在数字化浪潮席卷全球、信息处理需求呈指数级增长的时代，量子信息技术正以前所未有的力量重塑传统信息产业格局，彻底变革人类对信息处理、传输与安全保障的认知模式。应运而生、顺势而为的量子科技产业，凭借其技术前沿、应用广泛、场景灵活的特性，迅速崛起为战略性新兴产业，成为驱动新质生产力的关键力量。

量子计算有望攻克摩尔定律失效难题，通过量子比特并行计算，突破传统计算机芯片性能的物理枷锁；量子通信为信息安全领域带来革命性变化，利用量子态的不可克隆性和纠缠特性，实现理论上绝对安全的信息传输；量子测量极大提升了人类对高精度微观世界的认知能力，通过其远高于传统测量技术的精度，为新材料研发和纳米技术应用提供有力支持。这是对现有信息处理体系的一次重构，叠加人工智能、大数据等前沿技术，量子科技产业将成为经济增长的全新引擎。

量子科技作为前沿科技领域，正以其独特的本质特征和巨大的战略价值重塑现代科技与产业格局。一方面，它通过量子计算、量子通信和量子测量等技术方向，引领诸多行业和领域变革，推动产业升级，成为衡量国家科技实力的重要标志；另一方面，量子科技产业链呈现显著多元化特征，涵盖从产品类型、应用场景到产业链结构和技术水平等多个维度，展现出强大经济潜力和广阔应用前景。

1. 量子科技特征与战略价值 

量子信息技术属于量子物理与信息科学交叉技术领域，主要包括量子计算、量子通信、量子测量三大技术方向。量子科技作为基于重大科技创新和高新技术产业化形成的未来产业，其发展将引领信息技术、能源技术、材料技术等多领域重大变革，解决传统技术难以处理的如芯片性能瓶颈、信息传输安全等问题，推动产业升级，其也是衡量国家科技实力和综合国力的重要标志之一，有助于在国际科技竞争中占据制高点，增强话语权和影响力。

算力是重要的科技生产力，摩尔定律指出，传统计算机芯片的性能每两年翻一番，但随着晶体管尺寸接近物理极限，传统芯片性能难以提升，量子计算可通过量子比特的并行计算，解决摩尔定律失效问题，为高性能计算开辟新道路；量子通信在信息安全领域优势显著，可通过量子密钥分发、量子隐形传态等关键技术，保障重要信息安全传输，量子计算的发展进一步推动新型密码技术研发，应对潜在威胁；量子测量技术可对时间、频率、磁场等物理量提供高精度测量手段，如高精度原子钟可显著提升导航系统性能。同时，量子科技推动了量子力学等基础科学的深入研究，促进了多学科交叉融合，催生了新研究方法和科学理念。

2. 量子科技产业多维分类  

量子科技在不同技术方向上呈现多样化特征。

从产品类型看，量子科技产业链主要包含量子计算机、量子通信设备、量子测量仪器等核心产品。量子计算机是利用量子比特进行高速运算的新型计算设备，如超导量子计算机需依托高纯度超导材料及量子比特测控系统等核心元器件实现其功能。量子通信设备包括量子卫星、量子交换机、量子密钥分发器等，以保障信息安全传输。此外，量子传感器、量子探测器等量子测量仪器能够实现高精度物理量测量。

从应用场景看，可分为民用、商用和军用三大领域。民用领域，量子科技在金融行业可用于风险评估与投资组合优化，在医疗行业助力疾病诊断与药物研发，在物流行业优化供应链和提升运输调度效率；商用领域，量子通信可为能源等行业信息安全保驾护航，量子精密测量可实现工业制造中关键部件的高精度检测，提升工艺水平；军用领域，量子雷达、量子导航等技术极大提升了军事目标探测与定位能力。

从技术水平看，量子科技产业链可分为基础研究、工程化和产业化三个层次。基础研究聚焦量子力学原理探索与量子算法开发；工程化侧重量子设备的研制与量子系统的搭建；产业化则致力于量子技术的大规模应用与商业化推广。经历过早期探索阶段的基础理论研究与关键技术突破后，当前，量子科技产业链处于快速发展与逐步成熟过程中，技术不断迭代，应用逐步拓展，未来将朝着大规模商业化应用与多领域融合发展迈进。

从产业链结构看，量子科技产业链可分为三个环节：上游包括量子材料研发与核心元器件制造，中游涵盖量子设备制造与系统集成，下游则是量子技术应用开发与服务。

量子科技产业链上游主要包括量子计算技术、量子通信技术和量子测量技术，超导、离子阱、拓扑计算等技术路线是量子计算机发展的基石，光量子计算技术与量子测量息息相关，量子密钥分发、量子隐形传态和量子纠缠交换突破传统通信技术固有难题（见图1）。

1. 量子计算核心技术与企业布局 

量子计算的核心技术主要集中在量子比特操控和量子算法设计。超导量子计算、离子阱量子计算、光量子计算和拓扑量子计算是当前的主要技术路线。超导量子计算基于超导电路，通过微波脉冲操控量子态，需运行于稀释制冷机环境以维持量子相干。

一方面，超导量子计算芯片的制备工艺与微纳加工技术兼容，超导电路易于集成和扩展；另一方面，其操控使用成熟的微波电子学技术，速度快、可操控性好。离子阱量子计算利用射频电场和静电场约束离子，通过激光或微波控制能级跃迁，其优势是比特全同性高、相干时间长，但加工难度大、扩展受限。国外离子阱方向研究较为活跃，内容涉及整体系统的标准化与产品化、QCCD架构、芯片阱设计及制备、光波导与芯片阱集成等。光量子计算以光子偏振和路径自由度编码量子比特，通过线性光学元件和干涉实现量子逻辑门，依赖纠缠光子源与单光子探测器完成测量，其优势在于光子在晶体和自由空间中的损耗低，早期光量子计算可扩展性较差，如今大规模扩展的可行路径是将光学元件集成到光芯片上，该方案稳定性和可扩展性良好，但仍需提升效率。拓扑量子计算基于任意子的编制操作实现容错计算，理论抗噪能力强，但目前处于较为前沿和理论研究阶段，距实际应用还有一定距离。

在集成电路、基础软件、量子计算等关键核心技术领域面临“卡脖子”问题，以及产业链本土化、局部区域化趋势增强背景下，中国企业的创新动力不断激发，形成正向市场效应。本源量子、国盾量子等我国企业已在超导和光量子技术路线上取得显著进展，并积极参与量子计算硬件、软件和云平台建设。

2. 量子通信关键技术与材料  

量子通信的关键技术包括量子密钥分发、量子隐形传态和量子纠缠交换。量子通信中，量子密钥分发能安全分发密钥，保障信息传输安全；量子隐形传态可传输量子态而无需移动粒子；量子纠缠交换则能扩大通信距离与网络规模。简言之分别突破传统通信中的窃听风险、物理载体限制及传输距离瓶颈。量子通信技术要求高纯度材料和极端环境控制，对超导材料和制冷系统要求严苛。光迅科技在量子通信激光光源领域市占率超60%，福晶科技作为全球激光晶体龙头，市占率超80%，其产品广泛应用于量子激光调控系统。

3.量子测量关键技术与精密仪器

量子测量关键技术涵盖量子传感、量子态操控。量子传感利用量子系统敏感性实现超灵敏检测，如原子磁力计测磁场。量子态操控通过精确制备、调控和读出量子态辅助测量。精密测量仪器融合两者，实现高精度测量，如量子引力仪和量子钻石显微镜。这些技术相互关联，推动量子测量向高精度和广泛应用发展。

4. 代表企业  

国盾量子是国内最早从事量子信息产业化的企业，在芯片领域，其产品广泛部署于量子通信“京沪干线”等骨干网、城域网和行业接入网；在科研领域，其离散变量量子密钥分发设备在高端设备方面具有优势。此外，国盾量子作为唯一企业单位，参与“祖冲之号”系列量子计算机研制，助力我国在超导量子计算路线实现国际领先。另一代表性企业紫光国微作为新紫光集团旗下国内领先的综合性半导体上市企业，在特种集成电路、智能安全芯片、石英晶体频率器件领域处于龙头地位，其SIM卡芯片全球市场份额稳居第一。

量子科技产业中游涵盖量子计算机整机制造与平台化发展、量子通信网络建设与设备集成、量子测量仪器与工业应用等多个关键领域。国内量子科技企业将量子技术推广运用到铁路、通信、测量等重要行业。通信等领域传统龙头企业通过投资等方式主动布局量子科技产业链。

1. 量子计算机整机制造与平台化发展  

量子计算机整机制造与平台化发展是量子科技产业链中游的关键环节，涉及量子计算机的研发、生产和云平台服务。整机制造将量子计算技术转化为实际可用的设备和服务，使企业和研究机构可以使用量子计算资源，从而推动技术实际应用和产业化；云平台服务能够使更多用户接触量子计算，激发市场需求，进而增强企业在量子科技领域的市场竞争力。本源量子、国盾量子、启科量子和图灵量子等企业在超导、离子阱和光量子技术路线上展现出各自优势，积极参与量子计算的硬件、软件和云平台建设。

2. 量子通信网络建设与设备集成  

量子通信网络建设与设备集成是量子科技产业链中游的重要组成部分。我国“京沪干线”量子通信网络是全球首个量子通信骨干网，实现了北京与上海之间的量子密钥分发，保障了金融、政务等领域的信息安全。同时，合肥量子城域网作为全球规模最大的量子通信城域网，采用了经典―量子波分复用技术，降低了建设成本，提升了网络效率，为量子通信技术的规模化应用提供了示范。

3. 量子测量仪器与工业应用  

量子测量仪器与工业应用是量子科技产业链中游的重要领域，涉及量子测量仪器的研发、生产及在工业领域的应用。量子测量仪器具有高精度、高灵敏度特点，广泛应用于科学研究、工业制造、生物医学和能源勘探等领域。国仪量子、国耀量子等在量子测量仪器的研发和生产方面具有显著优势，推动了技术在工业领域的广泛应用。

4. 代表企业

量子计算机领域代表性企业国盾量子深度参与“祖冲之号”等重大量子计算项目，推动量子计算从实验室迈向实际应用，其量子计算容错率处于国际领先地位，还为多个量子计算团队提供关键产品。在组网设备及网络管理软件平台领域，国盾量子承建“京沪干线”，拥有全面的量子通信技术专利储备。神州信息是量子通信行业技术服务龙头，2024年其量子通信业务营收超5亿元。亨通光电参与国家首批量子密码行业标准制定工作，负责建设宁苏通沪量子商用干线，推动量子通信技术在政务、金融等领域应用。网络运营领域，中国电信旗下中电信量子集团与国盾量子携手，结合经典密码体系构建新型信息安全基础设施，推出量子安全产品，助推量子安全技术应用于千行百业；此外，中国移动与本源量子签署合作协议，布局量子计算，积极助力技术产业化发展。

量子技术在下游应用中展现出巨大优势，相较于传统方案，其在多领域释放出独特价值。

1. 金融与政务

量子科技在金融与政务领域的应用主要体现在量子计算和量子通信两个方面。在金融领域，量子计算的强大算力能够快速处理海量数据，用于风险评估、投资组合优化、金融衍生品定价等复杂计算任务。同时，量子通信技术为金融数据的安全传输提供了保障，防止信息泄露和篡改，确保金融交易安全进行。在政务领域，量子通信技术被广泛应用于政府机构之间的信息传递，保障国家机密和政务数据安全。此外，量子技术还可用于电子政务中的身份认证、数字签名等环节，提高政务管理安全性和效率。

2. 医药与材料

量子科技在医药与材料领域的应用前景广阔。在医药研发方面，量子计算能够精确模拟分子结构和化学反应过程，加速药物研发进程。本源量子推出的量子计算药物研发平台，通过量子计算模拟药物分子与靶点蛋白结合方式，在虚拟环境中快速筛选出具有潜在活性的化合物，减少实验室试验次数和成本。同时，量子精密测量技术可用于生物医学检测，国仪量子研发的量子钻石原子力显微镜可用于检测人体微弱生物磁场信号，为疾病诊断提供更精确的依据。在材料科学领域，量子计算能够模拟材料的电子结构和物理性能，帮助科学家设计和发现新型材料。量子精密测量技术还可用于材料的无损检测，检测材料内部缺陷和应力分布，提高材料质量和可靠性。

3. 交通与能源 

在交通领域，量子通信技术可用于构建高安全性的智能交通系统。量子雷达技术可提高交通监控的精度和可靠性，实现对车辆位置、速度和行驶状态的实时监测；量子隐形传态协议，可应用于智能交通系统中的车辆与车辆、车辆与基础设施之间的通信，防止黑客攻击和数据泄露，确保自动驾驶汽车的安全运行。量子计算在能源领域可用于优化能源管理系统，科大国创的量子计算能源优化装置通过量子算法优化电网调度和分配，提高能源利用效率，降低能源损耗。量子传感器可用于能源勘探和监测，国盾量子研发的量子重力仪可用于探测地下油气资源和矿产资源，提高能源勘探准确性和效率。

4. 国防与安全

量子科技在国防与安全领域的应用至关重要，是保障国家安全和军事优势的关键技术。在军事通信方面，量子通信技术能够实现无条件安全通信，确保军事指挥系统、情报传递和战略部署的信息安全。其量子加密技术使军事通信无法被窃听和破解，即使通信内容被截获，也无法获取其中信息。在军事侦察与监视领域，量子雷达和量子成像技术具有高灵敏度和高分辨率特点，能够有效探测和识别隐蔽目标，提高军事侦察和预警能力。在军事网络安全方面，量子技术可用于构建高安全性网络防御体系，防止黑客攻击和网络入侵，保护军事网络和关键信息基础设施安全。此外，量子导航技术在卫星导航信号受限或不可用情况下，能够为军事装备提供高精度定位和导航服务，提高军事行动的自主性和可靠性。

量子科技作为新质生产力典型代表，正以创新为引擎，驱动一场深刻的产业变革。凭借创新驱动、生态协同、标准先行、场景裂变及全球竞合五大特性，量子科技不断拓展边界，重塑科技与产业版图。

1. 创新驱动

量子科技的发展需由创新驱动。在量子计算领域，IBM成功推出433量子比特芯片Osprey，实现量子比特数量和保真度的双重突破。我国企业本源量子不甘示弱，其研发的“悟空芯”搭载72个计算量子比特，结合自主操作系统，成功实现量子计算任务的批处理与量超协同计算。中国科学技术大学潘建伟团队在量子通信领域的隐形传态实验，则将量子通信技术推向新高度。这些成果背后体现出各国对量子科技基础研究的持续投入及对前沿科技的不懈探索。

2. 生态协同

量子科技产业的发展离不开完整产业生态。上游量子材料供应商如华工科技和光库科技，为中游设备制造商提供了高质量的量子点激光器芯片和精密光学元件。中游国盾量子和启科量子等企业利用这些核心部件制造量子通信设备和量子计算机整机，并进行系统集成。下游应用开发企业如本源量子和中电信量子等，基于中游提供的设备和平台，将量子科技应用于金融、医药等多个领域。科研机构、高校、政府和用户也在这一生态中扮演重要角色。中国科学技术大学、清华大学等高校为产业发展提供了理论支持和技术储备，政府则通过政策引导和资金支持，为企业创新和产业发展创造了良好环境。用户反馈则推动着企业不断优化产品和服务，实现了产业良性循环。

3. 标准先行

标准是量子科技产业发展的基石，技术标准化可以减少不同供应商产品组件间的摩擦，提高兼容性和互操作性，加速技术广泛传播和应用，为后续创新提供基础。在量子通信领域，国际电信联盟和国际标准化组织等国际组织正在积极推动量子通信标准的制定，国盾量子等我国企业积极参与其中，贡献了中国智慧。同时，我国在量子密钥分发技术方面处于世界领先地位，并制定了一系列国家标准，为相关设备的研发、生产和应用提供了规范和指导。在量子计算领域，国际电工委员会等组织正在开展量子计算标准研制工作，涵盖量子比特性能指标、量子算法评估等多方面内容。我国企业如本源量子积极参与标准制定，推动量子计算技术标准化和规范化发展。标准先行不仅有助于提高产品质量和互操作性，促进市场健康发展，还能够增强我国在量子科技领域的国际话语权和影响力。

4. 场景裂变

如上文所述，量子科技在诸多行业展现出巨大应用潜力，如今，量子科技的应用场景还在以裂变速度不断拓展。甚至在学术领域，量子计算正以其高效处理海量数据的能力重新塑造社会科学研究范式，更加注重采用数据、计算、模型等定量科学分析方法。

5. 全球竞合

量子科技已成为全球科技竞争的焦点，对各个国家的发展具有重要影响。许多国家从产业链高端和核心技术入手，试图在国际竞争中把握战略机遇。美国、法国、中国等在量子计算、量子通信和量子精密测量等领域均有布局。美国科技巨头如IBM、谷歌等在量子计算领域处于领先地位，不断推出高性能量子计算机和相关技术。法国空客、赛峰等公司在量子通信和量子传感器研发方面取得显著进展。中国在量子通信领域具有独特优势，如“京沪干线”量子保密通信网络和“墨子号”量子科学实验卫星等重大项目，展示出我国在量子通信技术实用化方面的强大能力。

同时，量子科技产业也呈现出合作趋势。即使面临贸易摩擦等不确定性冲击，各国科研机构和企业之间仍在开展广泛的国际合作，推动量子科技发展，如中国科学技术大学与奥地利科学院合作实现了量子隐形传态的远距离传输。构建跨国合作机制、加强国家间的科技创新合作对于推动我国科技创新具有重要意义。

全球范围内的竞争与合作共同推动了我国量子科技产业的快速发展，促进了技术交流与创新。从粤港澳大湾区到长三角，从京津冀到成渝地区，各地正加速布局，抢占量子科技这一万亿级大赛道。

量子科技作为当今世界最具潜力的前沿技术之一，正迅速重塑全球科技与产业格局。我国肩负着引领全球科技革命与产业升级的重任，开放与风险、效率与公平、竞争与合作等问题接踵而至。凭借强大的制度优势和政策支持、雄厚的科研实力、完备的产业体系，我国正沿着一条独具特色的量子科技发展路径奋勇前行。从“京沪干线”建成到“墨子号”量子卫星成功发射，再到一系列量子计算、量子通信、量子测量领域的重大突破，中国正以坚实步伐迈向量子科技的前沿。未来，我国将继续深化基础研究，突破关键技术瓶颈，加速量子科技的产业化进程，同时加强国际合作与交流，携手全球科研力量共绘量子科技美好蓝图。

作者单位 中国人民大学应用经济学院