中国战略新兴产业融媒体实习记者 陈虹江
“用现在最好的算法和最快的超级计算机，破解银行卡密码可能需要几十万年，一旦量子计算机做出来之后，我们国家很多秘密对西方国家就是透明的，相反，如果我们中国能做出来量子计算机，我们就可以破解很多国外的密码，所以它被称为和平时代的核武器。”中国科学技术大学教授、知名量子计算专家陆朝阳表示。
以量子计算为代表的量子科技不仅是和平时代的“核武器”，更让AI、通信、医药制造等关键领域蕴含着巨大机遇。
01量子科技引领新一轮产业革命
从算盘到电子计算机，从个人电脑到超级计算机，再到如今的量子计算机，每一次计算技术的革命都将重塑全球科技产业格局。2025年，中国量子科技迎来历史性突破。中国科学技术大学潘建伟团队（以下称中科大潘建伟团队）研究团队成功构建了包含105个可读取比特的超导量子计算原型机“祖冲之三号”。在“量子随机线路采样”这一特定任务上，其求解速度比当前全球最快的超级计算机快15个数量级（即千万亿倍），相较谷歌公司2024年10月公开发表的最新成果也领先6个数量级（即百万倍），再度刷新了超导体系量子计算优越性的世界纪录。中国量子计算正从实验室验证阶段走向产业化应用。基于“祖冲之3.2号”处理器，中科大潘建伟团队在码距为7的表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著下降，为未来大规模容错量子计算奠定关键技术基础。量子科技已连续三年被写入政府工作报告，从2023年“量子信息等领域创新成果不断涌现”，到2024年“开辟量子技术新赛道”，再到2025年“培育量子科技等未来产业”，量子科技的战略重要性正在持续提升。“十五五”规划建议将以量子计算为代表的量子科技确立为新的经济增长点，标志着我国量子计算的发展重心正从实验室验证阶段加速向产业化落地阶段转移。量子计算远不止是一项技术突破，更是一条充满无限可能的黄金产业赛道。人工智能与量子计算的交汇融合将引领新一轮科技创新浪潮。2025全球人工智能技术大会上，中国工程院院士戴琼海表示，量子计算有望突破当前AI模型训练的算力瓶颈，提升算法效率，而且，人工智能可在量子控制、误差校正、算法设计等方面反向赋能量子技术，为量子系统稳定性和可扩展性提供新路径。量子计算与人工智能的融合正在开启一场前所未有的算力革命。在我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”真机上，已经成功完成了全球首次十亿参数级AI大模型微调。实验数据显示，采用“量子加权张量混合参数微调”方法，在参数量减少76%的前提下，AI大模型训练效果反而提升8.4%。具体任务中，优化后的模型在心理咨询对话数据集上训练损失降低15%，数学推理任务的严格准确率从68%提升至82%。“本源悟空”面向金融风控、医疗影像提供量子AI云服务，此外还能实现政企订单可跟踪，具备规模化复制潜力。量子通信正从实验室迈向大规模商用，打造高安全信息传输网络。中科大潘建伟团队在量子中继与器件无关量子密钥分发领域取得重大突破，两项成果分别于北京时间2026年2月3日和6日发表于国际期刊《自然》和《科学》。团队首次实现了可扩展量子中继基本模块，完成百公里级器件无关量子密钥分发（DI-QKD）。团队自研长寿命量子存储器，攻克量子信号远距衰减难题，通过稳定存储、延长量子纠缠态，实现量子中继高效接力，将DI-QKD距离从几百米提升至百公里，显著提升量子通信的安全性与传输能力，为广域量子网络打通关键瓶颈。这两项技术突破，巩固了我国在量子科技领域的国际领先优势，为量子互联网奠定重要基础。潘建伟指出，再过10-15年，待通用量子计算机问世，结合量子中继与密钥分发技术，可构建量子互联网，为人类认知物质世界提供革命性手段。量子通信同时正在重塑整个通信设备和服务市场。中国的量子通信产业链已经形成，国盾量子作为量子通信领域标杆企业，其量子密钥分发系统已应用于政务、金融等领域，量子计算相关专利申请量位列A 股前列。光迅科技、华工科技、光库科技等企业在光量子器件领域占据重要地位，为量子通信网络建设提供关键支撑。另外，医药制造是量子计算应用最具前景的领域之一，正在彻底改变药物发现和开发的传统模式。中国科学院院士丁洪表示，在新药研发领域，目前的计算方法难以准确预测药物的效果，但量子计算有望在这方面取得突破。“本源悟空”已成功实现多项生物医药领域的应用验证。这包括与蚌埠医科大学合作的乳腺癌钼靶检测，以及与复旦大学等高校合作的小分子药物设计和晶体结构预测。这些应用已在真机上完成验证，并上线了药物毒性预测、药物相互作用预测等多款应用。安徽省量子计算工程研究中心副主任赵雪娇介绍，量子计算凭借其并行性优势，在处理高维医学影像数据时展现出指数级加速效应，能有效解决传统检测中假阳性率高和效率低下的问题。该应用不仅提升了筛查精度，还可辅助医生提高效率，有效降低误诊率和漏诊率。
02产业布局“多地开花”
我国量子计算正逐步形成以合肥、北京、上海为核心枢纽的产业生态。安徽作为国内最早布局量子科技与产业的省份之一，紧跟第二次量子科技革命浪潮，在量子计算、量子测量、量子通信领域，涌现出一系列面向量子产业的新成果、新业态。合肥依托中国科学技术大学及中国科学院量子信息与量子科技创新研究院，形成“合肥量子产业集群”，相继发布“九章”光量子计算原型机与“祖冲之”超导量子计算原型机等里程碑成果，并孵化出本源量子、国盾量子等代表性企业，构建起“战略前瞻性-政策包容性-生态开放性”三位一体发展范式，在新赛道中初占先机。目前，合肥汇聚量子企业93家，覆盖量子芯片、测控设备、软件、应用及产业资本全链条，已产生超导量子计算原型机“祖冲之三号”、上万公里星地量子通信、中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”等一批前沿科技成果。本源量子作为中国首家量子计算公司，其第三代自主超导量子计算机“本源悟空”全球访问量正式突破4000万次，服务网络覆盖全球163个国家和地区，标志着中国自主量子算力全球影响力持续提升。中电信量子集团作为“量子国家队”，2023年5月在合肥正式成立，注册资本高达30亿元。该集团已推出“量子+”科技产品20多项，覆盖政务、应急、工业、金融等重点领域，积极推动量子通信产业化和量子计算实用化。在长三角的量子科技蓝图中，上海另辟蹊径，依托在冷原子物理领域的深厚积累，选择中性原子量子计算这一“后起之秀” 路线。上海市科委相关处室负责人介绍，基于冷原子物理领域的深厚积累，上海通过市战略前沿专项支持，同步推进多团队的研发，加快上海量子计算前沿技术创新和未来产业培育，已利用人工智能技术实现了高度的并行性以及与阵列规模无关的常数时间消耗，在60毫秒内成功构建多达2024个原子的无缺陷二维和三维原子阵列，刷新中性原子体系无缺陷原子阵列规模的世界纪录。北京则发挥科研院所和科技企业优势资源，统筹量子物态科学、量子通信、量子计算、量子材料与器件、量子精密测量等领域骨干力量，北京量子院已研制出微型芯片原子钟，发布夸父量子计算云平台，上线了三枚超导量子计算芯片。中国科学技术大学教授、“本源悟空”自主超导量子计算机研制团队总负责人郭国平认为，量子计算产业链的成熟度决定其产业化速度，我国需通过联合攻关实现关键核心技术国产自主化，构建“设计-制造-封装”全自主量子计算机供应链。在产业生态上，可考虑以合肥、上海、北京等城市为核心，建设国家级量子计算产业示范基地，聚焦硬件研发与应用试验，推动量子芯片设计软件、低温器件生产线等国产软硬件的规模化应用。
03全产业链全景：从上游到下游
量子计算已从科研验证进入产业化落地关键期，形成上游硬件、中游软件、下游应用完整产业链条，兼具技术壁垒、国产替代、场景爆发三重红利，每个环节都蕴含着巨大潜力。量子计算产业价值呈“上游筑底、中游建生态、下游重应用示范”格局，硬件是根基，软件是枢纽，应用是最终价值兑现，三者协同突破才能形成产业闭环。中国科学院院士、量子信息重点实验室主任郭光灿表示：“量子计算是龙头产业，如果得到支撑，产业得到发展，我们整个产业链就会建起来，并形成合力带动上游材料、关键核心零部件等突破。”
上游是量子计算的物理基础，涵盖量子芯片、极低温环境、精密测控三大核心板块，技术壁垒最高、资本投入最大，也是当前国产替代最集中的环节。超导量子芯片、离子阱芯片、光量子芯片、硅自旋量子芯片等核心器件，是量子计算机的“心脏”。陆朝阳与其团队在光量子与超导量子路线持续突破，其领衔的“九章”“祖冲之”系列确立了我国在特定算力上的国际领先地位。陆朝阳强调：“量子芯片竞争核心是‘高质量比特’，而非单纯数量堆砌，具备先进制程、器件设计、长相干时间管控能力的企业，将成为产业最大受益者。”量子测控系统负责量子比特操控、读出、纠错、时序同步与噪声抑制等关键操作，直接决定量子态操控精度与运算可靠性。测控系统是量子硬件的“神经中枢”，技术壁垒高于传统半导体测试设备，国内已形成从单比特测控到多比特并行测控的完整方案，头部企业具备与国际厂商同台竞争的能力，随着比特数扩容与纠错需求提升，市场空间将呈指数级增长。中游是连接硬件与应用的关键枢纽，决定生态厚度与商用效率，专利与技术壁垒极高。量子操作系统负责统筹硬件调度、比特校准、错误缓解、混合算力协同，是生态“总入口”。量子操作系统是自主可控生态的核心，国内已实现从芯片到应用的全栈管控，具备自主知识产权的厂商将主导生态话语权。其次，量子算法库是实现“量子优势”的关键，覆盖量子化学、量子优化、量子机器学习、量子金融。VQE、QAOA等算法已进入实用验证，在药物研发、材料设计、组合优化上可实现经典计算机无法企及的效率突破。量子编译器则将算法转为硬件可执行指令，优化门序列、降低错误率、提升有效算力。清华量子编程团队认为，比特数突破千级后，编译优化价值将指数级放大，跨硬件适配、自动纠错编译是核心壁垒。下游是全产业链的价值兑现环节，通过云服务、安全服务降低使用门槛，覆盖金融、医药、材料、能源、政务、国防等领域。以“本源悟空”为例，截至目前，“本源悟空”累计完成超76万个全球量子计算任务，广泛应用于金融、生物医药、教育等关键领域。在金融科技领域，通过北京金融科技产业联盟授权接入金融量子云实验平台；在生物医药领域，与复旦大学、蚌埠医科大学等单位合作探索晶体结构预测、小分子药物设计等应用，为温州医科大学第一附属医院筑牢医疗数据安全防线；同时服务北京大学、厦门大学等70余所高校的科研教学。量子云服务是以云端租赁、API调用、混合算力平台形式提供量子算力，是产业化初期最可行的商业化模式。量子安全服务则是面向“量子计算破解传统密码”的风险，提供后量子密码（PQC）、量子密钥分发（QKD）、量子安全通信、密管系统等防护能力。潘建伟认为，量子密钥分发（QKD）可实现原理上无条件安全的密钥分发，即便窃听者拥有宇宙最强计算机（含量子计算机），也无法破解加密信息，能保障通信的机密性、真实性与不可否认性。此外，量子安全是强刚需赛道，金融、政务、国防、能源已启动规模化部署，是全产业链中最早实现稳定营收的环节。中国信通院标准所联合发布《量子计算发展态势研究报告（2025年）》指出，目前全球量子计算产业生态仍处于发展早期。上游聚焦基础装备与支撑服务，中游专注于原型机研制、软件开发等核心技术研发与产品转化，下游则需推动场景验证与行业应用探索。
