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量子科技系列报告:量子计算行业:产业化提速,空间广阔,政策助力

2026-05-12 张永嘉 东兴证券 M.凯
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SECURITIES 量子计算行业: 产业化提速,空间广阔,政策助力 ——量子科技系列报告—— 摘要 政策、技术、需求三维共振驱动产业化提速,长期具备重构算力体系与接近万亿级产业空间的潜力。量子计算是量子科技的核心应用,依托量子叠加、纠缠等特性,正从科研培育期迈入工程化加速阶段,成为全球科技竞争与国家战略布局的关键赛道。当前行业处于NISQ嘈杂中型量子向容错量子计算过渡时期,政策、技术、需求三维共振驱动产业化提速,长期具备重构算力体系与接近万亿级产业空间的潜力。政策端,量子计算已成为中美欧战略必争领域,我国将其列为十五五六大未来产业之首,政策与资金双轮驱动。同时,国内加快量子信息标准化与计量体系建设,组建量子智能产业联盟,推动从科研共识走向工程协同,为国产替代与生态成熟奠定制度基础。技术端,形成硬件、软件、算法三大支柱,上游核心设备与中游整机迭代提速,硬件路线呈多元化格局,软件作为衔接硬件与应用的关键纽带,涵盖操作系统、编译器、编程框架,正朝着多路线兼容、自动化、集成化方向演进。量子算法聚焦模拟、优化、混合智能,为场景落地提供核心支撑。需求端,产业化应用从科研试点走向商业落地,高价值场景加速渗透。应用成熟度与商业价值持续提升。 投资逻辑:行业呈现短期盈利偏弱、长期空间广阔、政策强支撑、拐点看技术与商业化、格局看先发与生态的核心特征。短期盈利偏弱源于产业早期高研发投入、商业模式尚未完全闭环,收入以科研采购与政府项目为主;但长期可替代空间广阔,覆盖万亿级行业,政策托底保障持续投入。我们认为行业拐点取决于两大信号:技术拐点关注比特规模扩容、量子纠错成熟、核心设备国产化落地;商业化拐点聚焦专用量子计算在金融、医药等场景规模化付费。长期格局方面,先发企业形成技术专利、产能、客户绑定壁垒,生态优势(硬件+软件+算法+场景)成为核心竞争力,先发者通吃特征显著。我们认为国盾量子、普源精电、纬德信息、科大国创等企业有望持续受益。 风险提示:政策扶持或技术创新不及预期、行业竞争加剧、技术路径切换风险、我国在关键产业链环节技术受限风险、需求落地速度不及预期风险、企业量子相关业务短期业绩难以释放、流动性紧缩带来的估值回撤风险。 ❀量子计算行业基本情况 ❀作为未来产业代表,政策、计算、需求三维共振 政策端:成为全球科技竞争新焦点,我国政策+资金持续扶持技术端:硬件、软件和算法构成量子计算技术体系三大支柱需求端:医药、金融、AI等方向加速应用 ❀投资逻辑与重点公司情况 ❀风险提示 引言:量子计算是量子科技的核心应用场景 量子科技以量子力学基本原理为基础,依托量子叠加、量子纠缠、量子不可克隆等特性,主要应用于量子通信、量子计算、量子精密测量三大领域。量子科技作为全球科技竞争关键赛道,中美欧作为核心参与者,在政策、资金上大力扶持产业发展,我国将量子科技在“十五五”规划中被列为六大未来产业之首,美国依托《国家量子倡议法案》、通过密集的私人资本巩固其领跑地位,欧盟则发布《欧洲量子战略》,明确提出到2030年成为全球量子技术领导者,全力整合资源加速追赶。作为对传统信息技术体系具有颠覆性影响的领域,量子科技已逐步从科研场景迈入产业化阶段。 量子计算:与传统经典计算模式存在本质区别 量子计算是利用量子力学的基本特性实现问题求解的计算模式,通过构建可精密操控的量子物理硬件系统,运行量子计算软件实现量子算法,求解计算问题,实现量子计算在特定问题或领域的应用。量子计算与经典计算在信息存储、计算能力、纠缠特性及计算方式上差异显著,这些差异不仅展现了两种计算模式的本质区别,更凸显了量子计算在未来科技领域的巨大潜力。 量子计算:产业由长期培育期进入工程化加速窗口期 产业展望,当前发展阶段量子计算已度过2020年前的萌芽期,经历2020–2024年多路线全面推进与小规模应用探索后,当前正处于从NISQ走向容错量子计算的过渡阶段。现阶段以NISQ设备与小规模逻辑比特为主,各技术路线围绕纠错闭环收敛,量子软件企业快速增长,在生物医药、材料、金融、AI形成核心应用,专用量子计算机不断涌现。未来,技术路线将逐步收敛,纠错成本大幅下降,下游新应用驱动产业链细化。预计产业规模2027年达105.4亿美元,2030年达1795.2亿美元,量子计算机与经典计算机将长期并存、协同发展。 量子计算:目前需求边界与能力边界仍有分歧 当前量子计算仍处于扩展比特规模与攻关纠错能力阶段,产业化进展受制于两重不确定性:一方面,高算力需求行业的计算场景与问题复杂度高,难以清晰界定需求边界;另一方面,多种量子算法范式与技术路线并存,使得真实计算能力边界尚不明晰。 具体而言,量子计算能否落地应用需考察三个关键问题:其一,针对特定计算场景与任务,是否存在相较经典算法具有优势的量子算法;其二,若存在该算法,当前量子计算机能否稳定运行并输出准确或近似结果;其三,在本地部署时,计算任务的运行环境与量子计算机的物理环境能否相互匹配。 ❀量子计算行业基本情况 ❀作为未来产业代表,政策、计算、需求三维共振 政策端:成为全球科技竞争新焦点,我国政策+资金持续扶持技术端:硬件、软件和算法构成量子计算技术体系三大支柱需求端:医药、金融、AI等方向加速应用 ❀投资逻辑与重点公司情况 ❀风险提示 政策端:全球主流经济体均将量子计算纳入核心科技攻坚方向 2025年标志着全球量子技术正式迈入从基础科研向产业化落地与战略博弈转型的关键阶段,各主要经济体密集发布政策以强化技术主权、供应链安全及基础设施建设。从整体趋势看,2025年的量子计算政策呈现出三个明显特征:工程化优先,围绕容错架构、系统集成与可扩展能力展开布局;算力融合,将量子计算纳入国家计算基础设施体系,而非孤立发展;生态竞争加剧,通过资金支持、平台建设与产业协同,加快形成可持续的技术与产业能力。 政策端:我国政策+资金持续扶持,一级市场26Q1融资大幅增长 资金扶持上,国家层面开始明确强调耐心资本与引导机制,通过国家创业投资引导基金等安排,引导金融资本投向早期、小型、长期、硬科技方向,并与政府投资基金、风险投资机制建设相衔接,为量子计算这类长周期领域提供更适配的资金供给结构。 近两年,量子计算热度持续高涨,受到资本市场的高度关注。随着诸多路线量子原型机的出台以及超导量子与经典计算协同生态构建,带动资本信心,技术实用价值逐步得到验证。2026年前三个月(截止3月17日)的融资总额已达22.04亿元,几乎追平2025年全年水平(24.73亿元)。 政策端:生态建设与标准建设成为弯道超车重要路径 我国通过标准与计量补齐量子计算规模化技术口径。一方面推进量子信息标准化技术委员会筹建,将关键技术、核心组件、环境测控、硬件系统、软件算法、平台服务、应用场景、测试评估等纳入标准化;另一方面在计量强基等安排中将量子科技列入重点领域,围绕产业链难点形成项目并开展能力建设,为跨机构协作、测试一致性和平台化交付提供基础条件。 在政府推动和龙头企业引领下,已成立本源量子计算产业联盟(OQIA)、量子计算产业知识产权联盟等多类联盟。2026年4月,香港城市大学与本源量子、国盾量子、中电信量子、国富量子、顺丰科技等发起量子智能产业联盟,涵盖量子硬件、算法生态、通信安全及产业应用等核心领域,标志着联盟从科研共识走向工程协同。 技术端:硬件、软件和算法构成量子计算技术体系三大支柱 硬件、软件和算法是构成量子计算技术体系的三大支柱,而量子计算云平台可集成三者的能力并向用户提供服务。另一方面,要想实现量子计算对产业的真正赋能,也离不开量子纠错、量子调控等技术基础作支撑。 硬件方面,除了核心的量子计算整机外,测控系统、稀释制冷机、低温器件等配套硬件也必不可少;软件方面,主要包括应用开发软件、计算编译软件与芯片开发EDA软件等;算法主要包括量子模拟、优化组合等。 中游:硬件为产业核心,多种技术路线并行 量子计算硬件目前有多种技术路线,处于并行发展阶段。大致可以分为两大类,一是基于微观结构形成分立能级系统的“人造粒子”路线,包括超导、硅半导体路线;二是直接操控微观粒子的天然粒子路线,如离子阱、光量子和中性原子。不同路线差别主要在于根据不同的物理体系构筑量子比特和量子逻辑门,各有优势。其中超导量子计算是目前发展较为迅速的方案,在信号读取、退相干时间、可扩展性方面具有明显优势。 中游:国内超导路线发展较为迅速,同时积极探索半导体路线 国内厂商主要采取超导技术路线。2025年,超导路线继续领跑,率先进入早期容错阶段。通过量子纠错驱动实现逻辑比特性能越纠越好、硬件架构越造越大与计算资源越用越丰富,牢固确立了其在早期容错时代的领先地位。接下来,其竞争力将取决于逻辑纠错增益能否随着码距持续提升、互连与控制复杂度能否保持可管理、以及300mm制造和异质集成能否实现良率优势。 中游:国内超导路线发展较为迅速,同时积极探索半导体路线 国盾量子、本源量子主要采取超导技术路线,是目前发展较为迅速的方案,在2025年率先进入早期容错阶段。本源量子在半导体路线方面,基于“玄微”半导体量子芯片,成功研发“本源悟本”半导体量子计算机。 中游:各路线开始从底层技术到系统架构全方位协同 量子计算硬件进展呈现出更工程化的特征,各路线都在思考如何将理论上的容错能力落实到实际系统中。共同的体现是量子纠错不再只是软件层的协议,而是受制于硬件泄漏、制造缺陷、读出并行度、经典解码时延、互连深度乃至热噪声等多个因素的系统能力。因此,各路线开始从底层技术到系统架构全方位协同,确保扩展不引入不可控问题。 中游:量子计算软件是衔接量子计算机与实际应用的关键纽带 量子计算软件是衔接量子计算机与实际应用的关键纽带,在推动技术实用化进程中发挥重要作用,包括三层架构:基础层与硬件连接,支持量子芯片的运维与量子算法的运行;开发层提供开发量子应用的工具链体系,包括编译器、开发工具等;应用层提供量子计算算法与量子应用程序。现阶段受限于量子计算硬件尚未成熟、标准化软件架构及用户需求尚不明确的原因,量子计算软件还处于开放探索早期阶段。未来,量子计算软件发展需解决高级编程接口、异构硬件资源协调、算法优化能力、编程框架兼容性、可迁移性等方面问题,开发具备多技术路线实用性的软件平台,持续提升技术完备性及用户体验。 上游:供应链基础支撑 产业链上游是供应链基础支撑,主要包括环境测控系统、核心器件组件、量子芯片制造等方面,其中芯片制造占比最大,主要系其研发生产成本高、市场供给较少。欧美国家在上游产业生态具有一定先发优势,体现在企业数量和质量、产品创新能力、市场应用基础、产业链配套等多个方面。 我国主要在量子芯片和低温设备两个核心领域与美国有较大差距,近年在稀释制冷机、高性能激光器等方面实现国产化突破,但在关键技术指标、商业化供货能力和市场占有率等方面仍存在差距。 上游:量子芯片类似于传统计算机的中央处理器 量子芯片是量子计算机的核心部件,其类似于传统计算机的中央处理器,它将量子比特和量子线路集成在基片上,完成量子信息传输、存储和处理功能。量子芯片可以按照其所用量子比特类型分类,目前有四大主流技术路径:超导、光量子、离子阱和中性原子。其研发和制造是一个复杂的过程,涉及量子比特制备、量子控制、材料与工艺等多个关键技术,包括设计--制造--封测三个环节,是企业竞相追逐的焦点。 上游:核心设备是开展量子计算原型机研制的重要基础 核心设备是开展量子计算原型机研制的重要基础,既包括量子计算特有的专用设备组件,同时也涉及与传统技术相通的通用设备组件。其中代表性的专用设备组件包括低温电子学器件(稀释制冷机)、光学调控组件、光电信号探测设备、离子源/原子源等。 2022年,美国联合盟友禁止对中国出口一系列用于量子计算的稀释制冷机,包括与其相关的一切零配件。经过两年的技术攻关,中国厂商攻克了极低温循环、气体控制等核心工艺,于2025年完成了供应链的自主闭环,市场规模增长到0.84亿元,全球占