量子信息技术发展应用现状与趋势

量子信息技术发展应用现状与趋势2026年2量子信息总体发展态势1三大领域技术产业进展2总结与展望33量子科技赋能信息技术，引领科技革命与产业变革以量子计算、量子通信、量子精密测量为代表的量子信息技术是是量子科技的重要组成部分，有望成为重塑科学探索范式、变革信息技术体制、推动数字经济演进的发展新动能。量子信息领域已进入科技攻关、工程研发、应用探索、产业培育相互带动，一体化推进发展关键期，是培育未来产业、打造新经济增长点、构建新质生产力的重要发展方向。未来产业

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新经济增长点“十五五”规划纲要：量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、6G、……量子科技量子材料拓扑材料、电子关联材料…量子物理学高能物理、聚变能源、核物理…量子信息技术量子计算/模拟、量子通信、量子精密测量量子信息技术是量子科技的重要组成部分量子信息技术三大领域发展概况4量子信息技术成为全球关注热点，国际竞争日趋激烈量子信息技术兼具基础性、颠覆性特征，将对国防安全、信息安全等关键领域产生深远影响，已成为全球主要国家开展科技、经济、安全等领域竞争关注重点。截至2026年8月，全球30余个国家和地区制定/更新了量子信息领域的发展战略规划或法案文件。据公开信息不完全统计，政府投资总额超过350亿美元，体系化布局推动产业竞争力建设成为各国普遍共识。时间战略/规划/法案国家/地区投资规模（美元）全球主要国家量子信息领域发展布局2014国家量子技术计划英国10年投资约12.15亿2018量子旗舰计划欧盟10年投资约11亿2018国家量子倡议法案美国7年累计投资达60.78亿2019量子技术发展国家计划荷兰7年投资约7.4亿2019国家量子技术计划以色列5年投资约3.3亿2019国家量子行动计划俄罗斯5年投资约5.3亿2020国家量子技术投资计划法国5年投资约19.6亿2020量子计算机研发计划日本10年投资约17.5亿2021量子系统研究计划德国5年投资约21.7亿2022国家量子计算平台法国投资约1.85亿2022芯片与科学法案美国4量子项目5年投资7.65亿2023国家量子战略加拿大7年投资约3.6亿2023国家量子战略英国未来10年投资31.8亿2023国家量子战略澳大利亚2030年前投资6.4亿2023国家量子技术战略丹麦5年投资约1亿2023量子科技发展战略韩国2035年前投资17.9亿2023量子2030爱尔兰已投资0.24亿2024国家量子任务印度2030年前投资7.26亿2024国家量子战略新加坡5年投资约2.19亿2024能源部量子领导法案美国5年计划投资约25亿2025国家量子技术战略芬兰10年投资4.69亿2025量子技术战略西班牙5年投资9.17亿2025量子欧洲战略欧盟投资规模未公布2026瑞士量子战略瑞士6-8年投资约3亿2026加拿大国防工业战略加拿大投资规模未公布2026量子综合计划韩国2035年前投资约20亿2026能源部“量子创世纪”计划美国投资规模未公布2026量子创新投资计划英国2030年前投资约6.6亿量子信息企业数量持续增长，市场投融资热度高涨量子信息企业数量逐年稳定增长。近五年保持约60家/年的平均增速，企业总数超930家，量子计算企业占比约50%。欧盟量子相关企业250余家，美国220余家，中国180余家。欧美量子计算相关企业超320家，产业生态高度活跃。近十年，全球量子产业投融资事件达1900余笔，融资金融超260亿美元，2026年上半年融资已累计87亿美元。来源：中国信通院整理量子计算企业成为资本市场追逐热点。欧美量子企业投融资活跃，我国量子计算企业上半年融资金额超百亿元。全球量子信息领域2026年企业投融资代表性事件企业技术领域国家成立时间融资方式与金额(美元)Quantinuum量子计算美国2021IPO16.80亿MultiverseComputing量子计算西班牙2019风险投资5.95亿SandboxAQPQC/量子计算美国2021Grant5.00亿本源量子量子计算中国2017Pre-IPO4.20亿Oxford

QuantumCircuits量子计算英国2017C轮3.50亿Oratomic量子计算美国2026A轮3.00亿Xanadu量子计算加拿大2016PIPE2.75亿Pasqal量子计算法国2019C轮2.00亿Photonic量子计算加拿大2016B轮2.00亿QuantWare量子计算荷兰2021B轮1.78亿

56量子科技与产业战略规划不断完善。“十五五”规划纲要：推动量子科技等成为新的经济增长点。中央政治局未来产业专题集体学习：综合考虑国家战略需求、技术成熟程度、要素支撑条件等因素，因地制宜、错位发展。发挥企业主体作用，产业出题、科技答题。深化国际合作，积极推动各方标准共建、规则共商、产业共促。合肥国家实验室、北京量子院等战略科技力量持续强化，取得一系列国际领先科研成果，央企和科技领军企业投入力度进一步加强，产业联盟等积极推动生态体系建设，为打造未来产业竞争力奠定良好基础。强化战略科技力量加快应用与产业发展取得多项国际领先科技成果推动产学研用合作与产业生态建设量子计算云平台通量一体OTN专线量子脑磁图仪合肥国家实验室深圳国际量子院湾区量子科学中心北京量子院我国高度重视量子信息领域发展，跻身国际第一梯队7量子信息总体发展态势1三大领域技术产业进展2总结与展望3量子计算量子通信量子精密测量8量子计算多种技术路线并行发展，尚未融合收敛量子计算处于前沿科学研究与系统工程化研发并行的关键技术攻坚期，超导、离子阱、中性原子、光量子、硅半导体、拓扑等多种技术路线并行发展、开放竞争。近年来，比特规模、操控精度等原型机性能指标快速提升，但仍面临一系列科学问题挑战和工程技术难题，但距离实现大规模、可扩展、通用量子计算的终极目标仍有很大差距。2026年主要技术路线最新进展超导：种子选手，业界各方重点关注；离子阱：具有比特天然全同、高操控精度和连通性等优势，量子体积指标领先；中性原子：发展迅速，在大规模比特操控和量子模拟应用等方面优势明显，已成为业界“黑马”；光量子：验证量子计算优越性，玻色采样和相干伊辛等模型有望实现专用场景加速；硅半导体：近年芯片制造取得进展，目前仍处于研发攻坚阶段；拓扑：初步实验成果，实现方案仍在探索。9量子纠错成为攻关焦点，距离实用化仍有差距量子纠错是利用冗余量子比特编码等方式来保护脆弱的量子信息免受环境干扰的技术，是未来实现大规模可容错量子计算机的核心基础，是推动量子计算从实验室迈向实际应用的关键支撑。近年来在编码方案研究和与逻辑比特构建等方面取得诸多进展，但仍处于方案探索与验证迭代阶段。基于量子纠错实现实用化逻辑量子比特是业界未来攻关的核心目标。需要指出，量子纠错仍处于技术方案开放探索和原理性实验验证阶段，当前逻辑量子比特最低错误率，距离未来满足实用化要求仍相去甚远。2026年量子纠错代表性研究进展

浙江大学等：设计两种双变量自行车码，分别利用18个数据比特编码4个距离为4的逻辑比特和6个距离为3的逻辑比特，平均逻辑错误率分别为8.91%和7.77%。

深圳量子院：设计四量子比特错误探测电路，实现了对编码比特中发生的任意单比特错误的高效检测。

悉尼大学：采用码距为3的重六角码作为纠错码，进行存储实验和稳定性实验，验证了测量噪声是当前影响逻辑门性能的主要限制因素。

微软与Quantinuum：基于Quantinuum

H2离子阱QCCD处理器实现两类面向硬件特征定制设计的量子纠错码，在贝尔态制备实验中物理错误率0.8%经纠错后降至0.001%。量子纠错支撑通用容错量子计算发展10随机线路采样与高斯玻色采样问题的量子优越性证明超导量子计算机：祖冲之三号 超级计算机：富岳（Frontier）1.7×1018

FLOPS9.2

PB内存相同问题模拟耗时估算：

6.4×109年

量子计算：量子比特（

Qubit

）状态：同时处于

0

和

1

的叠加态算力：n个比特表示2ⁿ种状态，指数级并行经典计算：比特（Bit）状态：任一时刻仅为

0

或

1

的确定态算力：n个比特表示1种状态，线性增长问题描述：对相同随机量子线路，在经典计算机中进行模拟，计算出量子态概率分布结果。计算方法：数学模拟“暴力计算”，通过振幅、张量等模拟量子态演化，算力和内存难以企及。问题描述：由若干量子比特和量子逻辑门构成的随机量子线路，在量子计算机运行，对输出进行测量，得到其中的量子态概率分布结果。计算方法：“自然实验”运行即计算，仅需多次运行和结果采样，即可统计量子态概率分布。83量子比特32层随机线路采样耗时：数百秒Phys.Rev.Lett.134,

090601Published3March,

2025实验意义：证明超导量子计算的算力优势精心设计、无直接实用性的物理实验，演示验证量子计算模拟量子体系的天然优势，尚未实现实用计算复杂问题的优越性。实验意义：证明光量子计算的算力优势同样是精心设计、无直接实用性的物理实验，演示验证光量子计算在采样问题中的天然优势，具有里程碑意义，但也尚未实现实用计算复杂问题的优越性求解。“高斯玻色采样”任务，就像预测一堆小球穿过拥有数百万条路径的复杂迷宫后的出口分布。经典计算机需逐一模拟路径，计算量呈指数级增长，极其耗时。“九章”以光子为计算单元。利用光子的量子特性，

使其如同拥有“分身术”，同时探索迷宫的所有路径，通过量子干涉效应直接“演算”出最终结果，而非像经典计算机那样一步步计算。“九章四号”专用光量子计算机3050个光子的量子态25.6微秒VSEl

Capitan超级计算机1.742

EFlop/s1024年

随机线路采样问题

高斯玻色采样问题 11量子计算应用探索：Shor算法可快速破解传统公钥密码传统密码：基于“大数分解”的单向锁目前主流的RSA公钥密码，安全性依赖于“两个大质数相乘容易、但反向分解极难”的数学特性。对传统计算机而言，破解它就像“大海捞针”，所需时间远超宇宙年龄。破解密钥：“Shor算法”创造“虫洞”利用量子叠加与纠缠特性，Shor算法将“大数分解”转化为寻找周期性的问题。它能同时尝试所有可能性，并通过量子干涉瞬间锁定正确答案，为破解难题打开了一条捷径。效率鸿沟：从“千亿年”到“几小时”破解2048位RSA密钥，传统超算需耗费1000亿年，而量子计算机仅需数小时至数天。这意味着成熟量子计算机会让现有公钥密码和网络安全体系面临颠覆性挑战。理想情况：分解15(24)=3*5，需要4(表征)+4(计算)+4(寄存)=12位量子比特，分解RSA-2048，仅需2048+2048+2048=6144位量子比特。现实情况：量子处理器存在耦合比特（数倍）和量子纠错（数十倍）等开销，实际需要百万位物理量子比特和高效量子纠错算法，才能有效运行Shor算法破解密码。Shor量子分解算法12来源：参考麦肯锡《2026年量子技术监测》量子计算应用场景与潜在价值预测量子计算应用探索广泛开展，“杀手级”应用尚未突破量子计算应用发展趋势预测

S

可运行证明优越性随机线路采样高斯玻色采样V

量子计算应用探索在金融、化工、电信、交通等领域广泛开展，但主要是原理概念和应用可行性验证，尚未实现实用化落地。实现

“杀手级”应用，需要突破量子优越性、案例实用性、硬件可实现性的“不可能三角”。未来3-5年，可能在组合优化、化学模拟等领域问题空间维度较小，运算精度不高场景中，产生有实用化价值的计算加速应用。13全球典型量子计算云平台概况欧美量子计算产业生态图谱量子计算产业生态初步形成，云平台成为生态汇聚支撑点量子计算产业生态格局初步形成，关键环节发展仍有待推进，欧美产业生态高度活跃。上游企业提供产业发展基础支撑，中游企业开展原型机研制、软件开发等核心技术研发与产品转化，下游企业推动场景验证与行业应用探索。量子计算云平台将量子计算与经典云服务相结合，成为量子计算应用探索和产业生态的汇聚点和支撑点，有望成为实现量子计算能力输出的重要载体。国外国内14量子信息领域发展态势1三大领域技术产业进展2总结与展望3量子计算量子通信量子精密测量15量子通信包含多种技术方向，QKD和QT并行发展量子通信包含量子密钥分发、量子隐形传态、量子安全直接通信、量子数字签名等技术方向，不同技术方向均有多种协议，例如DV-QKD协议、CV-QKD协议等。量子密钥分发（QKD）实现对称密钥生成，具有理论协议安全性，已有商用化产品。相关新型协议系统研究和星地传输实验持续活跃，商用产品的工程化水平有待进一步提升。量子隐形传态（QT）实现量子态信息传输，处于科研探索阶段，尚未实现实用化。近几年在纠缠制备、操控和存储中继等方面尚无重大突破。量子密钥分发量子隐形传态发展历程16QKD通过点到点的量子态传输生成密钥，已有商用化产品，远距离传输和组网依靠“可信中继”节点进行密钥存储和交换。优点是提升了对称加密应用中的密钥安全性和更新速率，缺点是系统密钥速率和传输距离有限，难以使用“一次一密”，加密系统部署和运维管理的要求较高，现实系统的实际安全性仍需攻防研究和测评验证。可提升安全性，并非“绝对安全”。量子密钥分发设备量子密钥分发设备加密应用设备加密应用设备密钥管理设备密钥管理设备加密业务信道密钥应用接口密钥管理接口密钥应用接口密钥管理接口加密应用层密钥管理层协商信道量子信道量子密钥分发层可信中继节点基于QKD的量子保密通信技术进入初步实用化17“通量一体”可能成为量子保密通信发展趋势通量一体分离式部署近年来，随着中电信量子、中国移动等在政策驱动下布局投入量子通信，带动华为、烽火等研发和推出集成QKD、KM、QKDNC和业务加密等板卡/模块的“通量一体”（也称“通密一体”）原型机和商用设备。“通量一体”设备通过引入通信行业工程化能力和经验对量子保密通信技术产品进行整合集成，有望成为提升技术产品工程化水平、降低设备成本、简化网络部署管控复杂度、强化应用安全性的新一代量子保密通信产品方案。从工程化水平看，“通量一体”设备依托通信行业成熟的OTN、SPN、路由器等设备平台进行QKD、KM等量子保密通信模块组件的板卡式集成，推动通用接口集成，可有效提升量子保密通信技术工程化能力，加强设备整体鲁棒性。从设备成本看，“通量一体”推动设备从分离式设备逐步向模块化、板卡化演进，带动产业链上下游分工合作，可推动相关核心组件和器件的研发和制造成本降低，从而实现量子保密通信系统产品的整体成本下降。从组网管控看，QKD网络需要传统通信设备，如交换机、路由器和光通信等配合实现协商后处理、密钥中继和加密应用。“通量一体”设备通过可有效简化网络设备管理、密钥路由等组网和管控复杂度。从应用安全性看，分离式设备需要通过网络连接实现量子密钥传输，存在外部转发接口和界面，降低加密应用安全性。“通量一体”集成QKD和KM等模块板卡，内部背板实现量子密钥到加密业务的耦合，提升加密应用整体安全性。18开展网络试验与应用验证，规模化应用仍存挑战基于量子密钥分发的量子保密通信是量子通信领域进入实用化的技术方向。在星地实验、网络建设、项目投资等方面我国处于领先。目前，量子保密通信系统在国内外已经实现初步商用，形成上中下游产业链。但相关产品工程化水平有待提升，量子加密应用场景、市场规模和产业化前景较为有限。未来，需要推动产品提质降本，探索高安全需求领域加密融合有效应用场景，才可能实现规模化商用。量子保密通信产业生态国内外量子保密通信典型进展19量子信息网络是三大领域未来融合发展演进方向量子信息网络（QIN）与互联网并无升级替代关系，主要目标是实现量子计算机和量子传感器组网，提升量子信息处理能力。量子信息网络当前主要处于技术方案探索和试验验证阶段，实现实用化需要突破高性能量子纠缠光源、实用化量子存储等瓶颈。近年来，国内外量子信息网络科研保持高度活跃，在项目规划、协议方案、核心器件和组网实验等方面取得诸多进展和成果，部分性能指标得到提升。量子信息网络发展阶段地区/国家研究/行业机构典型量子信息网络项目规划/组网实验等中国中科大组网实验14.5公里直线间距量子中继城域网络中国中科大7公里现网光纤量子逻辑门非局域隐形传态美国密歇根大学项目规划纠缠量子传感器网络项目德国DeutscheTelekom组网实验30公里光纤上实现量子隐形传态荷兰QuTech组网实验25公里量子网络链路实验英国英国创新署项目规划量子网络（QN）项目欧洲欧空局与欧盟委员会项目规划加强在欧洲量子通信基础设施（EuroQCI）项目的合作，通过开发卫星星座扩大量子安全网络的覆盖范围近年国内外量子信息网络项目、组网实验列表抗量子加密应对量子计算安全威胁，升级迁移加速破解密码是量子计算颠覆性应用之一，可能对数字信任体系造成破坏性威胁。抗量子加密（PQC）通过升级底层数学难题，设计新型加密算法，抵抗量子计算破解攻击，已成为应对量子计算信息安全威胁的主流方案

和全球共识。美国NIST牵头征集评选三项PQC算法标准已正式发布，基于格加密的密钥交换（KEM）和数字签名（DSA）算法，在加密安全性和综合性能方面表现出众，成为业界PQC应用主流。欧美抗量子密码迁移进展20欧美信息安全管理机构力推PQC升级迁移，科技巨头和初创企业成为推动PQC技术产业化的先行者。我国启动PQC算法征集，推动新一代商用密码算法标准制定，预计3年发布。201

.12第一201

.1第2020.

第三2022.

第四202.三标准

案美国国家标准与技术研究院（

S

）抗量子加密（

）算法标准化历程82项算法提案，发布评估发布评估发布发评估

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三标准发布2025.

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S

21量子信息领域发展态势1三大领域技术产业进展2总结与展望3量子计算量子通信量子精密测量22多技术方向并行发展，技术成熟度存在差异量子精密测量的技术路线分为：原子/离子、固态自旋、超导、光子等。量子精密测量技术可测量的物理量包括：时间频率、磁场、重力、角速度、电场、温度、应力应变、位移/相位。多种技术路线各具特点，目前并行发展，暂不存在技术路线竞争和融合收敛趋势。量子精密测量主要技术路线和被测物理量量子精密测量主要技术方案与产业发展成熟度量子精密测量是量子信息领域距离实用化最近的技术方向。量子时频基

产品、量子磁力仪、量子重力仪、光量子雷达等逐步走向商用化，部分实现产品迭代。量子陀螺仪/加速度计、量子天线等处于早期发展阶段，距离产品化较远。23量子精密测量技术军民两用特点突出量子精密测量技术在航空航天、国防军工等领域应用的战略价值突出，受到欧美国家重视。政府部门成为推动量子精密测量技术发展、产品熟化和应用落地的重要支持者和首批用户。多项技术产品具有明显军民两用特点。时间频率、电磁场、重力场等关键信息测量，以及目标探测识别和自主惯性导航等核心能力，对于战场态势感知和运载平台测控等方面具有重要价值。国家