量子系列报告(二)：掘金量子计算四大核心环节投资全景

计算产业链，建议关注超导量子芯片系统、量子计算测控系统、量子计算究团队在《Nature》杂志上发表论文，在谷歌自研的适用于量子计算机的面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错，演示了逻辑错误率随码距增加而显并开辟了一条较美国谷歌公司更为高效的“全微波控制”新路径，为未来大规模容错量子计算奠定关键技术基础。2025年10月，英伟达宣布推出o顶层设计与地方实践形成合力，为量子科技产业筑牢发展根基。在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》中，量子科技被正式列入未来产业布局的首位，标志着量子科技已从前沿探索层面，全面升格为国家层面必须抢占的战略制高点，其发展不再是可选项，而是关乎未来综合国力竞争、保障高水平安全与塑造新质生产力的必答题。25年年初，工务，加强产业共性关键技术攻关，研制核心器件与设备，提升产业公共服务化发展格局，不同技术路线在量子比特数量、保真度、应用场景等方面各有优势。主流技术路径包括超导量子计算、离子陷阱量子计算、光量子计算、中性原子量子技术、拓扑量子计算。目前，超导量子计算机，作为当前量子计算领域的主流技术方案，以其可扩展性、易操控以及与集成电路工艺兼容等优势，赢得了业界的广泛关注。离子陷阱技术的量子计算机研发。IonQ构建了从硬件系统件的量子计算全栈能力，其产品线主要分为硬件、云服务与软件两大类别，计算机，性能指标行业领先。软件领域，IonQ通过%(%)——计算机——沪深30002地降低了用户接入和使用量子计算的门槛，构筑了强大的生态护城河，IonQ聚焦量子计算产业生态建设，打造自主可控工程化量子计算机，围绕量子芯片、量子计算测控一体机、量子操作系统、量子软件、量子计算云平台和量子计算科普教育核心业务。本源悟空超导计算机是公司核心产品，搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”，是目前先进的可编程、可交付超导量子计算机，包括硬件、芯片、操作系统、应用软件等在内的多个方面均自主可控，o量子计算机包含超导量子芯片系统、量子和量子计算机操作软件系统等组成部分。其中，量子芯片作为量子计算机的“大脑”，其比特数量、相干时间等关键指标直接界定量子算力边界与应用潜力，我国量子芯片研发已实现从跟跑到并跑的跨越，在超导路线上形成从研发到量产的产业化基础。量子计算测控系统需要和量子计算芯片交互，实现信号的精确生成、传输和处理，会极大地影响量子计算机整体性能。量子计算环境支撑系统是保障量子计算机稳定运行的“生命保障”，其核心是为量子芯片提供符合要求的极端运行环境，其中稀释制冷机等关键设备更是超导量子计算机不可或缺的核心支撑。“本源司南”是首款国产量子计算机操作系统，能够实现量子处理器的高效利用以及量子计算机与经典计算平台的有效协同，具备多量子计算任务并行执行、量子芯片自动校准、量子资源高效管理等功能。在我国量子计算产业链投资布局中，国盾量子是最具代表性的上市公司，公司产品已覆盖量子芯片研发、量子计算测控系统、量子计算环境支撑系统等等，是国内少数具备量子计算自主可控能力的企业。o风险提示：量子技术发展低于预期风险、技术差距与数正文目录序 5 5 5 8 （2）量子计算测控系统 （3）量子计算环境支撑系统 （4）量子计算机操作系统 （5）量子计算相关标的梳理 5 6 6 8 8 13 13 14 14 14 154 15 16 18 18 19 6 6 9 9 10 11 11 12 15 16 17 17 19 20序一、量子计算渐行渐近用的关键转折点。2025年第四季度以来，全球量子计算领域原子相互作用问题的速度比最好的传统超级计算机快成了需要Frontier超级计算机大约3.2年才能完成的计算，这一进展为量子计算在医药、材料科学等领域的真实世界应用铺平了道路。谷歌认为量子回声算法让其更接近能推动医药和材料科学等领域重大发现的量里程碑关键内容2018Bristlecone处理器72量子比特的超导量子处理器，旨在为量子霸权、纠错等研究提供测试平台。2019量子霸权使用54量子比特（实际使用53个）的Sycamore处理器，在200秒内完成经典超算约需1万年的随机电路采样任务，首次演示“量子霸权”。2023量子纠错模型实现量子纠错原型，向容错量子计算迈出重要一步。2024Willow量子芯片推出新的Willow量子芯片，并成功演示低于阈值的量子纠错。2025QuantumEchoes算法在Willow芯片上运行“QuantumEchoes”算法，速度比经典超算快1.3万倍，且结果可验证，标志着量子计算迈向实用化的重要进展。方向产品与应用处理器：专为实现量子优势设计，预件组件。软件与系统创新Qiskit软件栈增强动态电路：在超过100个量子比特的规模下，将计算准确度提高了生量子编程。计划在2027年扩展至机器学习、BlueQubit）共同向一个由开放社区主导的量子优势验证机制贡献了加速量子芯片的开是扩展高效量子纠错的重要基础。部明确“十五五”时期将聚焦该领域加强技术攻关与生态建设，地方层面，上城市量子相关产业布局北京北京市将量子信息产业纳入《北京市促进未来产业创新发展实施方案》等政策文件，重点面向量子计算、量子通信、量子网络、量子传感等领域，开展核心器件与系统以及各种量子科技相关的技术攻关。目前北京已经形成以海淀、经济技术开发区为核心的量子企业集群，聚集大批量子信息企业。在应用方面，北京重点推动量子与AI、能源、通信等融合，形成量子产品规模化场景应用示范。深圳深圳将量子信息列为重点发展的八大未来产业之一，规划明确建设一流研发平台、开源平台和公共服务平台，推动在量子操作系统、量子云计算等领域取得突破，建设粤港澳大湾区量子科学中心。深圳已形成覆盖基础层、技术层和应用层的完整产业链。2025年11月，中国首个规模化专用光量子计算机制造工厂在深圳南山落成，填补了行业空白。深圳国际量子研究院在量子科技领域取得了多项技术突破。上海上海已设立专项基金，为量子信息行业发展提供长期资金支持。2025年，上海成立了上海量子人工智能联合体、上海量子科技装备产业创新联盟，并发布了上海量子计算十大应用场景。上海近年来率先启动了量子城市空间智能创新建设，“量子城市时空创新基地”已经在上海市杨浦区复兴岛全面开工，将成为打通量子科技从实验室到产业化通道的关键载体。合肥截至2025年，合肥市已培育和集聚本源量子、国盾量子、国仪量子等多家量子信息产业链企业，并形成了以“量子大道”为核心载体的产业集群。近年来合肥市大力推动量子科技创新与产业创新融合发展，全力攻关核心技术，优化提升产业生态，并率先发布了《量子产业发展三年行动计划》。17项揭榜任务，加强产业共性关键技术攻关，研制核心器件与设备，提升产业核心技术揭榜任务预期目标量子多进程测控面向量子计算测控系统的低信号延时、快速反馈与实时纠错能力等需求，创新量子控制系统的架构设计，研发支持量子比特扩展和量子进程级并行的底层微架构，构建支持高效量子比特利用的量子多进程测控系统，突破现有量子计算测控系统在可扩展性和效率方面的瓶颈到2026年，构建支持至少1000量子比特规模的量子计算测控系统，基于测量结果的反馈控制延时小于1μs。支持至少5个量子任务的异步并行执行，量子计算任务执行效率较现有单进程模式提升至少4倍。提升量子比特利用和任务调度效率，助力大规模量子计算应用性能优化量子纠错编码面向量子逻辑比特制备和操控等需求，研发量子计算纠错编码关键技术及系统，实现量子线路执行中的实时量子态部分测量、量子态转移及反馈控制，支持主流量子纠错编码硬件实现，提升量子计算系统处理复杂计算任务能力到2026年，在主流技术路线量子计算原型机系统中实现至少一种纠错编码和逻辑量子比特操控，完成高保真度量子逻辑门实验演示。表面码方案实现码距≥5的量子纠错及单比特逻辑门操作，或者颜色码方案完成码距≥3的量子纠错及单比特逻辑门操作重点产品揭榜任务预期目标大冷量稀释制冷机面向大规模超导量子计算对更大冷量、更大空间稀释制冷机的迫切需求，攻克稀释制冷机脉管制冷、热开关、极低温烧结换热、恒温器、气体处理系统、测控系统、器件有效互联及高效率热交换等技术难点，研制下一代大冷量、大功率、可互联稀释制冷机，提供保障数百到上千比特超导量子芯片运行的极低温环境到2026年，研制满足容纳超过1000量子比特的大冷量、可互联稀释制冷机，可装载线缆数≥4000条，混合室冷盘面积≥1.6㎡；稳定实现空载最低温≤12mk，空载100mk制冷功率≥3000μW；多台设备互联门接口温区从mK级到300K全覆盖核心技术揭榜任务预期目标可编程光量子处理芯片面向实用化光量子计算的大规模扩展需求，研究能解决具体实际问题的专用及通用光量子芯片。开展大规模片上综合集成技术研究，基于铌酸锂基、硅基、III-V族、氮化硅等多种非线性量子材料体系，研发混合异质集成、高效频率转换、低损耗传输、高速信号读取、器件干扰隔离等关键技术，实现芯片上高速光量子态调控和超低时间抖动单光子探测到2026年，实现两种或两种以上材料的异质集成。制备出高性能器件单元，单端耦合损耗≤2dB，片上干涉仪消光比≥30dB，调制速率≥10GHz。实现多种结构的单光子以及多光子制备操纵单元，集成器件数≥30，单比特门保真度≥0.95，两比特门保真度≥0.9力量子操作系统向多体系量子计算机融合计算需求，研发适配多技术路线的量子操作系统。研发量子异构算力资源管理系统、基于量子计算任务特征驱动的量子异构算力调度系统、含噪声的中型量子计算任务高效编译与执行系统、面向量子异构算力的分布式量子计算和量子多线程异步并行计算方法到2026年，支持不少于4种体系量子计算机，适配≥2000量子比特的量子计算算力，每秒电路层操作数CLOPS≥50000；实现大规模量子线路的超高速编译，100个量子比特、50000层深度线路的编译时间≤1s；实现同时调用至少3种量子异构算力，并行执行量子计算任务数≥5公共支撑揭榜任务预期目标量子计算云平台通用架构设计面向量子计算算法研究、应用探索、用户服务等场景，突破量子计算资源动态管理调度、多模态数据高效融合、多源异构计算架构设计与协同优化、边云协同计算实时管控等关键技术，形成量子计算云平台通用技术方案，实现超导、离子陷阱、光量子、中性原子等多种体系量子计算系统在云平台的集成纳管和高效服务到2026年，量子计算云平台可支持超导、离子陷阱、光量子、中性原子等技术体系量子计算系统纳管和服务，系统最大规模≥500量子比特。研制量子计算云平台架构、接口、中间件等技术标准草案。量子计算云平台每月运行计算任务执行的量子线路数大于2万条量子计算基准测试公共服务平台面向量子计算基准测评与产品服务测试验证场景，开展量子计算测评体系研究、多源平台综合接入、软硬件接口适配，自动化测试用例开发等关键技术攻关，构建量子计算测评验证公共服务平台，支持不同硬件技术体系、编程框架、应用软件、中间件和云平台等技术、产品和平台服务测试验证到2026年，量子计算基准测试公共服务平台实现多云平台接入与实时监测。形成1套至少包含20个基准指标的量子计算基准测试工具集，实现比特级、线路级、系统级、应用算法级系统性能基准测试，应用算法测试场景和用例数量≥10个。形成量子计算相关标准草案示范应用揭榜任务预期目标量子+金融科技面向多类金融风险检测及分析的复杂计算场景，研究基于量子计算架构的金融风险分析控制新范式，研发风险模型相关的量子机器学习、随机模拟、组合优化、图计算等算法，突破金融风险算力瓶颈，完成理论优势论证及端到端资源分析，实现真机部署上线到2026年，研发量子金融专用算法及量子启发式算法不少于5种，实现典型风控应用5种以上，提出不少于5种相比传统算法具有多项式级复杂度加速功能的算法，并实现理论证明。基于金融机构真实场景数据在硬件上部署验证不少于3种二、量子计算应用与技术路径应用领域具体应用量子模拟量子计算机在对其他量子系统进行建模时表现非常出色，因为它们在计算中使用了量子现象。这意味着它们可以处理让经典计算机难以应对的系统带来的复杂性和不确定性。可以建模的量子系统示例包括光合作用、超导性和复杂的分子形成。 加密广泛用于保护数据传输的Rivest–Shamir–Adleman(RSA)算法等传统加密面临着整数质因数应用领域具体应用分解或离散对数等难题。使用量子计算机可更高效地解决其中许多问题。优化优化是在给定问题的预期结果和约束条件的情况下找到问题最佳解决方案的过程。在科学和行业领域，关键决策主要是基于成本、质量和生产时间等因素做出的，而这些因素都可以进行优化。通过在经典计算机上运行量子衍生优化算法，可以找到以前无法实现的解决方案。这可以帮助我们找到更好的方法来管理复杂的系统，例如交通流、登机口分配、包裹配送和能源存储。量子机器学习经典计算机上的机器学习正在彻底改变科学和商业领域。不过，训练机器学习模型的计算成本高昂，因而限制了该领域的范围和发展。为了加快这一领域的发展，我们正在探索用于设计和实现可加快机器学习速度的量子软件的方法。搜索1996年开发的一种量子算法极大地加速了对非结构化数据搜索的解决方案，与传统算法相比，其搜索步骤更少。应用方向具体案列金融北京市科委、中关村管委会支持华夏银行牵头，联合龙盈智达、华翊量子、北京量子院和玻色量子实施“量子金融云平台关键技术研发及示范应用”项目，构建融合超导、光量子、离子陷阱等量子计算技术路线的异构开放性实用量子云平台，面向国内金融行业提供开放性的多类型量子云算力、多领域量子金融算法和多场景量子金融科技解决方案。项目实施以来，已经基本完成量子金融云平台的搭建，在行业率先构建了面向金融实用的量子神经网络（QNN）算法、量子近似优化（QAOA）算法等10种主流量子算法，有效提升了量子算法模型在各类金融场景的易用性和复用性，并将上述量子算法应用于小样本学习智能风控、反洗钱欺诈识别、网点智慧经营、智能设备裁撤、普惠客户流失预警、客户情绪识别、投资组合优化、金融衍生品定价、合同文本识别、利率预测等风险合规、渠道运营、营销管理、产品管理、财务管理领域15个业务场景中，助力金融领域复杂优化问题高效求解，并对金融领域建模和推理存在数据样本量不足、特征质量不高、样本稳定性不佳以及模型参数量大引起的资源消耗高等问题提出了量子解决方案。2023年9月，瑞士洛桑联邦理工学院联合辉瑞制药宣布，全球首个基于量子计算机模拟技术的流感疫苗研发取得突破性进展，该项目历时18个月，利用量子退火算法成功模拟出H5N1病毒表面蛋白的320种变异形态，将传统研发周期缩短了67%。研究团队负责人玛丽·杜邦博士表示，量子计算机在5分钟内完成的蛋白质折叠模拟，相当于传统超算连续运算3个月的工作量。“这种跨越式的算力突破，让研究人员首次实现了病毒抗原的逆向工程推演”。物流洛杉矶港作为美国最大的集装箱港口，其调度系统长期受到动态变化的困扰，导致卡车等待时间过长和起重机利用率低下。该港的Pier300码头实施了基于混合量子计算（量子退火）的优化引擎，该系统能够模拟分析超过10万种货物处理场景，实时优化卡车到起重机的分配。与原有系统相比，起重机使用率降低了近40%，卡车平均取货时间缩短了近10分钟，每年为码头节省数千万美元，表明量子优化已在当今最复杂的物流中枢创造了真实的商业价值。新材料空客、宝马集团以及Quantinuum联手开发了一种混合量子经典工作流程，以加速未来的研究速度，重点研究燃料电池中催化剂的化学反应。在新技术论文中，三位合作伙伴使用Quantinuum的H系列量子计算机对铂基催化剂表面氧还原反应的精确建模。技术路线代表企业/机构技术特点优势挑战超导量子计算谷歌、IBM、本源量子利用超导约瑟夫森结构造扩展二能级系统，通过超导材料的量子效应主流技术方案，可扩展性、易操控以及与集成电路工艺兼容等优势需要极低温制冷环境，且大规模量子比特操控对测控系统的集成化要求技术路线代表企业/机构技术特点优势挑战实现量子计算极高离子陷阱量子计算IonQ、Quantinuum利用电磁场束缚单个或多个离子，通过激光操控其量子态实现量子信息处理量子比特的长相干时间与高操控精度温度要求较低（常温至微开尔文但需要超高真下）以避免离子碰撞光量子计算中国“九章”系列、PsiQuantum利用光子的量子态进行计算相干时间长光子操控难度大、需要复杂光学系统中性原子量子计算哈佛大学、MIT、中国科大通过激光“光镊”在超高真空腔中囚禁中性原子并激发至里德堡态构建量子比特在比特规模和容错计算潜力上更具想象空间，适合面向未来大规模通用量子计算场景原子丢失问题可能引入难以纠正的误差，运行时钟速度相对较慢，且要支撑实用化容错量子计算机，量子比特补充速率仍需大幅提升拓扑量子计算微软利用多体系统中的拓扑量子态来存储和操控量子信息，具有内在的容错能力天然抗干扰、错误率极低技术难度极大、仍处于理论阶段三、国内外头部量子计算企业分析资，并收购了包括OxfordIonics在内的多家公司，通过整合外部技术和人才，IonQ构建了从硬件系统、云平台到系统软件的量子计算全栈能力要分为硬件、云服务与软件两大类别。硬件系统具体信息AriaAria系统是IonQ的一款高性能系统，拥有25个全连接算法量子比特，专为处理复杂的量子计算任务而设计，是公司在实现更高性能道路上的重要里程碑。ForteForte系统是公司当前的旗舰产品，提供36个全连接算法量子比特，性能指标行业领先。同时，公司还推出了针对数据中心优化的机架版ForteEnterprise系统，采用模块化设计。TempoTempo系统是公司计划于2026年部署的下一代系统。其技术规格将大幅提升，计划提供100个量子比特和99.9%的保真度，并采用钡离子替代铽离子、支持中间电路测量和动态电路执行等更先进的技术。编译器、电路优化到云集成的全栈软件开发能力，构成了完整的软件生态系统。IonQ作为一家处于高速成长期的量子计算公司，其财务表现呈现出长与战略性亏损并存的典型特征。2025年三季度，公司营收3986.60万美元，10.79亿元，为公司未来几年的高强度投入提供-4,3072,2046,8134,3072,2042101,113210 -3,869-8,575-15,775-23,246-40,408963% 395%419%318%308%50%74%63%52%50%龙头企业，2017年成立于合肥市高新区，团队技术起源里程碑2017本源量子公司在中国安徽合肥高新区成立；本源量子公司上线全球首个硅基半导体量子计算云平台。2018本源量子公司发布国内首款量子计算编程框架Qpanda，成功实现64比特量子仿真打破IBMQ记录；本源量子硬件开发团队发布首款国产量子计算机控制系统——本源量子测控一体机。2020本源上线完全自主知识产权超导量子计算云平台（该平台基于本源量子自主研发的超导量子计算机——本源悟源）；发布升级版量子测控一体机OriginQuantumAIO，支持32位超导量子芯片。2021量子计算机操作系统本源司南OriginPilot发布；量子图像识别应用发布；本源量子携手晶合集成建立量子芯片联合实验；本源量子正式发布国内首款量子计算流体力学仿真软件”本源量禹。2022本源量子发布国内首个量子计算全球开发者平台；本源量子发布首个国产量子芯片设计工业软件本源坤元。2023本源量子芯片生产线研发出中国首个专用于量子芯片生产的激光退火仪；本源量子24比特超导量子计算机获批安徽省首台套重大技术装备认定；成功研制量子计算超低温温度传感器；中国自主量子计算机操作系统客户端上线；成功研制中国第一代商业级半导体量子芯片电路载板；成功研制国产量子计算机核心部件稀释制2024中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上线；中国首条自主超导量子计算机制造链启动升级扩建；本源悟空成功实现全球最大规模的量子计算流体动力学仿真。本源悟空是本源量子旗下超导量子计算机，搭载72位自主超导量子芯特点具体内容支持百比特级系统定制本源悟空量子计算机可按需定制支持100比特以上的超导量子计算系统，满足高复杂度科研与产业任务需求，为量子优势的实现奠定坚实基拥有完全自主知识产权覆盖量子芯片设计、测控系统、编程框架等关键技术环节，构建从物理层到应用层的自主可控体系，有效规避核心技术受限风险，为用户提供稳定、可持续的量子计算解决方案。搭载国内首款量子计算操作系统内置自研“本源司南”操作系统，集成资源管理、误差缓解与任务调度功能，深度适配QPanda等量子编程工具，有效提升程序执行效率，支持多类型量子计算架构与混合计算任务运行。提供专业可靠的全流程技术支持服务由经验丰富的工程团队提供包括实验室环境部署、低温系统联调、软硬件调优在内的全链路服务，配备远程监控与响应机制，保障设备稳定运行，显著降低用户维护成本与技术门槛。组成部分具体信息超导量子芯片系统超导量子芯片系统是量子计算机的核心运算组件。通过对量子芯片上的量子比特施加特定顺序的控制和读取脉冲，可实现量子程序在量子芯片上的执行过程。量子计算测控系统量子计算测控系统是量子计算机的控制系统，其基于量子芯片应用场景的需求，提供量子芯片运行所需的精密信号，并对量子芯片输出的反馈信号进行分析和处理。量子计算环境支撑系统量子计算环境支撑系统主要包括极低温制冷系统和低温信号传输系统，为量子芯片严苛的工作环境提供保障。量子计算机操作系统国产首款量子计算机操作系统“本源司南”，能够实现量子处理器的高效利用以及量子计算机与经典计算平台的有效协同，具备多量子计算任务并行执行、量子芯片自动校准、量子资源高效管理等功能。量子芯片具体情况相关企业骁鸿由中国科学技术大学团队研制，搭载了504比特的超导量子计算芯片“骁鸿”，于2024年底由中电信量子集团和国盾量子联合发布，是当时国内单台比特数最多的超导量子计算机国盾量子祖冲之3