量子计算发展态势研究报告（2025年）

中国信息通信研究院技术与标准研究所中移（苏州）软件技术有限公司北京玻色量子科技有限公司2025年9月 版 权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院、中移（苏州）软件技术有限公司和北京玻色量子科技有限公司，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院、中移（苏州）软件技术有限公司和北京玻色量子科技有限公司”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前言 量子计算以量子比特为基本单位，基于量子叠加和量子纠缠等特性实现高效并行运算，有望为解决复杂计算难题提供指数级加速，成为推动未来算力跨域式发展重要方向，兼具重要科学价值和战略意义。量子计算已成为全球科技强国投资布局的重点方向，各国纷纷加大在前沿技术攻关、原型机研发、应用场景探索以及产业生态构建等方面投入力度，量子计算国际竞争正日趋白热化。 量子计算领域正处于技术突破、应用探索和产业培育同步推进的关键期。超导、离子阱、中性原子、光量子、硅半导体、拓扑等技术路线创新成果不断涌现，原型机性能指标持续提升。量子计算在金融、化工、生物、交通等领域的应用场景探索日益深入，基准测评体系和测试验证平台等逐步完善，量子计算与人工智能融合的双向赋能研究成为业界关注热点。科技巨头与初创企业成为推动产业创新主体，市场投融资和产业生态合作保持高度活跃。 中国信息通信研究院联合业界机构持续开展量子计算发展态势研究。本报告重点关注近一年来国内外量子计算关键技术研究、应用场景探索和产业生态培育的最新进展和热点事件，分析量子计算技术演进方向与应用产业的未来发展趋势并提出发展建议，为汇聚行业力量、构建协同生态提供参考。 目录 一、全球高度重视量子计算，推动技术产业快速发展............................................1 （一）量子计算引发技术产业变革，多国均高度重视....................................1（二）科研探索与技术创新发展迅速，成为科研热点....................................4（三）量子计算企业数量持续增长，投融资保持活跃....................................8二、量子计算技术研发进展迅速，技术攻关面临挑战..........................................11（一）多硬件技术路线并行发展，竞争态势仍将持续..................................11（二）量子纠错成为关注焦点，距离实用化仍有差距..................................16（三）量子软件与算法多元开放探索，持续迭代演进..................................18（四）环境测控系统多样化发展，核心指标亟待提升..................................22三、量子计算应用探索持续推进，跨域融合渐成趋势..........................................24（一）行业应用探索广泛开展，实用化落地仍未突破..................................24（二）量子云平台成为应用探索与跨域融合重要支撑..................................27（三）基准测评已成为研究热点，助力推动行业发展..................................31（四）量子-经典融合计算可能成为实用化落地突破口................................34（五）量子计算与人工智能协同创新是未来重要方向..................................37四、量子计算产业初具雏形，未来发展仍需多方协同..........................................39（一）产业生态格局初成，核心环节尚需要持续攻关..................................39（二）企业处于活力迸发期，持续推动产业生态发展..................................42（三）联盟推动生态培育，公共平台强化产学研协同..................................46（四）标准化取得初步进展，体系建设仍需持续推进..................................49五、总结与展望..........................................................................................................51 图目录 图1全球量子计算科研论文和专利数量年度变化趋势............................................4图2全球量子计算科研论文数量前十位国家情况....................................................5图3量子计算不同技术路线全球发文情况................................................................6图4全球量子计算专利主要来源国家情况................................................................7图5全球量子计算不同技术路线专利情况................................................................7图6全球量子计算企业数量年度变化趋势................................................................8图7全球量子计算不同技术路线整机企业分布情况................................................9图8全球量子计算企业投融资事件与金额变化趋势..............................................10图9 2024年量子计算产业投融资笔数类型分布.....................................................11图10量子计算软件体系架构图................................................................................18图11量子计算应用前景分析预测............................................................................25图12全球典型量子计算云平台概况.......................................................................28图13量子计算测评体系2.0......................................................................................33图14欧美量子计算产业生态体系概况....................................................................39图15全球典型量子信息产业联盟概况....................................................................47 表目录 表1全球主要国家量子信息领域战略规划和投资情况............................................1 一、全球高度重视量子计算，推动技术产业快速发展（一）量子计算引发技术产业变革，多国均高度重视 量子计算是一种利用量子叠加和量子纠缠等量子力学原理进行信息处理的新型计算范式，以量子比特为基本运算单元，能够实现超高速的并行计算，并具有为特定问题提供指数级计算加速的潜力。量子计算作为一项具有颠覆性意义的技术，不仅有望深刻推动信息技术和科学研究的变革，也为解决经典计算难以有效处理的复杂问题提供新思路和可能性。 全球主要科技强国均将量子计算视为战略制高点，并通过国家战略引导与资本投入等方式展开激烈角逐。量子计算作为未来技术革命的关键领域之一，已形成多国竞争博弈的格局。全球主要国家的开展以量子计算为重点的量子科技领域战略布局与投资情况如表1所示。随着各国持续加大投入，以及技术研发与产业应用的不断推进，未来几年全球量子计算领域的竞争态势预计将愈发激烈。 美国在量子计算领域的战略布局呈现出全方位、系统化的特点，通过协同推进基础科研攻关、硬件技术突破、应用场景拓展与产业生态培育等多种措施，构建了一套层次分明、多路径并进的战略实施体系。2024年底，美国国家科学技术委员会发布《国家量子倡议（NQI）2025年年报》1，报告中总结了美国在量子信息科学领域的研发支出和预算，2019年至2024年的投资分别为4.56亿美元、6.9亿美元、8.51亿美元、10.41亿美元、10.36亿美元、10.06亿美元，2025年的预算请求为9.98亿美元。2025年，美国公布2026年预算提案2，大幅削减公共研究经费，但保留了量子领域的研究资金，一定程度上表明量子信息技术仍是美国政府重点关注的科研领域，同时，美国IBM、谷歌、微软等科技巨头也呼吁美联邦政府继续协调资源以保持量子领域的发展势头。 欧盟通过战略政策支持、资金投入与研发基础设施建设等举措， 系统推进量子计算发展，支持范围覆盖从基础研究到产业培育的全链条。2025年，欧盟发布《塑造欧洲量子技术战略》报告3，内容涵盖科学研究、人才与影响、基础设施及工业化与标准化三个领域，并提出建立新的协调平台、扩大基础设施建设和增加私人投资等建议，以应对国际竞争挑战。欧盟委员会发布《欧洲量子战略》4，重点聚焦五大核心领域，旨在通过研发创新、基础设施建设和产业转化等举措，提升欧洲的工业竞争力和科技自主权，并强化国防、医药等领域的量子技术应用。 我国高度重视以量子计算为重点的量子信息技术领域技术发展和未来产业培育，积极推动量子信息领域总体方案、发展战略、产业行动等政策和重点任务落地实施。2025年政府工作报告5在2024年工作回顾中提到，创新能力有新提升，集成电路、人工智能、量子科技等领域取得新成果；在因地制宜发展新质生产力，加快建设现代化产业体系中提到，建立未来产业投入增长机制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未来产业。此外，北京、安徽、广东、上海、湖北等省市通过布局科技研发项目、设立未来产业基金、支持新型研发机构、建设公共平台设施、孵化培育初创企业、提供产品服务采购等措施，积极推动量子计算技术研究和产业生态建设。 此外，英国、加拿大、德国、日本、西班牙、意大利、澳大利亚、新加坡等国家也积极在量子计算领域开展技术产业布局，通常 结合自身技术优势、产业需求或地缘战略，采取部分技术路线、产业链关键环节等方面的差异化布局和竞争策略，旨在通过细分领域突破构建量子计算领域的竞争优势。 （二）科研探索与技术创新发展迅速，成为科研热点 量子计算科研探索与技术创新发展较为迅速，已成为当前前沿技术领域的研究热点。近十年全球量子计算科研论文数量和发明专利数量如图1所示。 全球量子计算科研论文数量从2015年的1000余篇增至2024年的5000余篇，其中2019年起进入“加速道”，2020-2021年年增量均超500篇。2024年同比增长42%，单年论文增量达到1600余篇