计算机行业量子系列报告：掘金量子计算四大核心环节投资全景

AWSAzureCloud2017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，80%。量子计算机包含超导量子芯片系统、量子计算测控系统、量子计算环境支撑和量子计算机操作软件系统等组成部分。“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。正文目录序 5一、量计渐渐近 51、子算多突进展 52、策持子术展 8二、量计应与路径 101、子算用域 102、子算术径析 三、国外部子企业析 121、IonQ：球一子计上公司 122、源子国量算龙企业 143、过本悟”子计产链 17超量芯系统 17量计测系统 17量计环支统 18量计机作统 18量计相标理 19图表目录图1：谷在Nature杂志表子声文 5图2：谷量回算四个骤 6图3：IBMQuantumNighthawk（夜） 6图4：我学在子错领取进展 8图5：英达NVQLink 8图6：IonQ子算品及能 13图7：IonQForte 13图8：IonQ服覆马逊微、歌大有云台 14图9：IonQ收营润（美） 14图10：IonQ毛率发费率 14图11：源子品阵 15图12：源空导计算机 15图13：源子服务 16图14：源SL1000稀制冷机 18图15：盾子低低噪台ezQ-Fridge500 18图16：源南子机操系架构 19表1：谷量计领关键程梳理 6表2：IBM布子重大展 6表3：重城量相产业局 9表4：工部量计相关揭任梳理 9表5：量计的用应用域 10表6：量计实案例 11表7：量计技路分析 11表8：IonQ子算机 12表9：本量发历程 15表10：源空导计算四特点 16表11：子算构分 17表12：国要导芯片 17表13：源南品能 19表14：子算关梳理 20序序一IonQ一、量子计算渐行渐近一、量子计算渐行渐近1、量子计算迎多项突破性进展量子计算作为2120252025年10月22NatureWillowWillow13000成了需要Frontier3.2图1：谷歌在《Nature》杂志发表量子回声论文新浪财经Willow（11528NMRNMR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图2：谷歌量子回声算法四个步骤谷歌官方博客表1：谷歌量子计算领域关键里程碑梳理时间 里程碑 关键内容2018 Bristlecone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。2024 Willow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。2025 QuantumEchoes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。电子技术应用》、《羊城晚报IBM公布量子计算重大进展：全力迈向量子优势与容错量子计算机。2025年1112IBM2029IBMIBMJayGambettaIBM图3：IBMQuantumNighthawk（夜鹰）IT之家表2：IBM公布量子计算重大进展方向 产品与应用 具体内容关键硬件

IBMQuantum）2025IBMQuantumLoon（潜鸟）实验处理器：展示了构建容错量子计算机所需的所有核心硬件组件。

规格：120个量子比特，通过218个新一代可调耦合器增强连接性，形成方形晶格。性能：在保持低错误率的同时，可运行复杂度提升30%的量子电路，支持多达5,000个双量子比特门。20267,50010,00020281,000上量子比特，支持15,000个双量子比特门。创新：引入了高质量、低损耗的路由层，支持长距离片上连接（“c耦合器”），并具备在运算间重置量子比特的技术。意义：为扩展实用级、高效的量子纠错提供了架构验证。动态电路：在超过10024%。错误缓解：通过高性能计算驱动的新型错误消除技术，将获取准确结果的成本降低100倍以上。集成与扩展：提供了C++接口，便于融入现有高性能计算环境进行原软件系创新 Qiskit软栈强IBM

2027（AlgorithmiqFlatironInstitute,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2026制造与研发加速

300

成果：已将新处理器研发速度提升一倍，芯片物理复杂度提升十倍，并能并行探索多个研发项目。实现了使用经典计算硬件，以qLDPC码进行实时（少于480纳秒）IBM

纠错技术突破

错误解码的能力，解码速度提升10倍，比原计划提前一年完成。这是扩展高效量子纠错的重要基础。IBM通过此次发布，展示了其在实现量子优势与容错量子计算道路上的全面布局。通过NighthawkLoonIBM202620292025123.271222图4：我国学者在量子纠错领域取得进展交叉科学部2025年10NVIDIAGPU中心的研究人员指导了NVQLinkNVQLink1759CEONVIDIAGPU图5：英伟达NVQLink英伟达官网2、政策支持量子技术发展表3：重点城市量子相关产业布局城市 量子相关产业布局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、北京 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。深圳已形深圳 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上海 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。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成合肥 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》。新华财经、《2025年中国量子信息产业城市竞争力TOP50榜25年年初，工信部围绕量子计算、量子通信、量子精密测量3大方向，拟部署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，提升产业公共服务能力，推动量子技术在医疗、交通、能源、金融等领域应用落地。表4：工信部与量子计算相关的揭榜任务梳理核心技术 揭榜任务 预期目标量子多进程测控量子纠错编码

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

20261000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1μs54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 预期目标面向大规模超导量子计算对更大冷量、更大空间大冷量稀释制冷机

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 预期目标面向实用化光量子计算的大规模扩展需求，研究可编程光量子处理芯片多体系算力量子操作系统

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，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 预期目标面向量子计算算法研究、应用探索、用户服务等量子计算云平台通用架构设计量子计算基准测试公共服务平台

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

2026光量子、中性原子等技术体系量子计算系统纳管和服≥5002万条2026年，量子计算基准测试公共服务平台实现多120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

2026年，研发量子金融专用算法及量子启发式算55种以上，提出不5的算法，并实现理论证明。基于金融机构真实场景数3种工信部二、量子计算应用与技术路径 1、量子计算应用领域能会产生重大影响。表5：量子计算的使用和应用领域应用领域 具体应用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。在科学和行优化

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。MicrosoftAzure表6：量子计算实际案例应用方向 具体案列北京市科委、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）10金融医学物流新材料

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。2023918H5N1病毒表面蛋白的32067%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”。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Pier300（量子退火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40%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。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，QuantinuumH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。腾讯云、量子客、北京国际科技创新中心2、量子计算技术路径分析国内外量子计算技术路线呈现出多元化发展格局，不同技术路线在量子比特数量、表7：量子计算技术路径分析技术路线 代表企业机构 技术特点 优势 挑战

IBM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

大规模量子比特操控对测控系统的集成化要求实现量子计算极高利用电磁场束缚单个或温度要求较低（常温至微实现量子计算极高利用电磁场束缚单个或温度要求较低（常温至微离子陷阱量子计算 IonQ、多个离子，通过激光操量子比特的长相干时间开尔文），但需要超高真Quantinuum控其量子态实现量子信与高操控精度空环境（10^-10mbar以息处理下）以避免离子碰撞光量子计算 中国“九章”系利用光子的量子态进行室温运行、可扩展性强、光子操控难度大、需要复列、PsiQuantum计算相干时间长杂光学系统原子丢失问题可能引入通过激光“光镊”在超高在比特规模和容错计算难以纠正的误差，运行时中性原子量子计算 哈佛大学、MIT、真空腔中囚禁中性原子潜力上更具想象空间，钟速度相对较慢，且要支中国科大并激发至里德堡态构建适合面向未来大规模通撑实用化容错量子计算量子比特用量子计算场景机，量子比特补充速率仍需大幅提升利用多体系统中的拓扑拓扑量子计算 微软量旋科技

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 1、IonQ：全球第一家量子计算上市公司IonQ201520192021AzureAWS2021年通过SPAC20222024IonQForte（36）和IonQHarmony202510OxfordIonicsIonQ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，其产品线主要分为硬件、云服务与软件两大类别。表8：IonQ量子计算机硬件系统 具体信息Aria AriaIonQ25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。Forte Forte36ForteEnterprise系统，采用模块化设计。Tempo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Tempo钛媒体

99.9%进的技术。图6：IonQ量子计算机产品及性能IonQ官网图7：IonQForteIonQ官网IonQQuantumCloud是目前唯一一家服务覆盖亚马逊AWSAzureCloud（Quantum24/7FPGA、图8：IonQ云服务覆盖亚马逊、微软、谷歌三大公有云平台IonQ官网IonQ20253986.60221.50%2690.8048.16%-1.61217.71%6629.8099.83%，166.30%202593010.79亿元，为公司未来几年的高强度投入提供了坚实保障。图9：IonQ营收及营业润（万美元） 图10：IonQ毛利率及发费用率-30,000-40,000-50,000

-23,24610,000-2101,11310,000-2101,1132,204 4,3076,81312001000800963-10,000-20,000-3,869-8,575-15,7750 50 39574 41963 318 52 50

-40,408

毛利率 研发费用率2、本源量子：国内量子计算龙头企业（2017探索量子计算产业应用，争抢量子计算核心专利。表9：本源量子发展历程时间 里程碑2017 2018 Qpanda64IBMQ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 （——源悟源）OriginQuantumAIO32位超导量子芯片。2021 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。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冷机。2024 中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”空成功实现全球最大规模的量子计算流体动力学仿真。本源量子官网图11：本源量子产品矩阵本源量子官网7280%3000图12：本源悟空超导量子计算机本源量子官网表10：本源悟空超导量子计算机四大特点特点 具体内容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支持百比特级系统定制拥有完全自主知识产权搭载国内首款量子计算操作系统本源量子官网

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础。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。内置自研“本源司南”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。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。图13：本源量子云服务3、通过“本源悟空”看量子计算产业链表11：量子计算机构成拆分组成部分 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。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量子计算机操作系统本源量子官网

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504量子芯片具体情况相关企业骁鸿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国盾量子布，是当时国内单台比特数最多的超导量子计算机祖冲之3号6610518272国盾量子真度达到99.90%，并行两比特门保真度达到99.62%，并行读取保真度达到99.13%，综合性能达到国际领先水平。基于电路量子电动力学体系构建的“悟空芯”，是本源第四代超导量子计算机“本源悟空”100位计“悟空”

180量子计算的准确性与效率。

本源量子中国科学院、本源量子官网量子计算