来源：信通院

本报告由中国信通院联合中移（苏州）软件、北京玻色量子发布，聚焦 2024-2025 年全球量子计算技术、应用及产业生态进展，分析趋势并提出建议，核心内容如下：

一、全球高度重视：战略竞逐与产业活跃

1. 多国将量子计算列为战略制高点

国际布局：美国通过《国家量子倡议》持续投入（2019-2024 年累计超 50 亿美元，2025 年预算近 10 亿美元），欧盟发布《塑造欧洲量子技术战略》覆盖科研、基建与标准化，英国、日本、韩国等均推出 10 年 / 5 年百亿级（美元）投资计划（如英国 2023 年计划 10 年投 31.8 亿）。
中国行动：2025 年政府工作报告将量子科技列为未来产业，北京、安徽、广东等省市通过基金、平台建设推动研发，量子计算成果纳入年度创新成果。

2. 科研与专利持续增长，中美主导格局

科研产出：2024 年全球量子计算论文超 5000 篇（较 2023 年增 42%），中美发文量居前两位（远超其他国家）；但中国篇均被引 16 次（美国 32 次、加拿大 37 次），高质量成果待提升。
专利分布：全球专利超 1.9 万件，美国（49.34%）、中国（24.36%）为主要来源国；超导路线专利占比最高，反映其技术潜力受认可。

3. 企业与投融资活力凸显

企业规模：截至 2025 年 8 月，全球量子计算企业超 400 家（2014 年后成立占 75%），美国（107 家）、中国（42 家）为核心；整机企业中，超导路线占比 35%（25 家），离子阱、中性原子等各占 15%-20%。
投融资活跃：2021 年起年投融资金额超 15 亿美元，2025 年上半年超 20 亿美元（PsiQuantum 获 7.5 亿、QuEra 获 2.3 亿）；2024 年投融资中风险投资占比 56%（96 笔，13 亿美元），政府资助（Grant）占 22%。

二、技术研发：多路线并行，纠错与软件成关键

1. 硬件路线百花齐放，各有突破与挑战

技术路线核心优势2024-2025 年关键成果主要挑战超导易扩展、兼容半导体工艺谷歌 105 比特芯片 Willow 验证量子优越性；中科大 “祖冲之三号”（105 比特，双比特门保真度 99.62%）布线互联、制造工艺离子阱相干时间长、保真度高牛津实现 2 米远程量子纠缠（保真度 86%）；Quantinuum H2 量子体积达 838 万离子数量扩展、激光控制集成中性原子扩展性强、适合模拟中科大构建 2024 原子无缺陷阵列；Pasqal 计划 2028 年达 1 万物理比特原子囚禁稳定性、操控串扰光量子室温运行、抗噪声Xanadu 12 比特 Aurora；玻色量子 1000 比特相干伊辛机高保真双比特门、单光子源硅半导体兼容工艺、相干时间长新南威尔士大学贝尔态保真度 97.17%高纯度材料、测控复杂性拓扑天然容错微软基于砷化铟 - 铝异质材料实现比特操控马约拉纳零模制备、退相干

2. 量子纠错成焦点，距实用化仍远

进展：谷歌用 7 码距物理比特构建逻辑比特（错误率指数下降）；耶鲁大学 GKP 玻色子码纠错增益 1.82；QuEra 实现中性原子魔态蒸馏。
瓶颈：需降低物理比特资源开销（标准表面码需千级物理比特对应 1 个逻辑比特）、提升逻辑门精度，适配不同硬件路线。

3. 软件与算法：多元探索但碎片化

软件体系：覆盖应用（Quantinuum InQuanto 4.0 用于化学模拟）、编译（IBM Qiskit v2.1 支持 C 语言 API）、测控（中微达信岷江 2.0）、EDA（中科院 EDA-Q）、管理软件（QCTRL Fire Opal 集成多平台）。
算法突破：Phasecraft “THRIFT” 方法降低模拟成本；Classiq 将量子蒙特卡洛电路深度减 95%；但普适性算法少，跨硬件迁移难。

4. 环境测控：支撑体系待升级

关键设备：Bluefors 推出低振动稀释制冷机；IonQ 实现小型化离子阱真空包。
挑战：技术路线碎片化导致设备分散，量子比特规模扩大倒逼测控精度（如低温电子学功耗、光学探测灵敏度）提升。

三、应用探索：跨域融合起步，云平台与混合计算成抓手

1. 行业探索广泛，实用化未突破

金融：高盛与 Quantum Motion 优化期权定价；玻色量子与龙盈智达开发反欺诈方案（识别 “欺诈社群”）。
化工：Classiq 与三菱化学用 QPE 算法压缩电路 97%；马普所用量子模拟器直接模拟分子行为。
生物：芝加哥大学用量子算法检测癌症外泌体；Moderna 与 IBM 开发 mRNA 二级结构预测算法。
交通：墨尔本大学用 QAOA 缓解拥堵；Q-CTRL 为伦敦桥车站 26 列火车规划路径（103 比特，18 分钟）。

2. 量子云平台成核心基础设施

规模：截至 2025 年 8 月，全球接入处理器超 50 台，超导路线占比 59.3%（工程化领先），离子阱（14.8%）、光量子（9.3%）次之。
创新方向：量子 - 经典协同（ColibriTD 用混合算法模拟流体动力学）；盲量子计算（NanoQT 保护数据隐私）；全球化部署（韩国 Norma 与 Rigetti 合作国防云服务）。

3. 关键趋势：量子 - 经典融合与量子 - AI 协同

量子 - 经典融合：加州理工联合 IBM 用 77 比特量子处理器 +“富岳” 超算模拟分子能级；新加坡投 2450 万新元推进混合计算；被视为实用化突破口。
量子 - AI 协同：维也纳大学光量子处理器提升机器学习性能；鸿海研究院用量子参数适应优化大模型微调；但面临硬件性能限制、模型适配不足等挑战。

四、产业生态：雏形初现，协同待深化

1. 上中下游格局

上游：欧美在低温制冷、真空系统等领域领先（如 Bluefors、QBLOX）；中国实现部分设备国产化，但核心指标（如制冷温度、振动控制）有差距。
中游：欧美整机企业（IBM、IonQ）与软件开源社区（Qiskit）成熟；中国覆盖全技术路线，但研发投入强度、成果转化效率待提升。
下游：国际巨头（IBM、亚马逊）有成熟云平台与案例库；中国需提升平台兼容性、培育标杆应用。

2. 联盟与标准化

联盟：全球超 10 个核心联盟（如美国 QED-C、中国 QIIA），推动协同攻关（如 QIIA 有 104 家成员，开展创新大赛）。
标准化：ISO/IEC 成立 JTC3 委员会，中国 TC578 立项 4 项国标（如《量子计算服务平台架构》）；但技术路线多元导致标准适配难，仍处起步阶段。