量子信息技術(shù)行業(yè)市場前景及投資研究報告：全球科技賽場前沿國際競爭白熱化-worldreportmarket

證券研究報告

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新興產(chǎn)業(yè)|

2025年

3月

16日新

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告量子信息技術(shù)：全球科技賽場新前沿，國際競爭逐漸白熱化摘要????量子信息技術(shù)是未來產(chǎn)業(yè)競爭力的核心，全球各國紛紛布局。量子信息是一門結(jié)合了量子力學(xué)原理和信息技術(shù)的前沿交叉領(lǐng)域，其核心在于利用量子疊加、量子糾纏等特性，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)信息技術(shù)無法企及的功能。量子信息技術(shù)分為量子計算、量子通信、量子測量、抗量子密碼四大領(lǐng)域。作為能使計算、通信等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)革命性突破的產(chǎn)業(yè)，量子信息技術(shù)是培育未來產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力、推動高質(zhì)量發(fā)展的重要方向之一。目前全球各國紛紛布局，美國計劃在2026-2030財年提供超過25億美元的資金支持，歐盟計劃于2021-2027年將至少投入130億歐元用于發(fā)展量子技術(shù)、光子學(xué)等多個數(shù)字技術(shù)。中國在全球量子信息技術(shù)市場中占據(jù)重要地位，在量子通信和量子計算領(lǐng)域取得了多項進(jìn)展。量子計算-重塑現(xiàn)代算力效率，全球競爭核心領(lǐng)域。量子計算依托量子力學(xué)原理，借助量子比特所展現(xiàn)出的量子疊加和量子糾纏等現(xiàn)象重構(gòu)計算模式，大幅提升計算效率。目前量子計算產(chǎn)業(yè)仍處于前期技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用探索階段，但全球眾多國家及企業(yè)紛紛入局，各個國家已經(jīng)開始針對量子計算的“軍備競賽”，谷歌、微軟、AWS，以及國內(nèi)團(tuán)隊、本源量子紛紛發(fā)布高性能量子計算芯片，未來量子計算有望實(shí)現(xiàn)快速增長。當(dāng)前，量子計算硬件中超導(dǎo)、離子阱、中性原子、光量子、硅半導(dǎo)體等多種技術(shù)路線并行發(fā)展，其中超導(dǎo)、離子阱為主流路線。短期內(nèi)量子計算有望與傳統(tǒng)計算融合的同時上云，降低使用門檻，同時，AI技術(shù)也有望賦能量子計算，實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計、算法優(yōu)化、應(yīng)用創(chuàng)新等優(yōu)勢。量子通信-量子時代的安全保障，QKD、PQC并駕齊驅(qū)。量子通信利用量子不可克隆性、量子糾纏原理以及測不準(zhǔn)原理，通過保密通信協(xié)議和工程技術(shù)，如量子密鑰分發(fā)、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和量子隱形傳態(tài)等，實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)陌踩?，主要包括QKD(量子密鑰分發(fā)技術(shù))以及PQC(抗量子密碼)兩大技術(shù)。QKD可以確保密鑰分發(fā)過程的安全性，具有長距離傳輸、高速率密鑰生成、集成化、兼容現(xiàn)有通信技術(shù)等特點(diǎn)。PQC基于純數(shù)學(xué)，利用格密碼、編碼密碼、多變量密碼等多種新型數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和算法重構(gòu)現(xiàn)有的密碼系統(tǒng)。未來，QKD將與PQC互相融合，完成量子保密通信的構(gòu)建。我國量子通信行業(yè)目前處于建設(shè)初期，城域網(wǎng)-骨干網(wǎng)-星地量子通信網(wǎng)絡(luò)初具規(guī)模，未來建設(shè)即將加速。量子測量-高精度測量手段，下游應(yīng)用前景廣闊。量子測量通過間接方式測量物理量，可能會改變被測系統(tǒng)的量子狀態(tài)，使得測量后系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)，顯著提升了測量的精度、靈敏度和穩(wěn)定性，相較傳統(tǒng)技術(shù)具有數(shù)量級的優(yōu)勢。目前量子測量在國防、醫(yī)療、能源、通信、科研等領(lǐng)域均有應(yīng)用，主要需求增量

于高端行業(yè)對精密測量的需求增長。量子測量研發(fā)難度大，技術(shù)壁壘高，目前國內(nèi)已在傳感器、測量儀上完成眾多突破，未來量子測量儀器有望逐漸向輕量化發(fā)展。??建議關(guān)注：詳情請見第五部分投資建議。風(fēng)險提示：技術(shù)研發(fā)進(jìn)度不及預(yù)期風(fēng)險；商業(yè)化落地不及預(yù)期風(fēng)險；地緣政治加劇風(fēng)險；政策支持不及預(yù)期風(fēng)險等2目錄一.

量子信息技術(shù)：未來產(chǎn)業(yè)的代表，全球科技賽場新前沿二.

量子計算-重塑現(xiàn)代算力效率，全球競爭核心領(lǐng)域三.

量子通信-量子時代的安全保障，QKD、PQC并駕齊驅(qū)四.

量子測量-高精度測量手段，下游應(yīng)用前景廣闊五.

投資建議六.

風(fēng)險提示3目錄1.

量子信息技術(shù)：未來產(chǎn)業(yè)的代表，全球科技賽場新前沿1.1

量子信息技術(shù)-全球科技賽場新前沿1.2

量子信息技術(shù)-國家戰(zhàn)略性新質(zhì)生產(chǎn)力，未來產(chǎn)業(yè)競爭力的核心1.3

全球競爭格局：科技賽場新前沿，全球各國紛紛布局1.4

全球競爭格局：國內(nèi)成果頻出，占據(jù)重要地位。1.5

國家重點(diǎn)關(guān)注，提供大力政策支持1.6

量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈4資料：方正證券研究所整理量子信息技術(shù)-全球科技賽場新前沿量子信息技術(shù)是國家新質(zhì)生產(chǎn)力的重要組成部分。量子信息技術(shù)作為能使計算、通信等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)革命性突破的產(chǎn)業(yè)，是培育未來產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建新質(zhì)生產(chǎn)力、推動高質(zhì)量發(fā)展的重要方向之一。量子信息是一門結(jié)合了量子力學(xué)原理和信息技術(shù)的前沿交叉領(lǐng)域，其核心在于利用量子力學(xué)的獨(dú)特性質(zhì)進(jìn)行信息處理和傳輸，能夠利用量子疊加、量子糾纏等特性，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)信息技術(shù)無法企及的功能。短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多項技術(shù)突破，國際競爭逐漸白熱化。國際：美國參議院已擬提出量子領(lǐng)先法案，計劃在2026-2030財年提供超過25億美元的資金支持。歐盟發(fā)布《“地平線歐洲”2025-2027年戰(zhàn)略計劃》，表示2021-2027年將至少投入130億歐元用于發(fā)展量子技術(shù)、光子學(xué)等多個數(shù)字技術(shù)。荷蘭已選定六家公司和研究機(jī)構(gòu)，來開發(fā)針對技術(shù)和運(yùn)營難題的量子解決方案，最終成果將在2025年11月進(jìn)行展示。近期，微軟首發(fā)量子計算芯片Majorana1，顯著提升了量子比特的相干時間和可擴(kuò)展性。谷歌量子人工智能團(tuán)隊發(fā)布全新的超導(dǎo)量子處理器Willow，用時不到5分鐘完成了當(dāng)前世界最快超級計算機(jī)Frontier需要耗時10億億億年完成的RCS基準(zhǔn)測試，行業(yè)進(jìn)展處于加速階段。國內(nèi)：目前，中央、東部沿海省市及部分中部16個省份均發(fā)布一系列相關(guān)政策，支持量子信息科技發(fā)展。2024年兩會期間，國務(wù)院國資委指出，2025年中央企業(yè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)收入的占比要達(dá)35%，在類腦智能、量子信息、可控核聚變等方面要提前布局，到2030年要實(shí)現(xiàn)百萬級量子計算機(jī)。2月20日，國內(nèi)發(fā)布全球首例基于集成光量子芯片的“連續(xù)變量”量子糾纏簇態(tài)，使量子計算距離實(shí)用化再近一步。國內(nèi)研發(fā)的105個量子比特的“祖沖之三號”量子計算機(jī)正式發(fā)表，為目前超導(dǎo)量子計算的最強(qiáng)優(yōu)越性。我國第三代自主超導(dǎo)量子計算機(jī)“本源悟空”突破2000萬次全球訪問量。量子三大領(lǐng)域中，量子計算進(jìn)展空間最大，量子通信測量產(chǎn)業(yè)相較成熟。據(jù)測算，2027年，專用量子計算機(jī)預(yù)計將實(shí)現(xiàn)性能突破，在2028年至2035年，市場規(guī)模將繼續(xù)迅速擴(kuò)大，受益于通用量子計算機(jī)的技術(shù)進(jìn)步和專用量子計算機(jī)在特定領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，到2035年量子計算總市場規(guī)模有望達(dá)到8117億美元。量子通信從目前已經(jīng)發(fā)展的形態(tài)來看，主要是由量子物理加密產(chǎn)品與技術(shù)帶來的產(chǎn)業(yè)價值。僅考慮QKD、PQC、QRNG三個重要市場，2030年全球量子通信市場規(guī)模為196.8億美元。而全球量子測量市場規(guī)模預(yù)計從2019年的11.2億美元增長到2030年的25.27億美元，市場規(guī)模呈現(xiàn)不斷上升趨勢，年復(fù)合增長率為7.97%。圖：全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模（億美元）9000圖：全球量子通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模（億美元）250圖：全球量子測量產(chǎn)業(yè)規(guī)模（億美元）302028-2035CAGR44.2%811780007000600050002520151052001501005040002023-2028CAGR44.8%300020001000021554341058134761002021

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2035E20232024E2025E2030E201920222025E2030E5資料：中關(guān)村產(chǎn)業(yè)研究院，方正證券研究所整理量子信息技術(shù)-國家戰(zhàn)略性新質(zhì)生產(chǎn)力，未來產(chǎn)業(yè)競爭力的核心?

量子信息技術(shù)能夠利用量子疊加、量子糾纏等特性實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)信息技術(shù)無法企及的功能，是國家未來產(chǎn)業(yè)的代表。量子信息技術(shù)是一門結(jié)合了量子力學(xué)原理和信息技術(shù)的前沿交叉領(lǐng)域，其核心在于利用量子力學(xué)的獨(dú)特性質(zhì)進(jìn)行信息處理和傳輸。量子信息技術(shù)的獨(dú)特之處在于其能夠利用量子疊加、量子糾纏等特性，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)信息技術(shù)無法企及的功能。量子科技產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)初的理論奠基起步，歷經(jīng)實(shí)驗驗證和技術(shù)發(fā)展，到2010年代進(jìn)入產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展期。如今，各國政府和企業(yè)加大投入，推動量子計算、通信和傳感等領(lǐng)域的技術(shù)走向市場。?

量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)分為量子計算、量子通信、量子測量、抗量子密碼四大領(lǐng)域，可以對傳統(tǒng)計算、通信、測量等領(lǐng)域帶來革命性進(jìn)展。圖：量子信息技術(shù)分類，原理及描述分類原理描述量子計算是利用量子力學(xué)原理處理信息的新型計算模式，核心是使用量子比特，其具備量子疊加和量子糾纏特性，能讓量子計算機(jī)在特定問題上遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計算機(jī)。在密碼學(xué)、化學(xué)材料科學(xué)、金融以及人工智能等領(lǐng)域潛力巨大。全球量子計算領(lǐng)域發(fā)展迅速，技術(shù)路線多元化，競爭激烈。量子計算量子比特的量子疊加&量子糾纏量子通信是利用量子力學(xué)原理傳輸信息的新型通信技術(shù)，核心是借量子態(tài)傳輸實(shí)現(xiàn)量子密鑰安全分發(fā)，因量子態(tài)不可克隆、糾纏、量子不可克隆性、量子糾纏原理、量子測不準(zhǔn)原

測不準(zhǔn)，具有絕對安全性。其主要應(yīng)用于信息安全領(lǐng)域，在軍事、國防等對信息安全要求高的行業(yè)提供安全保障，在構(gòu)建量子互聯(lián)量子通信理網(wǎng)方面潛力巨大。中國在量子通信領(lǐng)域成果顯著，發(fā)射“墨子號”衛(wèi)星，建成多條骨干量子通信基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)及城市級量子保密通信網(wǎng)，并探索小型化量子通信衛(wèi)星和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)部署。量子測量是利用量子力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)高精度測量的技術(shù)，憑借量子態(tài)敏感性對物理量超高精度測量，主要應(yīng)用于時間頻率、磁場、重力測量等領(lǐng)域。中國在該領(lǐng)域成果突出，高精度原子鐘自主研發(fā)并應(yīng)用于北斗，量子重力儀性能領(lǐng)先。量子測量量子態(tài)敏感性&變化抗量子密碼技術(shù)是一種旨在抵御量子計算機(jī)攻擊的密碼技術(shù)（通常是公鑰算法）。隨著量子計算的發(fā)展，抗量子密碼技術(shù)的重要性日益凸顯?？沽孔用艽a技術(shù)目前主要是采用基于格的密碼、多元二次方程、基于糾錯碼、基于哈希的密碼術(shù)等方法來保護(hù)數(shù)據(jù)免受量子計算機(jī)的攻擊?？沽孔用艽a格密碼、編碼密碼、多變量密碼6資料：新華國研經(jīng)濟(jì)學(xué)研究院，

賽迪顧問，方正證券研究所量子信息技術(shù)-國家戰(zhàn)略性新質(zhì)生產(chǎn)力，未來產(chǎn)業(yè)競爭力的核心量子信息技術(shù)作為新一代信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域，是符合新質(zhì)生產(chǎn)力的重要經(jīng)濟(jì)形態(tài)，其核心在于通過技術(shù)革命性突破、生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置及產(chǎn)業(yè)深度轉(zhuǎn)型，推動生產(chǎn)力質(zhì)的躍升。?技術(shù)革命性突破：量子信息技術(shù)基于量子力學(xué)原理，通過量子疊加、糾纏等特性，在計算、通信和測量領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)無法企及的突破。例如量子計算機(jī)僅需

4小時就能完成傳統(tǒng)超級計算機(jī)需要耗費(fèi)5萬年才能完成的任務(wù)；通過量子密鑰分發(fā)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了“信息論安全”，為通信安全提供了絕對保障；借助量子態(tài)調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超高精度的測量等，完成了技術(shù)革命性的突破。??生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置：量子計算可以與AI、云計算深度融合，在優(yōu)化量子線路設(shè)計和量子門操作，提高量子計算芯片設(shè)計工作效率的同時增強(qiáng)大規(guī)模數(shù)據(jù)處理與復(fù)雜計算能力，滿足多領(lǐng)域高算力需求。產(chǎn)業(yè)深度轉(zhuǎn)型升級：量子信息技術(shù)通過賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和催生新業(yè)態(tài)，推動經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)升級，其三大領(lǐng)域可與5G融合，構(gòu)建安全通信網(wǎng)絡(luò)，助力金融、能源等領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同時可以使得下游應(yīng)用場景產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)變。圖：量子信息技術(shù)可對傳統(tǒng)領(lǐng)域帶來革命性進(jìn)展圖：量子信息技術(shù)三大領(lǐng)域自身優(yōu)勢行業(yè)方向描述分類優(yōu)勢描述量子計算可利用強(qiáng)大計算能力更快速準(zhǔn)確地處理海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的投資組合優(yōu)化，幫助投資投資優(yōu)化與風(fēng)險管理

者發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法難以察覺的潛在投資機(jī)會以提高收益；還能更精準(zhǔn)地評估金融風(fēng)險，識別傳統(tǒng)方法無法發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險。相比于經(jīng)典計算機(jī)，量子計算機(jī)具有更強(qiáng)大的計算能力。量子計算機(jī)利用量子并行性和量子態(tài)演化，在特定問題（如大數(shù)分解、量子化學(xué)模擬）上可實(shí)現(xiàn)對經(jīng)典計算機(jī)的指數(shù)級加速，具有重大戰(zhàn)略意義和科學(xué)價值，是實(shí)現(xiàn)未來算力飛躍的重要手段之一。金融銀行機(jī)構(gòu)通過量子加密通信實(shí)現(xiàn)加密傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。需要加密的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)被傳輸?shù)搅孔蛹用馨踩W(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)利用量子密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，將明文轉(zhuǎn)換為密文；隨后，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)傳輸，當(dāng)密文到達(dá)接收端后，通過量子加密安全網(wǎng)關(guān)使用對稱量子密鑰對密文進(jìn)行解密，恢復(fù)為明文；最后，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用終端。這種方法相較于傳統(tǒng)方法安全性更高。強(qiáng)大的計算能力保障金融信息安全量子計算量子成像技術(shù)借助量子糾纏與干涉原理，有望突破傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像（如X光、CT、MRI

）局限，實(shí)現(xiàn)更高分辨率與精準(zhǔn)成像，像在癌癥早期診斷中可清晰捕捉微小腫瘤病變，提高早期發(fā)現(xiàn)率；量子傳感技術(shù)能通過檢測量子態(tài)變化快速準(zhǔn)確識別特定生物標(biāo)志物，提前預(yù)警發(fā)病風(fēng)險。量子算法借助量子疊加和糾纏原理帶來的計算并行性，可同時探索大量可能解決方案，更高效地瀏覽解決方案空間，在極短時間內(nèi)找到最佳或近乎最佳方案。精確診斷解決復(fù)雜優(yōu)化問題醫(yī)療量子點(diǎn)藥物遞送，量子點(diǎn)可作高效藥物載體，通過精準(zhǔn)調(diào)控其表面性質(zhì)與尺寸，實(shí)現(xiàn)藥物精準(zhǔn)遞送；量子共振治療使相關(guān)設(shè)備發(fā)射特定頻率量子波與人體細(xì)胞生物分子共振，調(diào)節(jié)細(xì)胞生理功能，促進(jìn)自我修復(fù)與再生，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病及慢性疼痛等治療上頗具潛在應(yīng)用價值。前沿治療新手段量子信息技術(shù)將推動行業(yè)向電動汽車和自動駕駛汽車轉(zhuǎn)型。量子計算可以在分子層級模擬化合物，設(shè)計更堅固、輕質(zhì)且能量密度高的電池層，解決經(jīng)典計算機(jī)模擬局限，探索更多材料和配置，開發(fā)出儲能多、釋能高效的電池。同時，量子計算可模擬含眾多相互作用零部件的整個系統(tǒng)，幫助制造商尋求最節(jié)能方案，節(jié)約電力以提升續(xù)航。量子網(wǎng)絡(luò)將量子密碼學(xué)用于信息加密與解密，其中量子密鑰分發(fā)（QKD）作為一種量子加密協(xié)議，能在不安全網(wǎng)絡(luò)上以量子比特或偏振光子形式實(shí)現(xiàn)秘密密鑰共享，為超安全連接提供保障，發(fā)送方和接收方通過比較測量結(jié)果來消除誤差、察覺第三方竊密企圖并解密密鑰，確保通信的安全性。汽車制造半導(dǎo)體工業(yè)國防量子通信量子測量高度安全性量子力學(xué)為理解半導(dǎo)體按需改變導(dǎo)電能力的特性提供原理支撐，有望催生具有優(yōu)異性能的新型半導(dǎo)體材料和器件；半導(dǎo)體量子點(diǎn)則是構(gòu)建量子計算機(jī)的關(guān)鍵組件；在量子通信中，半導(dǎo)體光源如激光二極管發(fā)揮關(guān)鍵作用。量子技術(shù)基于概率量子力學(xué)，狀態(tài)非預(yù)先確定，存在重疊和糾纏現(xiàn)象，難以預(yù)測；量子計算能并行計算，實(shí)現(xiàn)超高速運(yùn)算，還可檢測隱形氣體，改變現(xiàn)有范式，突破現(xiàn)有武器系統(tǒng)限制的領(lǐng)域。量子以及量子磁場探測技術(shù)可以擾亂敵方武器系統(tǒng)領(lǐng)域，并且探測配備先進(jìn)隱形材料和技術(shù)的隱形飛機(jī)。精進(jìn)武器系統(tǒng)量子測量利用微觀粒子的固有性質(zhì)進(jìn)行測量，無需依賴外部計量校準(zhǔn)，這使得測量結(jié)果更為可靠，兼具穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。高精度和穩(wěn)定性7資料：央視網(wǎng)，東方財富網(wǎng)，Qureca，網(wǎng)信浙江，techtarget，量子科技QTNEA，人大金融科技研究所，循態(tài)量子，方正證券研究所全球競爭格局：科技賽場新前沿，全球各國紛紛布局時間戰(zhàn)略規(guī)劃/法案國家量子技術(shù)計劃光量子躍遷旗艦計劃量子旗艦計劃國家/地區(qū)英國投資規(guī)模(美元)10年投資約12.15億投資約1.2億/年10年投資約11億◆全球紛紛布局量子信息技術(shù)。201420182018許多國家均成立和運(yùn)營各類量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。美國最早成立量子經(jīng)濟(jì)發(fā)展聯(lián)盟，該聯(lián)盟由斯坦福研究院運(yùn)營，是近年來發(fā)展最活躍的量子產(chǎn)業(yè)平臺，聯(lián)盟成員囊括高校、科研院所、科技企業(yè)和初創(chuàng)公司，且數(shù)量已擴(kuò)張至

36個國家305家機(jī)構(gòu)。此外，荷蘭、加拿大、德國和日本及歐盟等國家和組織也成立了量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，旨在促進(jìn)政府、科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)公司等利益相關(guān)方的交流與合作。日本歐盟國家量子信息科學(xué)戰(zhàn)略國家量子倡議(NQI)法案計劃5年投資12.75億,實(shí)際投資已達(dá)37.38億2018美國20182019201920192020202020212022202220232023202320232023202320242024202420242025202520252025量子技術(shù)從科研到市場量子技術(shù)發(fā)展國家計劃國家量子技術(shù)計劃國家量子行動計劃經(jīng)濟(jì)刺激計劃德國荷蘭投資約7.1億7年投資約7.4億5年投資約3.3億5年投資約5.3億投資20億歐元投資約19.6億以色列俄羅斯德國國家量子技術(shù)投資計劃量子系統(tǒng)研究計劃國家量子計算平臺芯片與科學(xué)法案國家量子戰(zhàn)略法國◆

前沿科技企業(yè)加速入局。德國5年投資約21.7億投資約1.85億IBM公司運(yùn)營超導(dǎo)量子計算QExperience云平臺及OpenQASM軟件編程框架，為全球180余家機(jī)構(gòu)提供軟硬件一體化服務(wù)，并開展聯(lián)合研發(fā)；亞馬遜聯(lián)合多家量子計算硬件廠商提供商業(yè)級量子計算云服務(wù)；芝加哥量子交易所、西北量子網(wǎng)絡(luò)等行業(yè)聯(lián)盟平臺在量子器件技術(shù)研發(fā)、量子計算機(jī)研制與測試、應(yīng)用開發(fā)等方面相互合作。法國美國4個量子項目1.53億/年投資約2.7億加拿大英國國家量子戰(zhàn)略(NQS)國家量子戰(zhàn)略10年投資31.8億投資約6.4億澳大利亞丹麥國家量子技術(shù)戰(zhàn)略量子科技發(fā)展戰(zhàn)略國家量子任務(wù)5年投資約1億韓國2035年前投資17.9億2030年前投資7.2億5年投資27億◆美國、中國和歐盟在全球量子信息技術(shù)市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。美國憑借科技巨頭在量子計算領(lǐng)域的強(qiáng)大投入，市場規(guī)模占全球的30%

左右。中國在量子通信領(lǐng)域優(yōu)勢突出，其量子通信市場規(guī)模在全球占比約25%，同時在量子計算和量子測量領(lǐng)域發(fā)展迅速。歐盟在量子技術(shù)多個領(lǐng)域均衡發(fā)展，占全球市場規(guī)模的

20%左右。日本、加拿大、英國等國家積極發(fā)展，雖市場規(guī)模相對較小，但增長速度快。印度國家量子倡議重新授權(quán)法案國家量子戰(zhàn)略（NQS）量子2030美國新加坡投資約合2.19億愛爾蘭

將愛爾蘭量子技術(shù)社區(qū)集中在量子技術(shù)的新增長領(lǐng)域PROQCIMA法國澳大利亞芬蘭2030年擁有兩臺通用量子計算機(jī)原型投資7000萬量子商業(yè)化中心量子戰(zhàn)略草案計劃在2025年和2026年采取初步措施。加強(qiáng)其在量子計算、通信、傳感和計量領(lǐng)域的地位2026-2030財年投資超過25億量子技術(shù)國家戰(zhàn)略量子領(lǐng)先法案意大利美國2025

“地平線歐洲”2025-2027年戰(zhàn)略計劃2025

針對技術(shù)和運(yùn)營難題的量子解決方案歐盟2021-2027年將至少投入130億歐元開發(fā)針對技術(shù)和運(yùn)營難題的量子解決方案圖：全球量子信息技術(shù)相關(guān)政策荷蘭8資料：中國信通院，信息安全與通信保密雜志社，方正證券研究所整理全球競爭格局：國內(nèi)成果頻出，占據(jù)重要地位?！糁袊谌蛄孔有畔⒓夹g(shù)市場中占據(jù)重要地位，尤其在量子通信和量子計算領(lǐng)域取得了顯著成就。中國在量子通信方面已經(jīng)建成了全球首個城市級別的量子保密通信網(wǎng)，并在量子衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)部署方面進(jìn)行了積極探索。在量子計算方面，中國的中科大潘建偉團(tuán)隊研發(fā)的“九章”光量子計算機(jī)和“祖沖之號”超導(dǎo)量子計算機(jī)均實(shí)現(xiàn)了量子優(yōu)越性，展現(xiàn)出強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。?

在實(shí)現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”里程碑方面，目前全球僅有4臺量子計算機(jī)，除了谷歌的“懸鈴木”外，美國還與加拿大合作推出了“北極光”量子計算機(jī)，而中國的“祖沖之”和“九章”占據(jù)兩席，其中“九章三號”作為光量子計算機(jī)，可操縱的光子數(shù)目達(dá)到255個，比目前全球最快超級計算機(jī)要快上一億億倍，相當(dāng)于一微秒的算出結(jié)果需要傳統(tǒng)超級計算機(jī)花費(fèi)200億年才能完成，“祖沖之三號”包含105個可讀取比特和182個耦合比特，為目前國際超導(dǎo)體系中最強(qiáng)的量子計算優(yōu)越性。另外，中國第三代自主超導(dǎo)量子計算機(jī)“本源悟空”也上線運(yùn)行，全球遠(yuǎn)程訪問數(shù)量已達(dá)2000萬。?

在量子通信領(lǐng)域，中國發(fā)射的“墨子”號衛(wèi)星所具備的信息傳輸能力是傳統(tǒng)無線電傳輸系統(tǒng)的128倍，量子通信距離從最初實(shí)驗室的32厘米擴(kuò)展到了今天的4600公里，并可支持從地面到太空的多用戶通信傳輸，中國由此成為全球第一個實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間量子保密通信的國家。不僅如此，中國還建成了國際上首條遠(yuǎn)距離光纖量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”，并在此基礎(chǔ)上，全線貫通了總里程超過104千米的國家量子骨干網(wǎng)，覆蓋京津冀、長三角、粵港澳、成渝等重要區(qū)域?！澳犹枴绷孔涌茖W(xué)實(shí)驗衛(wèi)星與“京滬干線”骨干網(wǎng)構(gòu)建出了全球首個天地一體化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)雛形。9資料：中國科大新聞網(wǎng)，中關(guān)村雜志，中國科學(xué)院，人民網(wǎng)，方正證券研究所國家重點(diǎn)關(guān)注，提供大力政策支持政策名稱發(fā)布機(jī)構(gòu)政策內(nèi)容《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃（2012-2030年）》國務(wù)院提出要建設(shè)量子通信網(wǎng)絡(luò)等試驗設(shè)施《“寬帶中國”戰(zhàn)略及實(shí)施方案》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》國務(wù)院國務(wù)院指出要加強(qiáng)量子通信等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，加速形成自主知識產(chǎn)權(quán)將“量子通信與量子計算機(jī)”列入“科技創(chuàng)新2030-重大項目”《關(guān)于科技創(chuàng)新支撐復(fù)工復(fù)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行的若干措施》加大量子通信等重大科技項目的實(shí)施和支持力度，促進(jìn)科技成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化科技部《關(guān)于促進(jìn)數(shù)據(jù)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》工業(yè)和信息化部等十六部門全國人大支持后量子密碼算法、密態(tài)計算等技術(shù)在數(shù)據(jù)安全產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)用《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》科技被放入第一章節(jié)，強(qiáng)調(diào)科技是國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，量子信息技術(shù)作為重要領(lǐng)域被提及中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公

規(guī)劃中提及量子信息技術(shù)研究，推動量子計算應(yīng)用探索與產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系建設(shè)，探索室、國家發(fā)展和改革委員會

構(gòu)建量子信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)體系《“十四五”國家信息化規(guī)劃》工業(yè)和信息化部、教育部、科技部、交通運(yùn)輸部、文化和旅游部、國務(wù)院國資委、中國科學(xué)院等七部門《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》多處提出發(fā)展量子信息技術(shù)提到量子技術(shù)，強(qiáng)調(diào)過去一年量子技術(shù)等前沿領(lǐng)域創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，將開辟量子技術(shù)新賽道2024《政府工作報告》國務(wù)院10資料：AI產(chǎn)業(yè)顧問，慧博資訊，方正證券研究所國家重點(diǎn)關(guān)注，提供大力政策支持政策名稱發(fā)布機(jī)構(gòu)政策內(nèi)容《質(zhì)量強(qiáng)國建設(shè)綱要》中共中央、國務(wù)院國務(wù)院實(shí)施質(zhì)量關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)和能力提升行動，突破量子化計量及扁平傳遞等技術(shù)設(shè)施《十四屆全國人大一次會議作政府工作報告》《橫琴粵澳深度合作區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄》指出量子信息技術(shù)等領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)取得新突破，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)國家發(fā)展與改革委員會教育部科技研發(fā)與高端制造產(chǎn)業(yè)包含量子通信技術(shù)，量子、類腦等新機(jī)理計算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)等西南大學(xué)、北京理工大學(xué)、安徽大學(xué)、鄭州輕工業(yè)大學(xué)、湖北大學(xué)

5所學(xué)校新增“量子信息技術(shù)科學(xué)”專業(yè)《2022年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果》《第二代量子體系的構(gòu)筑和操控重大研究計劃

2023年度項目指南》對展示糾纏/疊加量子態(tài)等量子行為的第二代量子體系進(jìn)行構(gòu)筑和操控，開展量子信息技術(shù)科學(xué)前瞻性和基礎(chǔ)性研究，推動多學(xué)科交叉，為量子技術(shù)奠定物理基礎(chǔ)國家自然科學(xué)基金委員會工業(yè)和信息化部、科技部、國家能源局、國家標(biāo)準(zhǔn)委《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實(shí)施方案（2023—2035年）》加快量子信息技術(shù)術(shù)語定義、功能模型、參考架構(gòu)、基準(zhǔn)測評等基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)研制面向重點(diǎn)方向，聚焦前沿交叉領(lǐng)域，支持深港共建卓越研究中心等，打造

“量子谷”，促進(jìn)科技資源融合，協(xié)同引進(jìn)研發(fā)型企業(yè)，推動應(yīng)用基礎(chǔ)研究能力躍升《河套深港科技創(chuàng)新合作區(qū)深圳園區(qū)發(fā)展規(guī)劃》國務(wù)院工業(yè)和信息化部辦公廳、教育部辦公廳、文化和旅《元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃（2023－2025年）》

游部辦公廳、國務(wù)院國資推動

5G-A/6G、千兆光網(wǎng)/萬兆光網(wǎng)等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新，加快高性能計算、量子計算等突破，推動云網(wǎng)、算網(wǎng)協(xié)同發(fā)展委辦公廳、廣電總局辦公廳面向國家重大需求，瞄準(zhǔn)新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)和前沿技術(shù)領(lǐng)域，選取量子信息技術(shù)等七類關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)，明確技術(shù)邊界并劃分技術(shù)分支，構(gòu)建技術(shù)分支與國際專利分類的參照關(guān)系《關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)專利分類體系（2023）》國家知識產(chǎn)權(quán)局《國家自然科學(xué)基金“十四五”發(fā)展規(guī)劃》《前海深港現(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作區(qū)總體發(fā)展規(guī)劃》《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024年本）》國家自然科學(xué)基金委員會

公布115項“十四五”

優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，其中包括量子材料與器件、量子信息技術(shù)、量子精密測量等領(lǐng)域國家發(fā)展與改革委員會國家發(fā)展與改革委員會超前布局第六代移動通信（6G)、量子通信等前沿技術(shù)，構(gòu)建新一代高速通信網(wǎng)絡(luò)體系包含量子、類腦等新機(jī)理計算機(jī)系統(tǒng)的研究與制造；量子通信設(shè)備等下一代專網(wǎng)通信設(shè)備及車聯(lián)網(wǎng)無線通信設(shè)備11資料：光子盒，方正證券研究所量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈?

量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈：量子計算包含量子比測單

控光

線子

路探

器量磁體真空系統(tǒng)子

單隨

光機(jī)

子數(shù)

探發(fā)

測生

器器測控系統(tǒng)整機(jī)低溫微波器件量子比特環(huán)境激光器稀釋制冷機(jī)低脈沖真空系統(tǒng)特測控系統(tǒng)、量子比特環(huán)境、芯片、系統(tǒng)軟件、量子計算硬件整機(jī)、量子應(yīng)用軟件等；量子測量包含激光器、真空系統(tǒng)、測控線路器件儀器、單光子探測器、低溫設(shè)備、時間測量設(shè)備、目標(biāo)識別設(shè)備；量子通信包含核心器件與材料、核心設(shè)備、保密網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)集成、PQC等。量子比特測控系統(tǒng)探測器溫設(shè)備芯片光源超導(dǎo)磁體金融醫(yī)藥汽車測件器

儀冷機(jī)器材料賦能技術(shù)核心器件與材料激光器線纜加工制造設(shè)備芯片化學(xué)材料組網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理軟件平臺時

磁

重間

場

力測

測

測量

量

量設(shè)

設(shè)

設(shè)備

備

備慣性測量設(shè)備目標(biāo)識別設(shè)備賦能技術(shù)中性原子半導(dǎo)體量子計算云平臺量子密鑰分發(fā)設(shè)備量子計算硬件整機(jī)量

量量核心設(shè)備子

子編

主程

機(jī)軟

軟件

件系統(tǒng)軟件藥物探索金融服務(wù)化學(xué)化工子應(yīng)用軟件離子阱保密網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)建設(shè)集成PQC下游應(yīng)用超導(dǎo)光量子衛(wèi)星導(dǎo)航

軍事國防科學(xué)研究

醫(yī)療通信整機(jī)量子測量量子通信量子計算12資料：光子盒、方正證券研究所整理目錄2.量子計算-重塑現(xiàn)代算力效率，全球競爭核心領(lǐng)域2.1

量子計算-重塑現(xiàn)代算力效率，全球競爭核心領(lǐng)域2.2

量子計算產(chǎn)業(yè)鏈2.3

全球量子計算產(chǎn)業(yè)正處于起步階段，即將進(jìn)入高速增長期2.4

量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模與投融資情況2.5

硬件系統(tǒng)多技術(shù)路線并行，超導(dǎo)、光量子路徑最受關(guān)注2.6

谷歌微軟AWS陸續(xù)發(fā)布量子計算芯片，中美競爭進(jìn)入白熱化階段2.7

量子計算商業(yè)化加速2.8

量子計算有望重塑非正規(guī)戰(zhàn)爭格局2.9

量子計算上云趨勢明顯，AI有望深度賦能量子計算軟硬件13資料：方正證券研究所整理量子計算-重塑現(xiàn)代算力效率，全球競爭核心領(lǐng)域量子計算是一種依托量子力學(xué)原理構(gòu)建的新型計算模式。其基本運(yùn)作原理是借助量子比特所展現(xiàn)出的量子疊加和量子糾纏等獨(dú)特量子力學(xué)現(xiàn)象來開展計算工作，這一創(chuàng)新模式為傳統(tǒng)計算方式帶來了重大變革。疊加：在量子計算機(jī)中，信息的基本單元不再是經(jīng)典計算機(jī)中的比特(bit)，而是量子比特(qubit)。比特只能是表現(xiàn)0或1，但由于量子狀態(tài)的不確定性，量子比特可以同時處于0和1的疊加態(tài)，可以同時儲存2^N個數(shù)，這使得量子計算機(jī)能夠同時進(jìn)行多個計算。例如經(jīng)典計算機(jī)的8個比特能表示0到255之間的任意一個數(shù)字，而量子計算機(jī)的8個量子比特能表示全部255個數(shù)字，只不過每個數(shù)字出現(xiàn)的概率不同，極大地提高了運(yùn)算效率。糾纏：量子比特之間可以相互糾纏，即使它們相隔很遠(yuǎn)，改變一個量子比特的狀態(tài)會立即影響另一個糾纏的量子比特。這種特性使得量子計算機(jī)在處理某些問題時，比經(jīng)典計算機(jī)更高效。量子計算機(jī)的運(yùn)算可通過量子門來實(shí)現(xiàn)。量子門在量子計算中可被視為“開關(guān)”，以對量子比特進(jìn)行操作，并在多個量子比特之間傳遞信息，類似于傳統(tǒng)計算機(jī)中的經(jīng)典邏輯門—AND、OR和NOT等。量子門是量子計算的基本構(gòu)建模塊。它們也是描述許多其他量子信息處理任務(wù)的便捷方式這些量子門遵循一些特定的數(shù)學(xué)規(guī)則，例如“幺正性”，即量子操作過程中保持概率總和為1。圖：比特與量子比特對比圖圖：量子計算機(jī)示意圖14資料：中國科普網(wǎng)，新華報業(yè)網(wǎng)，探索宇宙奧秘號，方正證券研究所量子計算產(chǎn)業(yè)鏈◆量子計算產(chǎn)業(yè)鏈上游涵蓋了量子計算機(jī)研制所需的核心材料、器件、組件及環(huán)境支撐與測控系統(tǒng)（如稀釋制冷機(jī)、真空系統(tǒng)、低溫組件、光學(xué)器件等）。在量子計算高速發(fā)展背景下，測控系統(tǒng)正向自動化、低溫化、混合化以及集成化四個方向進(jìn)行技術(shù)省級。上游產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)專業(yè)化分工：零部件頭部企業(yè)專注核心技術(shù)迭代，與量子計算整機(jī)企業(yè)開展合作，通過模塊化設(shè)計與定制化服務(wù)適配整機(jī)廠商需求。垂直整合：整機(jī)廠商通過量子芯片自主流片、稀釋制冷機(jī)聯(lián)合研發(fā)等方式，以保障供應(yīng)鏈安全并降低技術(shù)耦合風(fēng)險，同時也試圖拓展相關(guān)業(yè)務(wù)?！袅孔佑嬎惝a(chǎn)業(yè)鏈中游是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的核心環(huán)節(jié)，主要由量子計算機(jī)整機(jī)廠和軟件供應(yīng)商構(gòu)成。在原型機(jī)領(lǐng)域，全球超三分之一的企業(yè)聚焦超導(dǎo)技術(shù)路線，離子阱、中性原子、光量子和硅半導(dǎo)體等路線也有廣泛布局；軟件層面則呈現(xiàn)開源社區(qū)驅(qū)動產(chǎn)品迭代與用戶生態(tài)培育的趨勢，科技巨頭依托傳統(tǒng)軟件生態(tài)優(yōu)勢占據(jù)先發(fā)地位。2024年，谷歌，微軟等全球相關(guān)領(lǐng)先機(jī)構(gòu)均發(fā)布了新一代量子處理器。其中以超導(dǎo)量子計算方案為主。◆量子計算產(chǎn)業(yè)鏈下游作為產(chǎn)業(yè)生態(tài)的終端應(yīng)用環(huán)節(jié)，主要由量子計算云平臺供應(yīng)商和行業(yè)應(yīng)用企業(yè)構(gòu)成。云平臺方面，IBM、微軟、亞馬遜等國際科技巨頭憑借資源共享性強(qiáng)、硬件多樣性高、應(yīng)用案例豐富及服務(wù)模式成熟等優(yōu)勢占據(jù)全球領(lǐng)先地位，而我國量子計算云平臺在后端硬件水平、平臺協(xié)同能力及商業(yè)模式探索等方面仍有較大提升空間；行業(yè)應(yīng)用方面，量子計算的行業(yè)應(yīng)用涉及教育、生物、化工、國防、能源、金融等多個領(lǐng)域。但由于當(dāng)前量子計算機(jī)的發(fā)展尚早，未達(dá)到實(shí)用化階段，無法就現(xiàn)實(shí)問題提供算力支持，現(xiàn)階段的各類應(yīng)用合作尚處于早期探索階段。15資料：中國信通院，2025全球量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望，方正證券研究所全球量子計算產(chǎn)業(yè)正處于起步階段，即將進(jìn)入高速增長期圖：量子計算發(fā)展生命周期示意圖量子計算產(chǎn)業(yè)仍處于前期技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用探索階段。雖然2024年眾多機(jī)構(gòu)在眾多領(lǐng)域取得了顯著突破，但量子計算硬件技術(shù)仍有相當(dāng)多的挑戰(zhàn)需要克服，比如測控系統(tǒng)優(yōu)化、量子比特數(shù)量與質(zhì)量、量子比特間的相互干擾等。目前在全球范圍內(nèi)，現(xiàn)階段量子計算機(jī)仍未能提供規(guī)?；膶?shí)際應(yīng)用場景，仍需要技術(shù)迭代，但目前全球眾多國家及企業(yè)紛紛入局，已經(jīng)開始針對量子計算的“軍備競賽”，未來量子計算有望實(shí)現(xiàn)快速增長。新興/未來產(chǎn)業(yè)生命周期劃分為5個階段:萌芽期、概念期、破滅期、復(fù)蘇期、成熟期。我們認(rèn)為目前我國的量子計算產(chǎn)業(yè)處在資本市場預(yù)期的概念期開端，后續(xù)會隨著技術(shù)革新、政策支持等催化因素加速兌現(xiàn)。圖：新興/未來產(chǎn)業(yè)生命周期圖市場預(yù)期目前所處階段成熟期萌芽期概念期破滅期復(fù)蘇期16資料：2025全球量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望，《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的生命周期及其演化規(guī)律研究》，方正證券研究所量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模與投融資情況◆產(chǎn)業(yè)規(guī)模：2024年，全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到50.37億美元，其中北美占比29.73%、、歐洲占比28.83%、中國占比25.30%、亞太地區(qū)（除中國外）占比12.24%、其他地區(qū)占比3.90%。受益于其深厚的研發(fā)基礎(chǔ)、科研機(jī)構(gòu)的活躍以及政策支持等因素，北美占比最大，反映了當(dāng)前北美在量子計算領(lǐng)域的較為顯著的影響力?！羧谫Y情況：過去五年全球量子計算領(lǐng)域投資規(guī)模震蕩上行，2020年融資額4.72億美元，2021年增至19.17億美元，2022年達(dá)20.45億美元，2023年降至15.46億美元，2024年回升至20.15億美元，2020至2024年復(fù)合增長率為43.74%，2024年較2023年增長約30.34%，2024年融資反彈原因有：一是大環(huán)境變化，前期

等致風(fēng)險資本減少，后技術(shù)進(jìn)步、國家推動、時局穩(wěn)定使投資信心恢復(fù)；二是投資焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移，2023年從硬件轉(zhuǎn)向軟件，2024年又轉(zhuǎn)回硬件帶動融資增長，這種轉(zhuǎn)變是市場與產(chǎn)業(yè)自然演化，未來投資或回歸合理。圖：全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模(%，十億美元）圖：全球量子計算產(chǎn)業(yè)融資情況(百萬美元）17資料：光子盒，方正證券研究所硬件系統(tǒng)多技術(shù)路線并行，超導(dǎo)、光量子路徑最受關(guān)注?

量子計算硬件呈現(xiàn)出超導(dǎo)、離子阱、中性原子、光量子、硅半導(dǎo)體等多種技術(shù)路線并行發(fā)展的態(tài)勢。這些路線在原理上存在差異，超導(dǎo)和硅半導(dǎo)體路線是借助人造微觀結(jié)構(gòu)二能級系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)量子比特，也就是人造粒子；而離子阱、中性原子和光量子路線則是通過對天然粒子的物理狀態(tài)進(jìn)行操控來構(gòu)造量子比特。?

超導(dǎo)路線：以超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)形成二能級系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在系統(tǒng)擴(kuò)展性、操控速度以及集成電路工藝兼容等方面具備顯著優(yōu)勢，因此成為了業(yè)界各方重點(diǎn)關(guān)注的對象。近年來，其在物理比特數(shù)量、邏輯門保真度等核心指標(biāo)上持續(xù)提升。近年以來成為了主流的量子計算芯片方案，在量子比特性能上不斷實(shí)現(xiàn)突破。?

離子阱路線：該路線是利用電荷與磁場間的交互作用力來約束帶電粒子，進(jìn)而構(gòu)建二能級系統(tǒng)。它具有操控精度高、相干時間長、全連接性等優(yōu)勢，并且囚禁離子數(shù)量、邏輯門保真度等關(guān)鍵指標(biāo)在不斷提升，保持著較強(qiáng)的競爭力。但其具有操作慢，擴(kuò)展性難，需要很多的激光的缺點(diǎn)。?

中性原子路線：通過光鑷或光晶格捕獲并囚禁原子，再利用激光激發(fā)原子里德堡態(tài)來實(shí)現(xiàn)邏輯門操作。該路線在可擴(kuò)展性、相干時間、操控精度等方面具有優(yōu)勢，比特規(guī)模擴(kuò)展迅速，成為業(yè)界的“黑馬”。2024年，中科大成功構(gòu)建了求解費(fèi)米子哈伯德模型的超冷原子量子模擬器“天元”，并通過實(shí)驗驗證了費(fèi)米子哈伯德模型在含摻雜條件下的反鐵磁相變。?

光量子路線：可以利用多種光子自由度來構(gòu)建光量子比特，能夠支持室溫工作，具有相干時間長、操控簡單的特點(diǎn)。該路線包含邏輯門型光量子計算和專用光量子計算兩類，前者朝著通用量子計算方向發(fā)展，后者則面向組合優(yōu)化等問題的求解應(yīng)用。在2024年，玻色量子發(fā)布了550位光量子相干伊辛機(jī)550W。?

硅半導(dǎo)體路線：通過控制硅基襯底量子點(diǎn)中束縛電子或原子核的自旋量子態(tài)來構(gòu)建量子比特，具有與現(xiàn)代半導(dǎo)體先進(jìn)制程工藝兼容的優(yōu)勢。2024年，中科大在半導(dǎo)體量子點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)了量子干涉與相干俘獲，并驗證了驅(qū)動電場對量子相干俘獲的暗態(tài)調(diào)控和奇偶效應(yīng)。?

拓?fù)?、金剛石等其余路線：雖然金剛石NV色心技術(shù)、拓?fù)淞孔蛹夹g(shù)具有相干時間長、容錯特性高等優(yōu)勢，但此類路徑均具有相應(yīng)的重大缺陷，目前仍處于驗證階段。當(dāng)前，量子計算硬件各技術(shù)路線之間的競爭尚未出現(xiàn)融合收斂的趨勢。并且，各類原型機(jī)的關(guān)鍵性能指標(biāo)水平與大規(guī)模通用量子計算的要求相比，仍然存在很大的差距。未來，不僅需要提升量子比特的規(guī)模，還需要實(shí)現(xiàn)量子糾錯和高精度邏輯門操控。18資料：中國信通院，XInvestor，方正證券研究所硬件系統(tǒng)多技術(shù)路線并行，超導(dǎo)、光量子路徑最受關(guān)注圖：全球領(lǐng)先量子計算機(jī)信息線路機(jī)構(gòu)型號發(fā)布日期子比特數(shù)/模式數(shù)CondorHeronR2WillowAnkaa-3Tenor2023.122024.112024.122024.122023.022023.112023.112023.122024.052023.032024.122024.042024.042024.012023.082023.042023.05/2024.062022.052023.022023.0720242024.092022.112021.0720232024.062023.12022.062024.032021112115610584IBMGoogleRigettiComputingQuantWareIQM64IQMRadianceOQCToshikoGen1Helium1Boson420或54321626410550415672432032/563630OQC超導(dǎo)Alice&Bob日本理化學(xué)研究所中科大、國盾量子、中電信量子北京量子院本源量子物理所、北京量子院量旋科技-祖沖之三號天衍504(驍鴻)Yunmeng(云蒙)本源悟空莊子號大熊座QuantinuumSystemModelH2-1lonQAQTFortePINEHYQ-A37HYO-B100UQM1AquilaPhoenixOrionAlpha漢原一號九章三號BorealisDirac-3-離子阱華翊量子37幺正量子QuEraComputingAtomComputingPasqal30256100200100+255216中性原子光量子中科酷原中國科大XanaduQCiQC82949(變量數(shù))4032硅臻-2024.0219資料：2025全球量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望，方正證券研究所谷歌微軟AWS陸續(xù)發(fā)布量子計算芯片，中美競爭進(jìn)入白熱化階段谷歌(Willow)：

Willow集成105個物理量子比特，其量子比特保持激發(fā)態(tài)的時間可達(dá)100微秒，較前代芯片提高5倍，僅用5分鐘便完成了當(dāng)前最快的超級計算機(jī)Frontier需耗時10^25年的計算任務(wù)。并且首次實(shí)現(xiàn)了“低于閾值”的量子糾錯，即在量子比特數(shù)量增加時，錯誤率反而指數(shù)級下降。谷歌通過3x3、5x5及7x7不同規(guī)模的量子比特網(wǎng)格測試，成功將錯誤率減半，為構(gòu)建大規(guī)模容錯量子計算機(jī)奠定了基礎(chǔ)。AWS(Ocelot)：Ocelot包含5個貓量子比特、5個用于穩(wěn)定數(shù)據(jù)量子比特的緩沖電路、4個用于量子糾錯的附加量子比特。其中貓量子比特貓量子比特憑借振蕩器組件，可以產(chǎn)生具有穩(wěn)定時序的重復(fù)電信號，用于存儲計算中使用的量子態(tài)。憑借貓量子比特，Ocelot具有量子糾錯功能，擴(kuò)展到成熟規(guī)模時所需的量子糾錯資源僅有標(biāo)準(zhǔn)方法的1/10。微軟(Majorana1)：Majorana1采用拓?fù)淞孔佑嬎懵肪€，利用拓?fù)鋵?dǎo)體材料砷化銦和鋁，形成馬約拉納零能模，以此構(gòu)建的拓?fù)淞孔颖忍鼐哂蟹前⒇悹柦y(tǒng)計特性，可非局域存儲量子信息，比傳統(tǒng)超導(dǎo)、離子阱等量子比特抗環(huán)境干擾能力更強(qiáng)。拓?fù)淞孔又g采用數(shù)字控制，通過簡單脈沖連接量子點(diǎn)和納米線，相比傳統(tǒng)量子比特操作更簡單、容錯率更高。微軟設(shè)想未來該芯片最終能容納100萬個量子比特。IBM(R2Heron)：R2Heron集成156個量子比特，引入雙級系統(tǒng)緩解機(jī)制，有效減少量子比特之間的干擾，可支持高達(dá)

5,000次雙量子比特門操作。同時，IBM計劃于2025年底推出IBMQuantumFlamingo，其通過連接兩個HeronR2芯片實(shí)現(xiàn)了長距離量子比特門操作，配合IBM對量子系統(tǒng)軟件棧的更新優(yōu)化，能夠支持每秒超過15萬次線路層操作。同時，IBM計劃打造由三個Flamingo處理器組成的量子系統(tǒng)，共計能支持1386個量子比特。中國科技大學(xué)等團(tuán)隊(祖沖之三號)：祖沖之三號采用先進(jìn)的倒裝芯片技術(shù)，集成了105個量子比特和182個耦合器。單量子比特門、雙量子比特門和讀取保真度分別達(dá)到了99.90%、99.62%和99.18%。本源量子(悟空芯夸父KFC72-300)：悟空芯集成了72個計算量子比特以及126個耦合器量子比特，總計198個量子比特，已經(jīng)成功運(yùn)行在中國第三代自主超導(dǎo)量子計算機(jī)“本源悟空”上運(yùn)行，可以一次性下發(fā)、執(zhí)行多達(dá)200個量子線路的計算任務(wù)，相比于國際同類量子計算機(jī)只能同時執(zhí)行單個量子線路的情況，具備更大的速度優(yōu)勢。圖：IBMQuantumFlamingo圖：“祖沖之三號”量子計算芯片20資料：IBM，Nature，方正證券研究所整理量子計算商業(yè)化加速?

金融市場業(yè)務(wù)由復(fù)雜業(yè)務(wù)規(guī)則和精細(xì)量化模型構(gòu)成，涵蓋多種業(yè)務(wù)品種，具有資金量大、時效性強(qiáng)、風(fēng)險高、數(shù)據(jù)海量、計算復(fù)雜等特點(diǎn)，需大量計算資源。量子計算基于超強(qiáng)算力等優(yōu)勢，有望推動金融市場業(yè)務(wù)高質(zhì)量發(fā)展，帶來更快計算速度、更優(yōu)結(jié)果和更強(qiáng)建模能力。?

賦能量化交易：量化交易依賴對行情信息實(shí)時定量分析，量子計算技術(shù)（如量子退火算法、QAOA）在處理高維數(shù)據(jù)和復(fù)雜約束優(yōu)化問題上有優(yōu)勢，能提供高質(zhì)量解決方案，找到全局最優(yōu)解。量子計算框架與傳統(tǒng)建模工具融合是重要方向，潛在場景包括優(yōu)化債券投資組合、跨市場套利、高頻交易等。如運(yùn)用量子退火算法在外匯交易中找套利機(jī)會，能降低計算時間復(fù)雜度，提供多種交易路徑；光大科技等聯(lián)合發(fā)布

“天工經(jīng)世”，可解決投資組合優(yōu)化問題。?

定價復(fù)雜衍生品：復(fù)雜衍生品定價是投資交易核心，奇異期權(quán)等衍生品復(fù)雜度高，蒙特卡洛模擬運(yùn)算量大。量子計算可解決算力瓶頸，縮短定價周期，如

QAE算法能高效模擬隨機(jī)變量狀態(tài)，對經(jīng)典蒙特卡洛模擬平方倍加速。量子計算已在部分衍生品定價中驗證應(yīng)用，如亞式期權(quán)定價，還可能為

CDO等復(fù)雜衍生品定價提供新視角。?

提升風(fēng)控能力：債券市場打破剛兌后，量子計算與人工智能融合受關(guān)注，QML可優(yōu)化加速傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，賦能金融風(fēng)控。如工商銀行結(jié)合量子計算和圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究債券違約風(fēng)險預(yù)警，QGNN能發(fā)現(xiàn)風(fēng)險影響、定位傳染路徑、識別潛在違約企業(yè)。針對“小樣本學(xué)習(xí)”問題，QSVM可利用量子優(yōu)化算法加速傳統(tǒng)支持向量機(jī)內(nèi)積計算，且泛化能力好。平安銀行探索運(yùn)用量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法提升風(fēng)險管理質(zhì)效，已開啟真機(jī)測試驗證工作。21資料：中國貨幣市場，方正證券研究所量子計算有望重塑非正規(guī)戰(zhàn)爭格局?

量子計算從理論邁向?qū)嶋H應(yīng)用，可能極大改變非正規(guī)戰(zhàn)爭和灰色地帶沖突的格局。比如敵對國家利用量子增強(qiáng)解密能力可攔截、解密軍事通信，暴露關(guān)鍵情報；量子化數(shù)據(jù)處理能實(shí)時分析截獲數(shù)據(jù)找行動模式和漏洞。其快速處理海量數(shù)據(jù)能力可能改變力量平衡，創(chuàng)造新交戰(zhàn)方法，促使相關(guān)行為者重新思考行動方式，了解其應(yīng)用對預(yù)測威脅和制定對策很關(guān)鍵。?

增強(qiáng)密碼能力：量子計算可破解依賴大素數(shù)因式分解的傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)，如肖爾算法。這使敏感通信有被攔截和解密風(fēng)險，破壞行動，引發(fā)全球“后量子密碼學(xué)”競賽，進(jìn)攻性量子解密與防御性抗量子加密的軍備競賽將影響未來沖突格局，關(guān)乎國家安全等重要方面。?

優(yōu)化行動和決策：量子計算能同時處理大量數(shù)據(jù)，簡化非正規(guī)戰(zhàn)爭的后勤、資源分配和戰(zhàn)略規(guī)劃。通過同步分析多變量實(shí)現(xiàn)預(yù)測性沖突管理，可預(yù)測潛在沖突地區(qū)，類似二戰(zhàn)應(yīng)時間，更主動管理沖突，增強(qiáng)決策過程的信心和精度。改變軍事行動。能讓軍事和情報機(jī)構(gòu)提前部署資源，縮短反?

模擬和建模：傳統(tǒng)模擬難捕捉非正規(guī)戰(zhàn)爭的不可預(yù)測性，量子增強(qiáng)的戰(zhàn)爭博弈可并行運(yùn)行大量場景，為了解對手行為等提供深入洞察，制定有效戰(zhàn)略計劃。還能模擬網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)，識別漏洞并預(yù)測連鎖故障，為決策者提供操作見解，加強(qiáng)防御，保持行動穩(wěn)定。?

影響力行動和信息戰(zhàn)：量子計算的數(shù)據(jù)處理能力可增強(qiáng)影響行動和信息戰(zhàn)。能分析海量數(shù)據(jù)識別對手輿論操縱和虛假信息傳播模式，還能模擬虛假信息傳播并實(shí)時大規(guī)模生成反擊敘事，抵御認(rèn)知戰(zhàn)和信息操縱。?

應(yīng)對混合威脅：混合威脅因多面性難應(yīng)對，量子計算通過量子增強(qiáng)的人體地形圖繪制提供解決方案。以沖突的社會政治和經(jīng)濟(jì)環(huán)境為中心，分析大量數(shù)據(jù)確定沖突模式和趨勢，如整合多源數(shù)據(jù)繪制緊張局勢地圖、預(yù)測混合威脅地點(diǎn)。為軍事和情報組織制定戰(zhàn)略提供依據(jù)，補(bǔ)充戰(zhàn)場模擬，更全面應(yīng)對混合威脅，可能改變決策者應(yīng)對灰色地帶沖突的方式。22資料：專知，方正證券研究所量子計算上云趨勢明顯，AI有望深度賦能量子計算軟硬件圖：量子計算云平臺功能框架量子計算機(jī)建設(shè)成本高，與云基建融合可顯著降低成本。量子計算機(jī)部署、維護(hù)、建設(shè)成本極高，用戶難以低成本地訪問優(yōu)質(zhì)的量子計算資源。量子計算與云基礎(chǔ)設(shè)施融合可以顯著降低量子計算資源的使用門檻。量子計算上云與傳統(tǒng)云服務(wù)類似，從硬件來看:量子計算云平臺接入模式主要分為整機(jī)廠自接入與云服務(wù)接入。從軟件來看：主要包括量子基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Q-IaaS）、量子平臺即服務(wù)（Q-PaaS）以及量子軟件即服務(wù)（Q-SaaS）三種模式。量子計算機(jī)與經(jīng)典超算的融合將作為新型計算形態(tài)的重要補(bǔ)充。在當(dāng)前量子計算產(chǎn)業(yè)尚未成熟的前提下，單獨(dú)使用量子計算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜計算可行性不搞?；旌纤懔ζ脚_將任務(wù)劃分為經(jīng)典部分和量子部分，分別交由經(jīng)典計算機(jī)和量子計算機(jī)處理。能夠?qū)⒘孔佑嬎銠C(jī)并行計算的優(yōu)勢全部用于核心任務(wù)中，從而大幅提升計算效率。同時用戶也可以選擇兩種計算方法的占比，可有效降低成本。目前，全球至少已有12個國家部署了20余個量超融合項目。例如，德國、歐洲、澳大利亞紛紛布局，國內(nèi)國盾量子也為合肥先進(jìn)計算中心“巢湖明月”提供一臺超導(dǎo)量子計算機(jī)、超量融合系統(tǒng)及相應(yīng)配套的軟硬件設(shè)施，并負(fù)責(zé)平臺建成后5年的設(shè)備運(yùn)維服務(wù)及運(yùn)營。AI+量子可以實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計、算法優(yōu)化、應(yīng)用創(chuàng)新等優(yōu)勢。在量子計算硬件設(shè)計環(huán)節(jié)，AI可以優(yōu)化量子線路設(shè)計和量子門操作，提高量子計算芯片設(shè)計工作效率。通過AI算法的輔助，研究人員可以更快地設(shè)計和驗證新的量子算法，并找到最適合量子計算的應(yīng)用場景，加速從理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用加速過渡。23資料：2025全球量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望，方正證券研究所目錄3.量子通信-量子時代的安全保障，QKD、PQC并駕齊驅(qū)3.1

量子通信-量子時代的安全保障，QKD、PQC并駕齊驅(qū)3.2

量子通信產(chǎn)業(yè)鏈3.3

量子通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模與投融資情況3.4

量子通信發(fā)展高度依賴量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)3.5

量子通信在多行業(yè)均有應(yīng)用3.6QKD-更遠(yuǎn)，更快，更安全3.7PQC–重構(gòu)現(xiàn)代密碼學(xué)3.8

量子通信未來發(fā)展趨勢24資料：方正證券研究所整理量子通信-量子時代的安全保障，QKD、PQC并駕齊驅(qū)量子通信是目前最先進(jìn)入實(shí)用化階段、發(fā)展最為成熟的量子信息技術(shù)。量子通信是指利用量子力學(xué)的基本原理，特別是量子不可克隆性、量子糾纏原理以及測不準(zhǔn)原理，通過保密通信協(xié)議和工程技術(shù)，如量子密鑰分發(fā)、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器和量子隱形傳態(tài)等，實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)陌踩?。其核心目?biāo)是構(gòu)建基于量子力學(xué)原理或數(shù)學(xué)復(fù)雜性理論的下一代安全體系，確保信息在量子計算時代的安全性、完整性與隱私性。作為現(xiàn)代保密通信技術(shù)發(fā)展的重要突破方向，量子通信行業(yè)在未來數(shù)字化、信息化社會中具有戰(zhàn)略性意義，被視為通信安全領(lǐng)域的未來支柱。量子通信的原理包括量子糾纏、量子不可克隆原理、量子密鑰分配和量子隱形形態(tài)。量子通信的這些特性使得量子通信克服了傳統(tǒng)通信方式被破解的風(fēng)險，提供了無法被竊聽（竊聽必被覺察）和計算破解的絕對安全性保證，讓量子通信在信息安全領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力。圖：量子通信原理量子糾纏量子不可克隆原理量子密鑰分配量子隱形形態(tài)量子不可克隆定理保證了未知的量子態(tài)無法被復(fù)制，任何試圖竊聽的行為都會破壞量子態(tài)的原有狀態(tài)，從而被通信雙方察覺，而不復(fù)制竊聽者講無法實(shí)現(xiàn)竊聽，這起到了竊聽預(yù)警的作用。在具體應(yīng)用中，量子通信仍然依賴著密鑰，量子密鑰分配通過如BB84協(xié)議等技術(shù)生成無法被竊聽者截獲的隨機(jī)密鑰，通信雙方僅公開測量基等信息，而密鑰本身不會泄露，確保了信息的安全性。量子糾纏意味著兩個粒子在糾纏態(tài)下，一方的測量會瞬間影響另一方的狀態(tài)，這使通信雙方能夠通過共享糾纏粒子實(shí)現(xiàn)信息加密和傳遞，而竊聽者無法破解信息。量子隱形傳態(tài)通過量子糾纏和經(jīng)典通信的結(jié)合，將量子態(tài)的信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)方，為未來高效的量子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。25資料：走進(jìn)前沿科學(xué)微信，澎湃新聞，方正證券研究所量子通信產(chǎn)業(yè)鏈◆量子通信的產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是核心器件與材料劃分為芯片、光源、單光子探測器、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器以及其他。量子芯片技術(shù)是產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)，包含數(shù)據(jù)處理、電學(xué)、光學(xué)芯片。光源是量子通信關(guān)鍵組件，經(jīng)調(diào)制后能攜帶量子信息技術(shù)傳輸共享。單光子探測器在通信接收端精準(zhǔn)檢測量子信息技術(shù)，量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器保障通信不可預(yù)測。PPLN晶體、波導(dǎo)及光纖光纜等核心器件也發(fā)揮關(guān)鍵作用，它們共同為量子通信與安全產(chǎn)業(yè)鏈上游提供創(chuàng)新動力，奠定量子通信系統(tǒng)發(fā)展基礎(chǔ)?！袅孔油ㄐ诺漠a(chǎn)業(yè)鏈中游為核心設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)集成、保密網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營以及PQC。核心設(shè)備包括

QKD設(shè)備、組網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理軟件平臺，保障信息安全傳輸。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)集成用于構(gòu)建高效安全的量子通信網(wǎng)絡(luò)。保密網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營由各運(yùn)營商參與，負(fù)責(zé)日常運(yùn)行維護(hù)。產(chǎn)業(yè)鏈中游還涵蓋

PQC領(lǐng)域，推動產(chǎn)業(yè)鏈全面發(fā)展并關(guān)注密碼學(xué)演進(jìn)。中游通過設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)營的協(xié)同，為量子通信與安全發(fā)展提供支撐與關(guān)鍵保障。◆量子通信的產(chǎn)業(yè)鏈下游涵蓋了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，包括國防、金融、電網(wǎng)以及終端等。上游中游下游?

芯片、光源、?

核心設(shè)備、?

廣泛的應(yīng)用單光子探測器、量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器以及其他網(wǎng)絡(luò)建設(shè)集成、保密網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營以及PQC領(lǐng)域，包括國防、金融、電網(wǎng)以及終端等。26資料：光子盒，方正證券研究所量子通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模與投融資情況◆產(chǎn)業(yè)規(guī)模：全球量子通信產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出動態(tài)變化的趨勢。2023年，全球量子通信與安全產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到54.6億美元，占比分別為美國18%、加拿大2%、英國8%、德國2%、法國1%、澳大利亞1%、中國52%、日本4%、韓國5%、其他地區(qū)7%。受益于其在量子通信（主要為QKD）深厚的研發(fā)基礎(chǔ)、科研機(jī)構(gòu)的活躍以及政策支持等因素，中國占比最大，反映了當(dāng)前中國在量子通信與安全領(lǐng)域的較為顯著的影響力。2035年，隨著量子通信產(chǎn)業(yè)（尤其是PQC）的不斷成熟和發(fā)展，全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模飆升至560.8億美元。在這一時期，隨著QKD產(chǎn)業(yè)份額下降、PQC產(chǎn)業(yè)份額大幅增加，中國的產(chǎn)業(yè)份額顯著下降到36%。美歐日韓等國家地區(qū)因主要研究PQC而占據(jù)了更多產(chǎn)業(yè)份額?！敉度谫Y情況：全球量子通信的融資數(shù)額分別為美國20M，歐洲63.08M，中國6.75M，其他國家10.17M。圖：全球量子通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模圖：全球量子通信產(chǎn)業(yè)投融資情況27資料：光子盒，正證券研究所量子通信發(fā)展高度依賴量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)我國量子通信行業(yè)目前處于推廣期，行業(yè)發(fā)展依賴于量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。實(shí)現(xiàn)廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的路徑是光纖量子保密通信城域網(wǎng)-光纖量子保密通信骨干網(wǎng)-星地量子通信網(wǎng)絡(luò)，在用戶側(cè)按需構(gòu)建局域網(wǎng)接入具體應(yīng)用。2013～2018

年，我國多地城域網(wǎng)已建成并投入使用。2017年，量子保密通信“京滬干線”開通運(yùn)行。2016年，“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星順利升空，于2017年超預(yù)期完成三大科學(xué)任務(wù)，并與“京滬干線”實(shí)現(xiàn)連接，構(gòu)成了天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)的雛形，標(biāo)志著量子保密通信進(jìn)入廣域網(wǎng)階段。量子保密通信正處在規(guī)模化組網(wǎng)階段，未來發(fā)展核心在于通過對持續(xù)提升量子密鑰分發(fā)等技術(shù)的完善程度，提高應(yīng)用系統(tǒng)的安全性與效率?？沽孔用艽a正在由算法探索驗證過渡到標(biāo)準(zhǔn)評估測試階段。受益于標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)和政策支持，相關(guān)機(jī)構(gòu)正積極將現(xiàn)有加密算法遷移至抗量子密碼體系，推動密碼學(xué)領(lǐng)域向更安全、更高效的方向升級。未來量子保密通信有望與抗量子密碼進(jìn)行深度融合建設(shè)保密通信，抗量子密碼與量子密鑰分發(fā)的融合趨勢日益顯著，替代單一解決方案。圖：城域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖：局域網(wǎng)應(yīng)用圖：骨干鏈路結(jié)構(gòu)28資料：國盾量子招股說明書，方正證券研究所量子通信在多行業(yè)均有應(yīng)用金融領(lǐng)域：金融行業(yè)通過量子通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)更安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸，提高對金融交易和客戶信息的保護(hù)水平。政務(wù)領(lǐng)域：各類智能終端、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈路采用量子密鑰進(jìn)行整體加密，可安全、穩(wěn)定運(yùn)行在電子政務(wù)外網(wǎng)鏈路，為數(shù)字政府、數(shù)字化改革提供量子保密通信技術(shù)支撐，保障網(wǎng)絡(luò)安全，推動數(shù)字政府密碼基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。國防領(lǐng)域：量子通信技術(shù)應(yīng)用于高度機(jī)密的軍事通信，確保敏感信息的安全傳輸，有效防范竊聽和網(wǎng)絡(luò)攻擊。電網(wǎng)領(lǐng)域：量子通信可應(yīng)用于保障電力系統(tǒng)中實(shí)時數(shù)據(jù)的安全傳輸，預(yù)防網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)篡改，確保電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。圖：量子通信在政務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用方案圖：量子通信在金融領(lǐng)域的應(yīng)用方案29資料：光子盒，國盾量子招股說明書，國盾量子官網(wǎng)，郵電設(shè)計技術(shù)，方正證券研究所QKD-更遠(yuǎn)，更快，更安全量子密鑰分發(fā)技術(shù)（QKD，QuantumKeyDistribution）是最早得到實(shí)用化的量子保密通信技術(shù)，它利用量子不可分割與不可克隆等量子力學(xué)特性，實(shí)現(xiàn)任何對量子密鑰分發(fā)過程的竊聽，都可能改變量子態(tài)從而造成高誤碼率。這種竊聽敏感的密鑰分發(fā)機(jī)制使得通信雙方可以獲得一串只有他們兩個知道的密鑰。這種基于物理原理實(shí)現(xiàn)的內(nèi)生安全性為銀行與外部信息交互尤其是跨地區(qū)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸提供了絕對保密和安全的新通道。◆BB84協(xié)議自1984年Bennett和Brassard提出第一個量子密鑰分發(fā)方案以來，30余年來學(xué)者們提出了多種量子密鑰分發(fā)方案。當(dāng)前，離散變量方案中的誘騙態(tài)BB84協(xié)議是安全論證成熟、應(yīng)用最廣泛的協(xié)議，基于該協(xié)議的光纖量子密鑰分發(fā)設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模商用。BB84協(xié)議方案實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā)的工作流程包括：發(fā)送方制備編碼（對離散變量常用偏振、相位、時間進(jìn)行編碼）單量子態(tài)、傳輸、接收方測量解碼，然后雙方通過經(jīng)典通信進(jìn)行篩選比對、誤碼檢測和糾錯、保密增強(qiáng)。單量子制備測量方案利用了單量子不可分割、不可復(fù)制、測不準(zhǔn)的特性，使得任何來自于信道的竊聽，要么導(dǎo)致量子信號丟失，要么導(dǎo)致量子信號發(fā)生可觀測的變化，從而杜絕了從信道上實(shí)施竊聽的可能性。圖：BB84協(xié)議方案實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā)的工作流程◆技術(shù)優(yōu)勢·高安全性：QKD利用量子力學(xué)的特性，如量子不可分割和量子態(tài)不可克隆，確保密鑰分發(fā)過程的安全性這種基于物理原理的內(nèi)生安全性使得QKD在理論上對抗任何未來的計算技術(shù)攻擊都是安全的?！みm應(yīng)性強(qiáng)：QKD技術(shù)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求部署網(wǎng)絡(luò)或鏈路，管理可由承載網(wǎng)完成，業(yè)務(wù)加解密功能部分可復(fù)用承載設(shè)備硬件，引入共纖傳輸技術(shù)后不需要額外光纖。30資料：銀通智略，方正證券研究所QKD-更遠(yuǎn)，更快，更安全圖：中國“墨子號”衛(wèi)星◆技術(shù)實(shí)現(xiàn)?

長距離傳輸：長距離傳輸技術(shù)是指通過各種設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離地點(diǎn)之間信息傳輸?shù)募夹g(shù)。在全球范圍內(nèi)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊利用“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星，率先實(shí)現(xiàn)了千公里級的星地量子密鑰分發(fā)，這一成果打破了地面光纖傳輸距離的限制，為構(gòu)建全球量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。國盾量子通過自主研發(fā)的量子通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了長距離光纖量子密鑰分發(fā)，在多個城市間構(gòu)建了量子通信網(wǎng)絡(luò)。?

高速率密鑰生成：高速率密鑰生成技術(shù)是一種能夠在單位時間內(nèi)快速生成大量密鑰的技術(shù)。比如，加拿大的IDQuantique公司在高速Q(mào)KD技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，其研發(fā)的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的密鑰生成速率。?

集成化與小型化：集成化與小型化技術(shù)是指將復(fù)雜的系統(tǒng)或功能模塊整合到一個較小的空間內(nèi)，同時保持或提高其性能和可靠性的技術(shù)。瑞士的日內(nèi)瓦大學(xué)和一些企業(yè)合作，開發(fā)出了集成化的QKD芯片，將量子光源、探測器等關(guān)鍵部件集成在微小的芯片上，推動了QKD技術(shù)的小型化和便攜化。圖：全球首款插卡式QKD光傳輸一體終端?

集成現(xiàn)有通信技術(shù)：量子密鑰分發(fā)技術(shù)可以與光纖網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心以及各類通信設(shè)備協(xié)同運(yùn)作。在適配現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)上，無需對現(xiàn)有基建進(jìn)行大幅度改動，可大幅降低部署成本，實(shí)現(xiàn)快速的大規(guī)模推廣部署。目前中電信量子集團(tuán)聯(lián)合國盾量子等單位，自研了全球首款插卡式QKD光傳輸一體終端，實(shí)現(xiàn)了60km以上10Tbps經(jīng)典量子共纖傳輸，集成了量子密鑰分發(fā)共纖融合、集中式密鑰中繼等功能。31資料：中國科學(xué)院，信息安全與通信保密雜志社，財經(jīng)頭條，國盾量子，搜狐網(wǎng)，方正證券研究所PQC–重構(gòu)現(xiàn)代密碼學(xué)PQC（后量子密碼學(xué)），又稱為抗量子密碼，是指能夠抵御量子計算機(jī)攻擊的密碼學(xué)體系。傳統(tǒng)密碼學(xué)主要基于數(shù)論中的數(shù)學(xué)難題，如大整數(shù)分解、離散對數(shù)問題等，這些難題在經(jīng)典計算機(jī)算力下難以被破解。然而，隨著量子計算技術(shù)的飛速發(fā)展，量子計算機(jī)憑借其強(qiáng)大的并行計算能力，理論上能夠在短時間內(nèi)解決傳統(tǒng)密碼學(xué)所依賴的數(shù)學(xué)難題。PQC正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，PQC的基礎(chǔ)是純數(shù)學(xué)，它不依賴于傳統(tǒng)密碼學(xué)所基于的數(shù)學(xué)難題，而是利用格密碼、編碼密碼、多變量密碼等多種新型數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和算法來構(gòu)建安全的密碼系統(tǒng)。PQC的研究旨在為未來量子計算時代提供可靠的密碼保護(hù)方案，確保在量子計算機(jī)普及后，網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)存儲等關(guān)鍵領(lǐng)域的信息安全仍能得到有效保障，對于維護(hù)全球信息安全體系的穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。◆算法分類?

基于格的密碼算法：基于格的加密技術(shù)是最為突出和可靠的。它基于一個無限延伸的點(diǎn)構(gòu)成的高維數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。在這個結(jié)構(gòu)中，點(diǎn)是通過整數(shù)系數(shù)的線性組合形成的，有n個線性獨(dú)立向量作為格的基點(diǎn)。問題在于找出具有特定屬性的點(diǎn)，例如短向量問題或最近向量問題。在高維空間中，量子計算機(jī)雖能處理多種可能性，但格問題的復(fù)雜性使其難以用并行方式簡單解決，目前尚無算法能有效降低這種方法的復(fù)雜性。?

基于密碼雜湊函數(shù)的密碼算法：密碼雜湊函數(shù)可以分為帶狀態(tài)密碼雜湊函數(shù)和無狀態(tài)密碼雜湊函數(shù)。最早的基于密碼雜湊函數(shù)的數(shù)字簽名算法是1979年由RalphMerkel提出。NISTSP

800-208中的Leighton-MicaliSignature(LMS)、XtendedMerkleSignatureScheme(XMSS)均屬于基于帶狀態(tài)密碼雜湊函數(shù)的公鑰密碼算法。NIST抗量子密碼算法標(biāo)準(zhǔn)算法SPHINCS+是基于無狀態(tài)密碼雜湊函數(shù)的公鑰密碼算法。?

基于編碼的密碼算法：該算法是基于糾錯碼原理設(shè)計的密碼算法，所依賴的困難問題是隨機(jī)線性碼的譯碼困難性，其特點(diǎn)是加密速度比較快，但是密鑰規(guī)模比較長。例如：基于Goppa線性碼的ClassicMcEliece公鑰密碼算法。?

基于多變量的密碼算法：該算法安全性是基于求解有限域上非線性多變量方程組的困難性，其特點(diǎn)是加密解密、簽名驗簽的速度很快，但是密鑰存儲的開銷很大。?

基于同源的密碼算法：同源密碼學(xué)基于橢圓曲線間的同態(tài)映射，特別是超奇異橢圓曲線。盡管早期實(shí)現(xiàn)效率低且存在安全問題，但超奇異橢圓曲線同源問題為密碼學(xué)提供了新的研究方向。32資料：光子盒，三未信安，方正證券研究所PQC–重構(gòu)現(xiàn)代密碼學(xué)目前，PQC全球最具實(shí)力的市場參與者主要分布在北美和歐洲，例如，北美的公司有Google、IBM、Microsoft和PQSecure等，歐洲的公司有PQShield、Infineon和Thales等。這些公司是提供芯片設(shè)計、數(shù)字信息安全和量子安全綜合解決方案這三大類服務(wù)的科技企業(yè)?！舯泵?

微軟：微軟參與FrodoKEM、SIKE、Picnic、qTESLA這四個用于簽名和密鑰交互的PQC項目研究，重點(diǎn)投入PQC庫開發(fā)和安全協(xié)議集成。還發(fā)布基于格密碼庫（LatticeCrypto）和項目PQCrypto-VPN，在OpenVPN實(shí)現(xiàn)PQC算法并用于測試。2024年9月，微軟宣布在開源核心加密庫SymCrypt中部署后量子加密算法，含ML-KEM和XMSS算法。?

谷歌：谷歌自2016年宣布涉足PQC后，在Chrome瀏覽器相關(guān)版本中先后實(shí)驗并應(yīng)用如NewHope、CECPQ2、X25519Kyber768等后量子密鑰交換或加密算法，2024年9月更新Chrome后量子加密技術(shù)，用標(biāo)準(zhǔn)化的ML-KEM取代實(shí)驗性的Kyber以增強(qiáng)防御。此外，谷歌母公司Alphabet剝離出的量子技術(shù)開發(fā)部門成立初創(chuàng)公司SandboxAQ，其主要研究目標(biāo)包括創(chuàng)建后量子密碼系統(tǒng)及相關(guān)隱私增強(qiáng)技術(shù)。?

IBM：IBM2019年聯(lián)合高校開發(fā)新量子安全算法，作為CRYSTALS格密碼學(xué)套件部分開源并提交NIST標(biāo)準(zhǔn)化，且在IBMTS1160磁帶驅(qū)動器原型成功測試；2022年4月發(fā)布首個量子安全系統(tǒng)IBMz16；2023年5月推出量子安全路線圖助力政府和企業(yè)量子安全加密與PQC遷移；2024年8月，NIST發(fā)布的三項標(biāo)準(zhǔn)中，兩項由IBM蘇黎世研究中心人員與伙伴共同開發(fā)，一項有現(xiàn)IBM研究中心科學(xué)家參與開發(fā)?！魵W洲歐洲在后量子加密芯片和密鑰交換方案方面成果顯著：2021年，慕尼黑工業(yè)大學(xué)開發(fā)出實(shí)現(xiàn)后量子密碼學(xué)的芯片；德國英飛凌在安全I(xiàn)C量子抗加密和認(rèn)證能力領(lǐng)先，于商用非接觸式智能卡芯片成功實(shí)施后量子密鑰交換方案；法國Thales在抗量子密碼解決方案開發(fā)上起步迅速，已開發(fā)出TCTCRYPTO敏捷解決方案；瑞士IDQ與PQC公司合作為特定人群敏感通信提供量子通信方案；芬蘭Xiphera推出應(yīng)用PQC算法的系列產(chǎn)品，涵蓋量子安全密鑰交換和數(shù)字簽名。◆中國中國量子科技公司積極推進(jìn)PQC產(chǎn)品研發(fā)：復(fù)旦大學(xué)與格爾軟件校企合作，成立“后量子密碼技術(shù)校企聯(lián)合研究中心”，聚焦6個后量子密碼相關(guān)研究方向；中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、國盾量子等多單位聯(lián)合團(tuán)隊完成國際首次QKD和PQC融合可用性的現(xiàn)網(wǎng)驗證，證明“PQC+QKD”融合方案在實(shí)際規(guī)模網(wǎng)絡(luò)交互通信中的可行性，為QKD設(shè)備大規(guī)模認(rèn)證提供新手段。33資料：光子盒，方正證券研究所PQC–重構(gòu)現(xiàn)代密碼學(xué)目前，PQC發(fā)展即將迎來成長期，預(yù)計到2030年，全球PQC產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到86億美元?！魳?biāo)準(zhǔn)規(guī)范持續(xù)完善，抗量子密碼體系加速成型2024年8月，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）正式頒布了ML-KEM（FIPS203）、ML-DSA（FIPS204）以及SLH-DSA（FIPS205），為PQC技術(shù)發(fā)展掃清政策門檻，PQC技術(shù)也將迎來商業(yè)化與潛在應(yīng)用探索階段。與此同時，我國的抗量子密碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作也在穩(wěn)步推進(jìn)，像基于NTRU的密鑰封裝機(jī)制、基于SM3的帶狀態(tài)數(shù)字簽名算法等都處于標(biāo)準(zhǔn)制定的關(guān)鍵階段。在未來幾年，我們有理由期待更多抗量子密碼算法被納入標(biāo)準(zhǔn)體系，形成一套完整的規(guī)范，涵蓋從技術(shù)設(shè)計與落地、測試與認(rèn)證，再到應(yīng)用與密評的各個環(huán)節(jié)。這一規(guī)范體系的建立，將為抗量子密碼技術(shù)的蓬勃發(fā)展注入強(qiáng)大動力，加速其在各領(lǐng)域的深度融合與廣泛應(yīng)用?！艚鹑诘群诵臋C(jī)構(gòu)率先行動，加速PQC評估與部署量子計算機(jī)的出現(xiàn)，為金融系統(tǒng)帶來了革命性的變革潛力，它能夠以遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計算機(jī)的速度和精度解決諸多復(fù)雜問題。然而，這把“雙刃劍”也帶來了前所未有的安全威脅。金融機(jī)構(gòu)由于持有加密貨幣、比特幣等極具價值的資產(chǎn)，成為黑客覬覦的目標(biāo)，面臨著更為嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)。相比其他行業(yè)，金融、政務(wù)等核心數(shù)據(jù)資產(chǎn)機(jī)構(gòu)更有可能率先采取行動，為向新的加密系統(tǒng)過渡做好充分準(zhǔn)備。它們需要全面評估量子計算機(jī)帶來的未來風(fēng)險與追溯隱患，仔細(xì)清點(diǎn)現(xiàn)有加密算法（尤其是公鑰），構(gòu)建加密敏捷性，以此提升整體網(wǎng)絡(luò)安全的韌性?！粲布袌鰸摿薮?，PQC配套硬件領(lǐng)域前景廣闊盡管PQC的發(fā)展重點(diǎn)聚焦于算法層面，但硬件的輔助實(shí)現(xiàn)同樣不可或缺。對于嵌入式系統(tǒng)而言，硬件與算法的協(xié)同配合是實(shí)現(xiàn)高效安全解決方案的關(guān)鍵。目前，已有部分企業(yè)采用A