜用于低温线缆、屏蔽罩及热沉材料。江西铜业、铜陵有色等提供基础铜材 ;有研新材在高纯金属靶材方面有积累。

三、加工设备供应商

加工设备供应商提供制造量子芯片和量子计算机组件所需的半导体加工设备、薄膜沉积设备、刻蚀机、光刻机、键合机、测试设备等。

1、光刻机与电子束光刻

光刻机和电子束光刻设备用于超导量子芯片中约瑟夫森结的纳米级图形加工。上海微电子是国内光刻机主要企业 ;芯碁微装提供直写光刻设备，可用于小批量量子芯片制备。

2、薄膜沉积设备

薄膜沉积设备 ( PVD、CVD、ALD ) 用于在衬底上制备超导金属薄膜及介质层。北方华创提供 PVD、CVD、ALD 设备，可用于超导薄膜沉积 ;中微公司在刻蚀和薄膜沉积领域领先 ;拓荆科技 ( 688072.SH ) 专注于 ALD 和 PECVD。

3、刻蚀设备

刻蚀设备 ( ICP/RIE ) 用于图形转移和去除多余材料。中微公司和北方华创均可提供刻蚀设备，适用于量子芯片加工。

4、键合与封装设备

键合与封装设备用于量子芯片的引线键合及低温封装。华峰测控在测试设备领域 ;新益昌提供固晶机、键合机，可用于量子芯片封装。

5、低温测试探针台

低温测试探针台用于在极低温下表征量子芯片性能。普源精电提供测试测量仪器 ;芯导科技等涉及。

四、集成电路厂商

集成电路厂商为量子计算测控系统、读出电路、控制逻辑提供关键的芯片和模组，包括 FPGA、ADC/DAC、低温 CMOS、专用 ASIC 等。

1、FPGA

FPGA ( 现场可编程门阵列 ) 用于实现测控系统中的实时信号处理和脉冲序列生成。复旦微电、安路科技是国内 FPGA 主要供应商，可用于量子测控系统。

2、高速 ADC/DAC

高速 ADC/DAC ( 模数 / 数模转换器 ) 用于将量子比特的模拟信号转换为数字信号 ( 读出 ) ，或将控制数字波形转换为模拟微波脉冲。芯海科技、圣邦股份等提供模拟芯片 ;振芯科技在高速转换器领域有布局。成都华微专注于高速高精度 ADC。

3、低温 CMOS 与专用 ASIC

低温 CMOS 将部分测控电路集成到稀释制冷机内部，减少高温到低温的线缆数量，是实现千比特以上量子计算机的关键技术。该领域国内尚处早期。国芯科技参股合肥硅臻，布局量子随机数芯片及抗量子密码芯片，属于专用集成电路。中国长城参与量子测控芯片研发。

4、抗量子密码芯片与量子安全芯片

抗量子密码芯片和量子安全芯片是面向量子计算时代安全需求的新型集成电路。三未信安研发抗量子 SPU 系列芯片 ;国芯科技与信大壹密合作研发抗量子密码芯片 AHC001;中孚信息联合研发 WT-QRNG300 量子随机数芯片。

中游

中游是量子计算产业链的核心部分，主要由量子硬件、量子软件、量子算法、量子云平台及其他服务构成。

一、量子硬件

量子硬件是量子计算机的重要部分，行业普遍认为，在容错量子计算机出现之前，硬件技术的突破速度将直接决定量子计算产业化的进度。

1、量子芯片

在诸多硬件环节中，量子芯片是整条量子计算产业链中技术壁垒最高、价值最集中的核心硬件，直接决定了量子计算机的性能上限与功能边界。当前全球量子芯片正经历从物理比特规模扩展向逻辑比特质量验证的关键转型期，国内在各条技术路线上均有布局：

( 1 ) 超导量子芯片

超导路线利用约瑟夫森结在硅片上构建 " 人造原子 " 作为量子比特。该路线与现有集成电路制造工艺兼容，可扩展性最强，是目前产业化最快的路线。国内代表性企业为本源量子，拥有国内第一条量子芯片生产线 ;国盾量子也具备完整的研发与制造能力。

( 2 ) 光量子芯片

光量子路线以光子作为量子比特，可在常温下运行，无需极低温制冷设备。中国在这一技术路线上处于全球领先地位。代表性企业为图灵量子，拥有 " 设计—制造—封测 " 全链条自主可控技术 ; 九章系列研究团队持续刷新光量子芯片的模式数与光子数世界纪录。

( 3 ) 离子阱芯片与中性原子芯片

离子阱芯片通过电场囚禁单个离子作为量子比特，以超高门保真度见长 ; 中性原子芯片则利用光镊囚禁原子，可在室温低功耗下运行，天然具备良好的扩展性。国内企业中，华翊量子专注于离子阱路线 ;中科酷原则于 2026 年 5 月发布全球首台双核中性原子量子计算机 " 汉原 2 号 "。

2、稀释制冷机

稀释制冷机是为超导量子芯片提供接近绝对零度 ( mK 级 ) 超低温环境的核心设备，是决定超导路线成败的关键基础设施。2022 年起欧美对华禁运后，国产替代需求尤为迫切。

在核心整机制造方向，国盾量子推出 ez-Q Fridge 稀释制冷机并实现量产，成为国内首家可量产供应商 ;中国长城已自主研发稀释制冷机，性能达国际水平 ;知冷低温的 ZL-DR400 型最低温度达 6.95mK。

3、测控系统

测控系统是连接量子芯片与软件中枢的 " 操控中枢 "，负责生成精确微波或激光脉冲，完成对量子比特的初始化、门操作和测量读出。国盾量子是超导测控系统主要国内供应商。

二、量子软件：

在量子硬件之上，量子软件是构建生态的核心枢纽，又可以分为操作系统、编程框架、编程语言等重点环节。

1、操作系统

其中，量子操作系统处于承上启下的关键位置，生态黏性极强——一旦某一系统形成市场主导地位，将深度绑定开发者与产业链上下游，是构建自主可控产业生态的战略制高点。在国内，本源量子" 本源司南 " 是全球首个开放线上下载渠道的量子计算机操作系统，中国移动" 五岳纪元 " 是国内首款支持多制式量子计算机的开源操作系统。

2、开发框架与编译系统

弧光量子是国内少数覆盖多条芯片路线、贯穿产业全链条的量子计算软件企业，科大国创依托中国科大量子信息领域的技术积淀，在量子软件与平台创新方面持续发力，在金融、医药等行业应用层面形成差异化优势。

三、量子算法：

量子算法是连接理论量子优势与现实商业价值的 " 桥梁 "，可以分成基础算法和应用解决方案 2 层。目前量子算法主要聚焦模拟、优化、混合智能三大方向，其成熟度直接决定了量子计算能够在哪些行业实现真正的价值落地。量子算法中最著名的算法是 Shor 算法和 Grover 算法。

1、基础算法与工具库

在量子优化的底层能力方面，当前布局以国外公司为主。在国内，国盾量子的量子计算产品同样包含基础算法库 ;本源量子的 " 本源量易 ( OriginQLib ) " 线性代数求解器，专为高效解决科学计算与工程中的大型线性系统问题而设计。

2、行业应用解决方案

在金融领域，量子算法已在投资组合优化、风险评估等方向实现应用验证，全球主要银行已开始尝试用量子技术进行更为精准的金融决策。在生物医药领域，量子算法可高效模拟分子结构，大幅缩短新药研发周期、降低成本。玻色量子、本源量子等国内企业在量子金融算法方向均已形成差异化布局。

四、量子云平台：

量子计算机硬件稀缺昂贵，量子云平台是现阶段向产业界开放算力、培育应用生态的核心渠道，也是产业生态从 " 实验室 " 走向 " 千行百业 " 的关键枢纽。它在一定程度上打通了量子计算从 " 能算 " 到 " 好用 "、再到 " 规模复制应用 " 的全链条通路。

在这方面，中国移动" 五岳纪元 " 量子计算云平台是目前国内量子算力规模最大、技术制式最全面的量子公有云平台 ;中国电信" 天衍 " 量子计算云平台搭载 " 天衍 -287" 超导量子计算机 ( 含 " 祖冲之三号 " 同款芯片 ) ，在特定复杂任务上比全球最快超算快约 4.5 亿倍。

此外，国盾量子" 天衍 " 云平台截至 2025 年 10 月已吸引全球 60 多个国家用户，注册访问量超 3700 万次，累计执行任务超 300 万次 ;本源量子的 " 悟空 " 云平台上线以来已有来自全球 163 个国家的超过 3500 万人次访问 ;量旋科技的 " 量旋云 " 平台同样覆盖了多所高校的量子计算课程与材料研发场景。

下游

量子计算下游产业链是指量子计算技术在各行各业的具体应用场景，是量子计算从实验室走向产业价值的最终环节，主要包括金融、制药、汽车、物流、交通、新材料、安全、航天等多个领域。

一、金融

国内金融领域的量子应用以量子安全为主，同时有部分量子算法探索。国盾量子落地政务、金融、能源等标杆场景，提供量子安全解决方案。科大国创参股本源量子，在金融行业量子应用平台方面形成差异化布局。国富量子聚焦量子金融安全。

二、制药

量子计算能够精确模拟分子结构与化学反应，从第一性原理出发计算蛋白质折叠、药物与靶点结合能等，有望将新药研发周期从数年缩短至数月。国富量子与医图生科在量子 AI 药物发现领域达成战略合作。志特新材提出 " 量子 +AI" 赋能新材料研发，在生物医药领域有概念布局。

三、交通

中科星图将量子计算赋能遥感数据处理，可用于交通流量监测与路网规划。

四、新材料

志特新材提出 " 量子 +AI" 赋能新材料研发，属于概念性布局。量旋科技 ( Pre-IPO ) 的 " 量旋云 " 平台已用于材料研发场景。本源量子提供材料模拟算法模块。

五、安全

安全领域既包含 " 抗量子 " 防御，也包含 " 用量子 " 加密。随着量子计算的发展，后量子密码迁移已成为国家战略需求。国盾量子提供量子密钥分发设备、量子安全通信解决方案。三未信安研发抗量子 SPU 系列芯片。国芯科技研发抗量子密码芯片 AHC001，并参股合肥硅臻布局量子随机数芯片。吉大正元、格尔软件、信安世纪、数字认证、奇安信等均推出了抗量子密码或量子安全产品。

六、航天

中科星图将量子计算赋能遥感数据处理。国盾量子参与建设文昌国际航天城量子卫星地面站，支撑 " 量子传 " 环节。

七、其他应用场景 ( 能源、气象、AI 等 )

纬德信息与玻色量子合作打造 " 量子 + 电力 " 解决方案 ;金冠电气战略投资国光量子，布局电力系统量子传感应用。本源量子已开发基于量子注意力机制的中短期天气模型。

上市公司清单

前瞻产业研究院 产业观察组

更多行业研究分析详见：

【1】《2025-2030 年中国量子计算行业市场前瞻与投资策略分析报告》，前瞻产业研究院

同时前瞻产业研究院还提供产业新赛道研究、投资可行性研究、产业规划、园区规划、产业招商、产业图谱、产业大数据、智慧招商系统、行业地位证明、IPO 咨询 / 募投可研、专精特新小巨人申报、十五五规划等解决方案。如需转载引用本篇文章内容，请注明资料来源（前瞻产业研究院）。

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