摘要：量子科技是我国重点发展的未来产业，也是大国博弈的重要领域。2025年政府工作报告明确提出“因地制宜发展新质生产力”，推动商业航天、低空经济等新兴产业安全健康发展。培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未来产业。那么量子科技究竟是什么？产业链有哪些企业？为何能

量子科技是我国重点发展的未来产业，也是大国博弈的重要领域。2025年政府工作报告明确提出“因地制宜发展新质生产力”，推动商业航天、低空经济等新兴产业安全健康发展。培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未来产业。那么量子科技究竟是什么？产业链有哪些企业？为何能引起如此广泛的关注？今天，就让我们一起揭开量子科技神秘的面纱。

什么是量子科技

量子(quantum)是现代物理学的重要概念。最早是由德国物理学家 M·普朗克在 1900年提出的。量子一词来自拉丁语 quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。量子是数学概念，用来描述光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的能量特性。它是能表现出某物质或物理量特性的最小单元，一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。例如，“光的量子”(光子)是一定频率的光的基本能量单位。

量子的神奇特性

●量子叠加

量子叠加是量子世界最奇特的特性之一。在经典世界里，一个物体在某一时刻只能处于一个确定的状态，比如一个硬币，要么正面朝上，要么反面朝上。但在量子世界中，量子可以同时处于多个状态的叠加态。例如，一个量子比特（qubit），它不仅可以表示 0 或 1，还可以是 0 和 1 的任意叠加态。这种特性使得量子计算机在处理某些复杂问题时，能够同时尝试多种可能性，大大提高计算效率。

●量子纠缠

量子纠缠更为神奇。当两个或多个量子相互作用后，它们会形成一种特殊的关联，无论它们相隔多远，对其中一个量子的测量会瞬间影响到其他纠缠的量子，这种影响是超距的、瞬间的，仿佛它们之间存在着一种神秘的 “心灵感应”。爱因斯坦将其称为 “幽灵般的超距作用”。利用量子纠缠，科学家们可以实现量子通信，这将为信息安全带来前所未有的保障，因为任何对量子通信线路的窃听行为都会破坏量子纠缠态，从而被通信双方察觉。

发展历程

量子科技正经历从理论研究到产业落地的快速发展。回顾全球量子科技发展历程，过往总体可以分为三大阶段：

●理论逐渐成熟阶段(20 世纪上半叶)，量子科技的理论基础起源于1900 年普朗克提出量子概念， 后不断有新的理论涌现，包括海森堡的不确定性原理、薛定谔的波动方程等，为量子技术发展奠定理论基础。

●技术实践探索阶段(1950-2000年)，此阶段不断有科学家通过技术手段对量子力学理论进行实验证明，标志性事件包括费曼提出量子模拟、法国首次验证量子纠缠现象、国内中科院物理所完成国内首次 QKD 实验等，实践与理论结合下量子计算算法不断优化，Shor 算法、Grover算法等重要算法相继涌现。

●产业化进程日益加速阶段(2000年至今)，步入21世纪后，基于量子技术巨大的发展潜力及理论、技术条件不断成熟的背景，量子科技的产业化进程开始步入“0-1 阶段”，代表性事件包括 D-Wave 推出首台商用量子计算机、IBM 发布首个商用成量子计算系统、谷歌率先证明量子优越性等。

量子科技相关政策

近年来，我国政府不断出台政策，中央和地方加大投入力度，加快量子信息产业发展我国量子信息政策演进分为三个阶段，第一阶段重点在于推动量子信息关键技术研发，第二阶段在于推动产业化试水，第三阶段国家政策层面更加注重产业化发展。

2024、2025政府工作报告均强调大力推进量子科技等未来产业发展。在《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中明确提出，中国将在包括量子信息在内的八大前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

三大应用方向

量子科技包括量子通信、量子计算、量子精密测量三方面应用，在保障信息传输安全、提高运算速度、提升测量精度等方面，可以突破经典技术的瓶颈，将成为信息、能源、材料和生命等领域重大技术创新的源泉，为保障国家安全和支撑国民经济高质量发展提供核心战略力量。

01量子通信

量子通信是商业化进程最快的领域，产业链条逐步完善。

●含义

量子通信是利用量子比特作为信息载体来进行信息交互的通信技术，量子通信以其绝对安全性成为通信领域的新宠。前面提到的量子纠缠和量子不可克隆原理为量子通信提供了坚实的理论基础。通过量子密钥分发，通信双方可以生成完全随机且不可窃听的密钥，从而实现信息的安全传输。在金融、军事、政务等对信息安全要求极高的领域，量子通信具有巨大的应用潜力。目前，我国在量子通信领域处于世界领先地位，已经建成了世界上首个规模化的量子通信网络 ——“京沪干线”。

●产业链

从产业链来看，量子通信上下游已基本形成。从产业链来看，量子通信上下游已基本形成。

上游主要包括芯片、光源、探测器、量子随机数发生器和其他材料器件；

中游主要包括设备研发制造、网络建设、网络运营及服务等；

下游主要为行业应用。

量子通信与安全产业从目前已经发展的形态来看，主要是由量子物理加密产品与技术(例如 QKD)、PQC、QRNG 等带来的产业价值。

国内有国科量子、问天量子等专业从事量子通信业务的科技公司，中国电信、国家电网、日本东芝、韩国 SKT、华为、中国电科集团等通信及 ICT 巨头也成立了相关量子通信研发团队。

●市场

网络攻击风险提升，信息安全市场规模持续扩大。随着我国网络安全相关产业支持政策出台以及网络攻击风险增大，我国网络安全市场规模持续增长，2023年市场规模达633亿元，同比增长3.1%，预计2024-2027年我国网络安全市场规模将以8.7%的复合增速增长，在2027年达到884.4亿元。

全球量子密码市场规模预计将以41.2%的复合增速增长。据MarketsandMarkets，2023年全球量子密码学市场规模为5亿美元受到网络安全需求的驱动，24-28年CAGR预计将为41.2%，市场规模有望在2028年达到30亿美元。同时，QKD设备的小型化和成本下降、垂类行业保密准则的出台等因素将能够有效推动市场增长。

02量子计算

量子计算技术不断突破，应用空间十分广阔。

●含义

量子计算机利用量子比特(qubit)来进行计算和存储数据，具有量子叠加态和量子纠缠态等特性，使得量子计算机可以在短时间内处理大规模的并行计算。

量子计算被认为是未来计算领域的颠覆性技术。传统计算机使用二进制比特来存储和处理信息，而量子计算机利用量子比特。凭借量子叠加和纠缠特性，量子计算机在一些特定任务上，如密码破解、复杂物理系统模拟、优化问题求解等，展现出远超传统计算机的计算能力。例如，在密码破解方面，传统计算机可能需要数千年甚至更长时间才能破解某些复杂密码，而量子计算机可能在短时间内就能完成，这对现有的网络安全体系提出了挑战，同时也促使科学家们研发更安全的量子加密技术。

谷歌最新发布的Willow芯片在RCS(随机线路采样)基准测试中建立了史无前例的量子优势，5分钟内即可完成当下最先进的超级计算机需要 10 亿亿亿年才能完成的计算，是量子计算机相对于传统计算机的优势的最新体现。

●市场

根据iCVTA&K，全球量子计算产业规模将从 2023 年的 47 亿美元增长至 2035 年的 8117 亿美元。

●最新进展

全球在量子计算机的研究上取得了显著成果，量子计算机最大量子比特数量逐步由百位向干位突破。量子比特的数量在不断增加，多种实现路径也在齐头并进，推动着量子计算机研究向更高性能方向发展。

●应用场景

量子计算应用领域涵盖化学、金融、人工智能、交运航空、气象等众多领域，产业规模达干亿美元级别。

●市场

量子计算性能突破决定量子计算产业的规模的增长，2023至2028年的年均增长率(CAGR)可达至53.6%。据iCV TA&K，2023年全球量子计算市场的规模达至47亿美元，2027年，专用量子计算机有望达在性能上实现突破，推动整体市场规模达105亿美元在2028年至2035年期间，受益于通用量子计算机的技术进步及专用量子计算机在特定领域的广泛运用，市场规模持续快速扩张到2035年总市场规模有望达到8117亿美元，量子计算预计在此时进入全面成熟和商业化的关键阶段。

●产业链

全球量子产业链企业众多，处于前期技术转化阶段。据光子盒公众号，截至2024年4月18日，全球量子计算产业链企业合计500余家。

国内上游器件相关企业和机构包括国盾量子本源量子、中科院等，已覆盖光学器件、制冷设备、芯片加工、连接器等领域，大部分领域技术实力可达全球先进水平。

国内中游整机研发技术路线覆盖较为全面，涵盖了超导量子计算机、光量子、离子阱等技术路线，以及量子算法软件的研发。进行研发生产的企业包括华为、腾讯、国盾量子、中国电子科技集团、中科酷源等。

03量子精密测量

●含义

是一种利用量子力学规律，对关键物理量进行高精度与高灵敏度的测量技术。它旨在实现单量子水平的极限探测、精准操控和综合应用，可以用于对时间、频率、加速度、电磁场等物理量进行测量，并且能够达到前所未有的测量精度。

●应用场景

量子精密测量利用量子态的高灵敏度特性，能够实现比传统测量技术更高精度的测量。量子精密测量产品和技术主要的应用方向有国防军事、航天探索、航空工 业、计量测量、科学研究、生物检测等。在导航领域，量子陀螺仪可以提供更精确的方位信息，使导航系统更加精准可靠；在地质勘探中，量子磁力仪能够探测到极其微弱的磁场变化，帮助寻找地下矿产资源；在医学成像方面，基于量子技术的磁共振成像设备有望提供更高分辨率的人体内部图像，助力疾病的早期诊断和治疗。

●市场

量子精密测量市场规模主要包含了量子时间测量、量子磁场测量、量子重力测量、以及其他量 子精密测量仪器。全球量子精密市场规模预计从2019年的11.2亿美元增长到2030年的25.3亿美元，市场规模呈现不断上升趋势， 年复合增长率为7.7%。

●产业链

量子精密测量产业链完整，覆盖广泛。

上游的企业提供可为量子系统使用的激光、低温系统、磁体环境、真空系统、电子元器件、线缆、材料(特殊金属、金刚石、稀土等)等；

中游则是技术研发和设备制造的核心环节,涉及量子精密测量技术、量子传感技术量子信息处理技术等领域的研发和创新，以及量子时钟、量子重力仪、量子磁力计等高精度设备的制造；

下游应用还是集中在军事国防和科学研究领域，医疗领域的突出主要是因为磁力计对生物弱磁的探测能力优越，卫星导航和通信领域主要是原子时钟的高精度时频时准应用。

当前，全球各国都在加大对量子科技的投入，量子科技正处于快速发展阶段。众多科研团队在量子计算、量子通信、量子精密测量等领域不断取得突破。虽然量子科技在实际应用中还面临一些技术难题，如量子比特的稳定性、量子系统的大规模集成等，但随着研究的深入和技术的进步，这些问题正在逐步得到解决。

可以预见，在未来，量子科技将深刻改变我们的生活。量子计算机将推动科学研究、人工智能、大数据分析等领域实现飞跃式发展；量子通信将构建起坚不可摧的信息安全网络；量子精密测量将为医疗、交通、能源等行业带来更高效、更精准的解决方案。量子科技就像一把神秘的钥匙，为我们开启一个充满无限可能的未来世界。

来源：报告研究所