一、量子科技概述
量子科技主要包括量子计算、量子通信和量子精密测量三大领域。量子科技能够在保障信息传输安全、提升运算速度、提高测量精度等方面突破经典技术瓶颈，有望成为信息、能源、材料、生命科学等领域重大技术创新的源泉，为保障国家安全、支撑国民经济高质量发展筑牢核心战略支撑。
量子科技作为未来技术革命的关键领域之一，已成为全球主要国家在科技、经济等领域开展综合国力竞争的战略制高点。截至 2025 年 8 月，全球 30 余个国家和地区已制定或更新量子科技领域发展战略、规划及政策法案。据公开信息不完全统计，全球相关投资总额已超 350 亿美元。
量子科技产业链从上游到下游主要包含基础光电元器件、量子通信核心元器件、量子通信传输干线、量子系统平台、以及应用层五个环节。其中基础光电元器件和核心设备是支撑起量子通信的技术和硬件基础；量子传输干线是实现远程量子通信及量子网络的传输渠道；量子系统平台主要负责对信息进行整合处理并根据需求做出相关指令，是维护整个系统健康运转的软件基础；应用层则为量子信息产业化的下游，主要为军事国防、政务、金融、互联网云服务等领域的应用。二子通
1、行业概况
量子保密通信与传统密码通信形成差异化竞争，在安全原理和实现方式上存在区别。传统密码通信属于现代密码学范畴，是基于数学算法与密码技术实现的加密通信。传统密码通信技术成熟度高、技术体系齐全、部署成本较低，但未来其算法可被量子计算破解，因此推进抗量子计算破译的抗量子密码 (PQC) 研究成为行业共识，目前尚处于标准化和试点部署阶段。量子保密通信是基于物理机制，具有抵抗计算破解的信息理论安全，产品已达实用程度，但技术标准体系仍在建设中，成本高、技术和应用仍处于推广期。
根据技术原理和应用场景，量子通信技术可分为量子密钥分发 (QKD)、量子隐形传态 (QT)、量子安全直接通信 (QSDC) 三大类。其中，量子密钥分发 (QKD) 是目前最成熟、最接近实用化的量子通信技术。基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理，量子通信提供了无法被窃听和计算破解的绝对安全性保证。其安全原理与计算复杂度无关，即使在未来强大的量子计算机问世也不会对其安全性形成威胁。具体而言，量子通信会将信息进行加密传输，在这个过程中密钥不是一定的，而是充满随机性，即使被相关人员截获，也不容易获取真实信息，即依托量子不可克隆原理与叠加、纠缠特性。
2、产业链：规模化商用
在量子通信与安全产业链上游，核心器件与材料涵盖了关键的技术组成部分。首要的是先进的量子芯片技术，作为整个产业链的基础，包括数据处理类芯片、电学芯片和光学芯片。光源则成为量子通信不可或缺的关键组件，作为载体，经过对其量子状态的调制操作后，可携带量子信息在不同通信节点间进行信息传输和共享。在通信接收端，单光子探测器发挥着至关重要的作用，确保对量子信息的精准检测。量子随机数发生器 (QRNG) 是保障通信不可预测性的关键工具。此外，其他核心器件如 PPLN (周期极化铌酸锂) 晶体、PPLN (周期极化铌酸锂) 波导、光纤光缆等元件同样在上游产业链中发挥着关键作用。
在量子通信与安全产业链中游，划分为核心设备、网络建设集成、保密网络运营以及 PQC。核心设备涉及到关键的量子通信设备，如 QKD 设备、组网设备和网络管理软件平台，这些设备确保信息的安全传输。网络建设集成用于构建高效、安全的量子通信网络，例如中国的国家骨干网、省骨干网以及城域网。保密网络运营则包括各运营商参与其中，推动量子通信技术的日常运行与维护。同时，产业链中游还加入了 PQC 领域，包括新一代的加密算法、安全协议、芯片等。这部分的发展使得产业链更为全面，更加关注未来密码学的演进。
量子通信与安全产业链下游涵盖了广泛的应用领域，包括国防、金融、电网以及终端等。在国防领域，量子通信技术应用于高度机密的军事通信，确保敏感信息的安全传输，有效防范窃听和网络攻击。金融行业通过量子通信技术实现更安全可靠的数据传输，提高对金融交易和客户信息的保护水平。在电网领域，量子通信可应用于保障电力系统中实时数据的安全传输，预防网络攻击和数据篡改，确保电网运行的稳定性。
3、发展现状
(1) 商业化进程加快
中国量子通信产业正从实验室快速走向规模化商用，市场化规模不断扩大。中商产业研究院发布的《2025-2030 年中国量子通信行业市场发展监测及投资战略咨询报告》显示，我国量子通信市场规模由 2020 年的 540 亿元增至 2024 年的 892 亿元，年均复合增长率为 13.4%，并预计在 2025 年增至 937 亿元。
(2) 投融资总额回落，投资结构趋于理性
结合历史数据来看，量子安全领域年度融资总额继 2021 年达到 8 亿美元峰值后，呈下滑态势并逐步趋于平稳。与此前覆盖面较广、仅以技术前景为主要判断依据的投资模式相比，资金开始更加集中地评估项目在核心技术成熟度、商业路径清晰度以及团队执行能力等方面的现实表现。
(3) 我国处于技术创新第一梯队
我国量子通信专利技术持续迭代升级，在全球市场中具备竞争优势。从我国量子通信行业专利申请情况来看，2013-2020 年，我国量子通信行业相关专利申请量整体呈上升趋势，2021-2023 年申请量逐步下降，2023 年我国量子通信行业专利申请数量为 189 项，较 2022 年减少 103 项。从专利授权情况来看，2013-2023 年，我国量子通信行业专利授权数量整体呈上升趋势，2023 年我国量子通信行业专利授权数量为 331 项，较 2022 年增加 10 项
三量子计
1、行业概述
量子计算行业处于含噪中等规模量子 (NISQ) 时代，实用化落地尚未实现突破。这一阶段的特点是量子比特数量在几十到几千个之间，但由于环境噪声较高、相干时间较短、门保真度较低，量子计算过程极易出错。因此，现阶段量子计算尚未在广泛商业场景中展现出超越经典计算的绝对优势，相关研究基本停留在算法原理验证与场景可行性实验阶段。
2、产业链：初具雏形
产业链上游是量子计算产业生态的底层基础，主要包括环境支撑系统、测控系统以及核心设备组件等，具体涵盖稀释制冷机、真空系统、低温组件、光学器件等多个领域，呈现出明显的技术路线分化和市场细分特征。其中，量子芯片成为全球量子计算产业竞争的核心焦点。量子芯片作为量子计算的核心部件，将量子比特和量子线路集成在基片上，完成量子信息传输、存储和处理等功能。近年来，全球科技巨头纷纷加码布局量子芯片领域，加速量子芯片研发步伐：谷歌发布量子计算芯片 Willow，微软发布量子计算芯片 Majorana1，AWS 发布量子计算芯片 Ocelot。同时，中国研究机构及企业也不断加大量子芯片研发力度，创新成果持续涌现，2025 年 6 月我国首条量子芯片生产线在合肥正式启用，年产能达 1000 片，标志着量子计算技术从实验室阶段迈向产业化。
产业链中游是量子计算产业化推进的核心环节，企业数量较为集中，主要由量子计算整机制造商和量子软件开发商组成。在整机研制方面，专注超导技术路线的企业数量最多，布局离子阱、中性原子及光量子技术路线的企业也在持续发展。在软件开发方面，量子计算软件作为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，主要包含面向应用场景开发的应用软件、实现量子指令集转换的编译软件、用于系统调控的测控软件、支持芯片设计的 EDA 工具、量子计算系统与云平台管理软件等。
产业生态下游是量子计算价值兑现的关键环节，主要由量子计算云服务提供商与行业应用企业构成，其中，量子计算云平台已成为融合软硬件能力、支撑应用探索与生态培育的核心载体，该平台整合量子计算与传统云服务能力，通过网络向用户开放量子计算机远程访问功能，凭借灵活的服务模式、便捷的接入方式与丰富的应用场景，正逐渐成为量子计算的重要发展方向之一，未来有望成为量子计算服务的主要提供形式。近年来，科技巨头、初创企业与研究机构为抢占应用生态核心地位，持续加大量子计算云平台的建设投入与推广力度。
3、发展现状
(1) 市场规模潜力巨大
根据前沿科技咨询机构 ICV 数据，2023 年全球量子计算产业规模达 47 亿美元，2023—2028 年复合年均增长率 (CAGR) 预计为 44.8%。受益于通用量子计算机技术进步与专用量子计算机在特定领域的规模化应用，2035 年全球量子计算产业规模有望达到 8117 亿美元。
上游市场规模将由 2024 年的 20.4 亿美元增长至 2035 年的 2527.2 亿美元。当前量子计算芯片占比最高，主要因研发生产成本高、市场供给稀缺。未来量子比特测控系统增长最为迅猛，规模将从 2024 年的数亿美元增至 2030 年的 217.4 亿美元，并进一步升至 2035 年的 996.2 亿美元，增长近三个数量级。
下游市场中，金融领域应用潜力突出。当前量子计算正处于从前沿研究向实际应用突破的关键阶段，广泛活跃的多主体应用探索，是推动技术落地的核心动力。全球量子计算已成功应用于科研、化工、国防、金融等领域，助力行业数字化转型。随着量子计算机与各类应用场景逐步成熟，科研场景占比将快速回落。未来金融领域对量子计算需求将快速提升，应用规模将从 2024 年的 0.26 亿美元大幅增长至 2030 年的 110.57 亿美元。
(2) 投融资热度高涨，风险投资占主导
量子计算领域投融资持续活跃，体现资本市场对其长期价值的高度认可。自 2021 年起，年度公开投融资总额均突破 15 亿美元，2022 年投融资笔数超 100 笔。2024 年全球量子计算融资总额达 20.15 亿美元，同比 2023 年增长 30.34%。2025 年上半年，PsiQuantum (7.5 亿美元)、QuEra (2.3 亿美元)、Multiverse Computing (两轮合计 2.85 亿美元) 等头部企业完成大额融资，仅上半年行业投融资规模已超 20 亿美元。
(3) 科技创新活跃，多个研究热点涌现
量子计算科研与技术创新发展迅速，已成为前沿科技领域重要研究热点。近十年，全球量子计算科研论文从千余篇增长至五千余篇；2019 年起进入高速增长期，2020-2021 年年增量均超 500 篇；2024 年同比增长 42%，年增量达 1600 余篇，创十年新高。全球量子计算发明专利申请量累计超 1.9 万件，授权总量超 8000 件。按现有趋势，未来几年全球量子计算论文与专利数量有望持续增长，科研成果将不断涌现。
量子计算与人工智能 (AI) 融合正成为前沿科技重要发展方向。量子计算在并行计算与复杂问题求解上具备独特优势，有望为人工智能时代日益增长的算力需求提供新路径；同时，机器学习、大模型等 AI 技术可反向赋能量子计算，在量子芯片设计、量子态制备、量子纠错编码与系统优化等环节提升效率。近年来，全球科研机构与科技企业持续探索二者融合：德国马克斯・普朗克研究所提出基于机器学习的物理状态本征局域模型，提升量子多体系统预测精度；日本 RIKEN 借助深度学习优化 GKP 量子态制备方案，在维持纠错能力的同时降低硬件需求。当前量子计算与 AI 融合已在基础研究与应用探索阶段取得初步成果，但受限于量子硬件规模、算法适配性与系统稳定性，未来仍需加快技术突破与工程化落地。
四量密测
1、行业概述
量子测量技术利用特定量子体系 (如原子、离子、光子或自旋体系) 作为探针，通过其量子态对外界物理量的敏感响应，实现对磁场、重力场、电场等物理量的高精度测量。量子精密测量过程通常包括四个步骤：首先，通过激光或控制信号将量子体系制备到已知的初始量子态 (量子态初始化); 随后量子体系与待测物理量发生相互作用，使量子态产生相位或能级变化；再通过量子态读取技术获取体系最终量子态信息；最后通过数据处理与信号解码，将量子测量结果转换为经典物理量，实现对目标参数的高精度探测。
量子精密测量领域呈现技术路线与产业格局多样化、分散化的特征。目前量子精密测量的技术路线可分为原子、离子、固态自旋、超导、光子等，可测量的物理量可包括时间频率、磁场、重力、角速度、电场、温度、应力应变、位移 / 相位等，已有量子时钟、量子磁力计、量子重力仪、量子加速度计 & 陀螺仪、量子雷达、量子电场强计等细分产品领域。
量子精密测量技术在多个下游应用领域展现出广阔的市场前景。随着技术成熟度不断提升，其应用场景正由科研和军工领域逐步向产业化方向拓展。从需求结构来看，量子精密测量在网络时频同步、生物磁场探测、精密导航等细分领域已形成初步应用基础，虽然当前市场规模相对较小，但其高精度、高灵敏度的测量能力能够显著提升相关系统性能，为技术商业化奠定了基础。未来，随着核心器件性能提升和系统成本逐步下降，量子精密测量有望在惯性导航、资源勘探、医疗成像等领域实现更大规模应用。同时，量子雷达等新型探测技术也处于持续研发与验证阶段，长期来看有望成为下一代高性能探测体系的重要技术方向。
2、产业链：初步完善
产业链上游涉及核心硬件，如激光器、探测器等，辅助器件及环境保障系统，欧美材料、器件和子系统供应商集中度较高。由于材料与器件种类繁多、不同技术路线需求差异大，供应链整合难度较大。
产业链中游的系统设备商是科技成果转化的核心环节。量子精密测量各技术路线的产业化成熟度差异明显。微波原子钟等量子时频基准产品相对成熟，并且已在秒定义、世界协调时、卫星定位导航等领域广泛应用。新一代光学原子钟、核钟研究蓬勃发展，有望进一步提升时间频率计量精度，成为时频计量新基准。原子磁力仪和重力仪等已推出样机产品，在心脑磁医疗检测、地质资源勘测等领域开展示范应用。光量子雷达已完成新一代产品的更新迭代，并应用于环保、气象、交通、应急等领域。量子陀螺仪和加速度计组成的量子惯性导航系统，以及里德堡原子天线电场测量系统等技术，有望在国防军工领域实现自主定位导航、战场态势感知等颠覆性应用，目前正处于技术研究与原型验证的早期阶段。
产业链下游应用覆盖诸多行业领域，科研、医疗、国防等领域潜力巨大。量子精密测量技术正成为传统传感测量的有效补充与增强方案，随着性能优化、工程化水平提升及成本降低，有望成为未来传感测量技术演进方向。但需要看到，部分技术路线仍面临成果转化难、商业价值尚未显现、资本投入有限等瓶颈。
3、发展现状
(1) 市场规模迅速增长，民用化转型成为关键
根据 iCV TA&K 及光子盒研究院数据，2019-2024 年中国量子精密测量市场规模呈现迅速增长的趋势，2024 年，中国量子精密测量市场规模为 2.95 亿美元，占全球市场规模的 17.95%。
(2) 中美领跑投融资市场，融资轮次向中后期集中
全球量子精密测量领域的投融资分布呈现出高度集中的双极化特征。2025 年美国与中国作为技术高地，吸引了全球绝大部分资金，但在资金性质与表现形式上存在显著差异。美国年度融资 3 笔、总额 1.06 亿美元，单笔平均融资强度位居首位，资金来源以国防预算与战略资本为主，订单与股权深度绑定，企业更早进入军工及政府项目采购体系，技术迭代与交付同步推进。中国市场融资 5 笔、总额 0.47 亿美元，频率全球居首，但单笔规模偏小、多处于早期轮次，呈 “高频次、低单笔、偏早期” 特征，资本以分散布局为主，资金来源以产业基金和地方国资为主，侧重区域产业链协同，企业商业化更多依赖地方政府订单及行业试点验证。
(3) AI 赋能量子精密测量成为新热点
量子精密测量与人工智能技术的融合正逐渐成为行业关注的重要方向。量子精密测量依托量子叠加、量子纠缠等特性，可突破传统测量技术在灵敏度和精度上的物理极限，但在量子态制备稳定性、系统噪声抑制以及海量测量数据处理等方面仍面临挑战。人工智能技术通过机器学习与深度学习算法，可优化量子系统控制参数，提高量子态制备的保真度与系统稳定性，并在测量数据处理中实现噪声抑制、信号提取与模式识别，从而提升量子传感系统的测量精度与效率。目前，AI 技术已在量子磁力计导航、光量子雷达环境监测以及量子医学检测等场景展开探索应用。未来随着算法能力提升和硬件性能持续优化，AI 与量子精密测量的深度融合有望进一步推动量子传感设备向智能化和平台化方向发展，加速其在导航定位、环境监测及生命科学等领域的商业化应用。
