科创新赛道系列③：长三角三省一市各扬所长，合力打造量子计算产业高地

 

 

 

孙源希

新兴产业研究中心助理研究员

研究领域：新兴产业研究、产业投促分析

 

 

 

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科创新赛道是指以硬核技术突破为核心，带动能力强、发展潜力大的产业领域，既包括代表科技创新方向的战略性新兴产业、未来产业，也包括新技术赋能现有产业催生演变的新业态新模式。加快布局科创新赛道，是加快培育新质生产力、增强区域发展新动能的关键抓手。为此，上海中创产业创新研究院推出科创新赛道研究系列，围绕若干重点赛道方向，梳理其技术成熟度、产业化前景和市场竞争格局，并提出举措建议，为各地选择发展新赛道提供参考借鉴。本篇为系列文章第三篇，重点探讨重点探讨长三角量子计算产业发展特色和协同布局建议。

 

未来已来，量子计算产业发展正当时

量子计算作为量子科技三大领域之一，是一种利用量子力学原理处理信息的新型计算模式。量子计算的核心是使用量子比特，其具备量子叠加、量子纠缠特性，能让量子计算机在特定问题上远超传统计算机，主要具备指数级加速、并行计算和降低能耗三大优势。

量子计算产业是以量子力学原理为基础，围绕量子计算机的研发、制造、应用及生态构建形成的综合性产业体系。其中，产业链上游涵盖量子计算机研制所需要的核心材料、器件、组件、环境支撑与测控系统；中游是产业生产的核心环节，主要包含量子计算机硬件整机、量子系统软件和应用软件；下游作为终端应用环节，主要由量子计算云平台供应商和行业应用企业构成。

图1 量子计算产业链图谱

制图：上海中创产业创新研究院

 

1、多条技术路线并行，超导、光量子受关注

 

目前，量子计算领域已经产生了超导、光量子、离子阱、中性原子、量子点、拓扑量子、金刚石氮-空位色心、核磁共振、核电共振、自旋波、氦中电子等多条技术路线。其中，超导、离子阱和中性原子是当前实现通用量子计算的三条主流路线，光量子计算技术进展缓慢，半导体路线面临高纯度材料制备难度大、电子/空穴量子态初始化精度不足等瓶颈问题，拓扑量子、核磁共振、自旋波等依旧处于实验室阶段。具体来看：

超导量子计算在系统扩展性、操纵速度以及集成电路工艺兼容等方面具备显著优势，硬件指标已实现大幅提升、新架构继续涌现，在量子计算领域占据主导地位；

离子阱量子计算具备操纵精度高、相干时间长、全连接性等优势，当前研究重点主要聚焦量子比特扩容、纠缠能力强化、保真度优化等方面；

中性原子量子计算具备优异的量子比特扩展能力，但面临如何在大规模原子阵列中实现高保真度的量子门操作的瓶颈问题；

光量子计算能够支持室温工作，具有相干时间长、操控简单等优势，但实现通用光量子计算存在较大难度。

表2  量子计算相关技术路线一览

数据来源：上海中创产业创新研究院根据网络公开信息整理所得

从专利申请量来看，光量子计算、超导量子计算是我国专利申请“主力军”。根据赛迪顾问《洞见2025-量子科技产业创新与投资趋势》报告，2024年光量子计算发明申请量2962件，占我国量子计算产业主流量子计算整机实现路径发明专利申请总量的63.6%；超导量子计算则主要聚焦硬件研发和产业化探索，专利申请总量占比超20%。

从融资活跃度来看，超导量子计算、光量子计算、离子阱量子计算是融资活跃度最高的三个领域，2024年融资笔数在我国量子计算融资总数中的占比分别达到45.8%、29.2%、16.7%，其余如中性原子、半导体量子点等新兴技术路线尚处于技术孵化期。

图2  2024年我国量子计算细分领域融资笔数占比（%）

2、产业处于起步阶段，未来发展空间广阔

 

目前，量子计算产业处于含噪中等规模量子时代，量子计算硬件技术仍有相当多的挑战需要克服，包括测控系统优化、量子比特数量与质量、量子比特间的相互干扰等技术壁垒。根据亿欧智库《2024中国量子计算应用潜力洞察报告》，量子计算在金融（衍生品定价、投资组合风险管理）、生物医药（药物分子设计、药物筛选）、能源（地址勘探）、信息安全（密码破译）、物流（物流线路优化）等领域相关应用场景落地至少还需5至10年时间。

综合来看，量子计算产业整体依旧处于前期技术研发和应用探索阶段，距离规模化应用还存在一定的差距，但产业发展速度较快、未来增长空间十分可观。光盒子研究院（ICV）《2025全球量子计算产业发展展望》报告显示，2024年全球量子计算产业规模达到50.37亿美元，其中中国产业规模12.74亿美元，约占全球比重的25.3%。ICV认为，随着通用量子计算机进一步突破技术壁垒、专用量子计算机在多个领域实现广泛应用，量子计算产业规模有望实现大幅度增长，到2030年全球市场规模预计能够达到2199.78亿美元，而中国量子计算市场将实现606.8亿美元。

图3 中国量子计算市场规模增长预期

数据来源：光盒子研究院《2025全球量子计算产业发展展望》

 

3、全球各国加速布局，竞争态势愈加激烈

 

近些年，美国、欧洲等多个国家和地区通过出台产业政策、加大技术研发投入、促进理论原理研究、探索产品开发和应用突破等方式抢抓量子计算发展机遇，我国也在量子比特操控、量子算法优化及量子计算机原型机研发等方面取得了突破性进展，全球竞争态势趋向白热化。

美国量子计算产业发展领跑全球，出台量子政策的时间最早、数量最多，在超导、离子阱、中性原子、半导体等多条技术路线上具有显著优势，集聚了IBM、Google、Honeywell、Microsoft、Nvidia、Amazon等一批行业领军企业。2024年，美国量子计算融资总额达到12.60亿美元，是全球第二加拿大（1.80亿美元）的7倍，融资规模断层领先；

欧洲在上游稀释制冷机、微波元器件等设备供应方面具有显著优势，拥有芬兰Bluefors、英国Oxford Instruments、荷兰Leiden Cryogenics、德国Rohde Schwarz等一批顶尖产品供应商，产业链供应链建设趋向完备；

中国已逐步破除欧美技术封锁，在稀释制冷机、感光元件、低温线缆等上游核心设备方面实现自主供应，涌现了国盾量子、量旋科技、华翊量子、幺正量子、启科量子、中科酷原、硅臻等一批量子初创企业，成功研发推出“九章三号”、“祖冲之三号”、“本源悟空”等量子计算机。但社会资本对量子计算领域的支持力度有待提升，2024年融资总额实现0.47亿美元，在全球排第七位。

 

专栏1 我国代表性量子计算机简介

九章三号：2020年，中国科大研究团队成功构建76个光子的“九章”光量子计算原型机，2021年团队成功研制了113个光子的可相位编程的“九章二号”，2023年成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”，刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。

祖冲之三号：2025年3月，中国科大研究团队联合多家顶尖科研单位发布了最新一代超导量子计算原型机——祖冲之三号。它包含105个可读取比特和182个耦合比特，实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解，是我国继超导量子计算原型机“祖冲之二号”实现超导量子计算体系最强量子计算优越性后，再一次打破超导体系量子计算优越性纪录。

本源悟空：是中国第三代自主超导量子计算机，搭载72位自主芯片“悟空芯”，支持200个量子线路并行计算。本源悟空于2024年1月正式上线运行，2025年4月成功完成全球首次十亿参数级AI大模型微调任务。

 

 

抢抓先机，长三角量子计算产业实现快速发展

 

 

2023年，“量子信息”一词被首次纳入政府工作报告。2025年3月政府工作报告中提出，要建立包括量子计算在内的未来产业的投入增长机制。目前，北京、上海、安徽等多地通过出台相关政策、引育领军企业、落地重大项目等支持量子计算产业发展，逐步形成了“国家战略牵引+区域特色落地”的量子计算产业协同发展格局。其中，长三角地区是国内量子科技产业的高地，集聚了中国科学院量子信息重点实验室、量子信息科学国家实验室等一批重量级量子科技研究机构，拥有本源量子、国盾量子、图灵量子等多个行业领军企业，量子计算产业发展全国领先。

图4  全国量子计算领域代表性企业分布

制图：上海中创产业创新研究院

上海是全国量子计算第一梯队城市，行业重点企业集聚，科研创新资源丰富，具备较强的发展优势。

企业集聚方面，根据企查查数据显示，截至2024年底上海有2171家企业在经营范围中纳入了“量子计算技术服务”，其中包括国盾量子、微观纪元、图灵量子、量羲技术、思量量子等一批量子计算领域重点企业。

科研力量方面，拥有上海量子科学研究中心、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中科院量子光学重点实验室、中科大上海研究院、上海交大光子集成与量子信息实验室、华师大量子科学与精密测量研究院等一批科研平台，其中上海量子科学研究中心是“祖冲之三号”超导量子计算原型机的重点参与单位。

产业应用方面，位于杨浦区复兴岛的上海量子城市时空创新基地于2024年底正式启动，计划落地28个应用场景，打造形成量子通信、量子计算与城市数字化治理相融合的新型城市发展模式，将有助于加速量子计算相关应用场景落地。此外，上海软件中心、中交通信大数据（上海）科技有限公司和启科量子于2024年1月签订合作协议，将共同设计建设华东地区的量超融合算力中心，有望进一步加速量子计算在金融、医药、交通、物流等领域的产业化应用进程。

江苏依托重点高校院校和部分企业开展技术研发攻关，在量子计算领域积累了一定的产业基础，南京、苏州、无锡等市发展量子计算各有侧重。

南京拥有南大超导电子学研究所、南理工半导体微纳结构与量子信息感知工信部重点实验室、南京航天航空大学量子信息与量子调控研究团队等一批量子科技科研力量。2024年12月，南京量子计算产业创新平台正式揭牌，将打造国内首个以产业应用落地为主要任务的量子计算产业研究院，加速量子计算应用落地。

苏州相城区依托量子科技长三角产业创新中心这一载体，成为“2024年江苏省未来产业先行集聚发展试点”中量子科技领域的唯一试点。该中心已成功研制100比特超导量子芯片和100比特超导量子计算机实验样机，构建起“量子芯片+计算机+计算服务平台+智能应用”产业链贯通的产业体系，计划于2025年建成量子芯片中试产线、实现20/100比特量子计算机小批量生产，加速抢占国内量子科技产业市场。

无锡量子科技产业发展处于全省领先地位，凭借上海交大无锡光子芯片研究院与光子芯谷“研究所+产业园”的组合发展模式，促进光量子计算实现快速发展——2023年1月，国内首个量子人工智能计算中心“太湖量子智算中心”落地无锡；2024年9月，上海交大无锡光子芯片研究院建设的国内首条光子芯片中试线正式启用，进一步加速光子计算、光量子计算等领域发展进程。

浙江于2021年出台《浙江省量子科技发展“十四五”规划》，明确提出发展量子计算、量子精密测量等领域，推动超导量子计算达到国际领先水平。当前，浙江已经形成了支撑量子科技领域高质量发展的良好基础，依托浙江大学杭州量子物质国际合作中心、浙江大学超导量子实验室、之江实验室、浙江工业大学量子精密测量重点实验室等一批科研资源，产出了一系列量子计算相关创新成果。

具体来看，浙江大学超导量子计算团队于2017、2019年分别两度刷新固态量子器件中生成纠缠态量子比特数目的世界纪录；2021年12月，团队发布“莫干1号”“天目1号”超导量子芯片学术成果，宣告浙江量子科技迈向新发展阶段；2022年7月，团队发布了“天目1号”超导量子芯片一系列应用成果，加速产业应用进程。此外，浙江大学计算机科学与技术学院研究团队在2022年开发了首个面向用户的、支持多量子计算机并行调度的超导量子计算云平台“太元一号”，该平台利用可视化的编程环境，降低量子计算机的使用门槛，可为量子计算机在多行业的广泛应用打下基础。

安徽量子计算产业投融资活跃度全国领先，2024年投融资规模占全国总量比重达到26.7%，在全国各省中位列第一名，产业发展呈现以合肥为主的高集中态势。

一是汇聚一批头部企业、打造全产业生态体系。合肥集聚了全国近1/3的量子科技企业，量子产业链上下游企业达到70多家，居全国首位。量子计算方面，拥有本源量子、国盾量子、中国电科16所、硅臻芯片、幺正量子、国仪量子、瀚海量子等一批产业领军企业，充分覆盖了上游核心设备、中游硬件整机、下游量子计算云平台等领域，打造形成完备的产业发展生态。

二是多个研究机构集聚、科研实力突出。合肥集聚了中国科学技术大学、合肥微尺度物质科学国家实验室以及中国科学院量子信息重点实验室、中国科学院量子信息与量子科技创新研究院等多个量子科技研究平台，为量子计算产业发展提供了强大的智力支持。其中，中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟，中国科学技术大学教授朱晓波、彭承志等科学家团队，成功构建了105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”，打破了超导体系量子计算优越性的纪录，使我国在超导量子和光量子两条技术路线上均实现“量子优越性”。

多方合力，协同打造长三角量子计算产业集群显

长三角三省一市要加快形成合力，通过强化顶层制度支撑、联合技术攻关、加快领军企业培育、完善产业发展生态等方式打造形成国内外领先的量子计算产业集群。

建议各地政府强化技术攻关合作，加快引育量子计算产业领军企业。一是引导量子计算领域企业增大研发投入，通过返投奖励、设备采购补贴、研发费用减免、税收优惠等举措，加强对超导、离子阱、中性原子、光量子等技术路线的研究支持。二是支持长三角范围内的量子计算领军企业、科研机构、高校实验室等组建创新联合体，打破传统研究范式，共同促进量子纠缠、量子比特高效扩展等技术难题突破，强化三省一市产业间的有机联动和高效协作。

构建量子计算企业梯度培育体系，优化“科技型中小企业—高新技术企业—专精特新企业—科技领军企业”梯次培育路径机制，促进量子计算领域专精特新中小企业、科技小巨人、国家制造业单项冠军等优质企业规模逐步扩大，培育一批具有全球影响力的领军企业。鼓励本源量子、国盾量子等长三角地区领军企业以及中国科学技术大学教授潘建伟研究团队等积极参与国内外量子计算领域相关技术标准、团体标准、行业标准等的制定，持续提升长三角地区量子计算产业在国内外的影响力和引领能力。