新一轮科技革命和产业变革加速演进，量子科技作为前沿、颠覆性技术，正引领和支撑未来产业快速崛起。习近平总书记指出：“量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。”“十五五”规划明确将量子科技列为未来产业首要布局方向，政府工作报告连续三年将量子科技列入未来产业，量子科技已成为我国抢占全球科技竞争制高点、培育新质生产力的核心引擎。
本报告围绕量子科技的发展脉络、全球产业布局、大国竞争态势和未来发展挑战四方面展开，力求对量子科技进行深度追踪与系统性研判，全景式展现全球量子科技与产业最新动态。
一、量子科技的探索与价值
量子科技是基于量子力学原理开发的前沿技术体系。20世纪初诞生的量子力学开启了人类对微观世界的探索，揭示了微观粒子有别于宏观物体运动的反常识、反直觉现象，如可以同时处于多种状态（叠加态）、可以穿越看似不可逾越的势垒（隧穿效应）、相隔遥远的粒子间存在着瞬时关联（量子纠缠）等。利用微观粒子这些奇异特性，人类先后迎来两次量子革命：第一次量子革命贯穿20世纪，以晶体管、激光器和集成电路为代表，主要是系统控制和间接利用大量量子；如今正在经历的是第二次量子革命，核心是直接控制和主动操纵单个量子，从而突破经典物理学的技术极限。
量子科技主要涵盖量子计算、量子通信和量子精密测量三大研究方向。量子计算利用量子叠加和纠缠特性进行信息处理，理论上能够在特定问题上实现远超经典计算机的计算能力，或将引发新式“算力革命”。业界普遍认为，量子计算机将于不久后成熟，届时现有网络加密系统将彻底失效，这一临界时刻被称为“Q-Day”。量子通信依托量子密钥分发和量子隐形传态，可以实现高安全性的信息传输，是最早走向实用化与产业化的量子技术。除量子密钥分发外，应对未来量子计算机的抗量子加密也是热门研究方向。量子精密测量是通过操控原子、光子等微观量子态，利用量子系统对时间、磁场、重力等进行超高灵敏度检测。
部分数据来源：Rehman MU. What Quantum Technology is and Why it Matters. The Quantum Insider. Published March 24, 2026.
量子科技已成为全球科技竞争和大国博弈焦点，原因主要有三：一是技术成熟曲线到达拐点。历经数十年基础研究和持续投入，量子科技正加速从理论走向应用，战略窗口期加速收窄。量子通信已在地面光纤和卫星链路上实现，量子传感器已具备现场部署所需的精度、可靠性和外形尺寸，量子计算机虽仍处于实验阶段，但已进入“纠错攻坚期”，向实用化可扩展量子计算迈出关键一步。二是事关国家安全和战略竞争。量子科技凭借在计算、通信和测量方面的颠覆性潜力，有望重塑国家安全攻防格局。例如，量子通信能够为军事指挥、外交通信、金融交易等信息传输提供“无条件安全”保障。三是有望成为经济增长新引擎。量子科技将催生新产业、解锁未来产业，打造全新产业生态和商业模式。中国科学院《全球量子信息科技与产业发展报告2026》称，2025年全球量子技术市场规模达190亿美元，涉及金融、制药、化工、能源及航空航天等行业。
二、全球量子产业布局
量子科技已步入产业生态初现、多元应用加速探索的关键跃迁期，产业链条雏形渐显、跨界融合深度推进、场景落地多点开花，全球产业布局呈现出以下鲜明特征。
其一，欧美量子产业资源支撑能力整体较强，中国政策托举优势突出。
一是美国私募风险投资全球最多，中国公共财政投入世界第一。根据美国量子经济发展联盟（QED-C）于2026年4月发布的《2026年全球量子产业发展现状报告》，2025年，全球私募风险投资49亿美元，其中美国企业吸纳27亿美元风投，占据全球过半民间资本；全球公共财政投入567亿美元，其中中国投入153亿美元，占全球公共总投入27%，位列全球第一，日本79.1亿美元、美国76.7亿美元、英国54.9亿美元分列二至四位。
二是欧洲和北美地区仍是全球量子产业核心集聚区。两地纯量子企业占全球87%。截至2025年底，全球涉量子企业7420家，纯量子企业556家。其中，欧盟纯量子企业173家，居全球首位；美国164家紧随其后；加拿大和英国分别有59家、56家。
三是欧美占据量子科技人才绝对优势。截至2025年底，全球纯量子企业全职从业人员约16482人。其中，欧盟和美国分别以6420人（德、法、荷兰相关从业人员最多，分别有1780人、1164人、945人）和4401人位列全球前二。
其二，美国全栈核心量子技术优势显著，各国技术赛道竞争显著分化。
一是中国量子技术专利申请量领跑全球，中美量子技术专利各有侧重。麻省理工学院联合埃森哲公司发布的《2025量子指数报告》显示，2024年全球量子技术专利申请量较2014年大幅增长了5倍。中国受理的量子技术专利申请最多，从2014年的1011件激增至2024年的7308件，在全球占比从42%扩大至60%；美国位列第二，同期从613件增加至2301件，在全球占比保持在19%左右。另据美国量子经济发展联盟研究，美国专利商标局授予的量子计算专利最多，中国国家知识产权局授予的量子通信专利最多，表明两国量子技术生态系统正以不同优先级进行开发。
二是美国量子技术全栈领先，中国细分赛道局部突围。美国全面布局超导、离子阱、中性原子、光子、拓扑、硅自旋六大量子硬件路线，并在超导、离子阱、中性原子与量子纠错技术领域全球领先，且掌握开源量子开发编译工具Qiskit和商用量子云计算平台Azure。中国在光量子计算、量子密钥分发等赛道形成独有技术壁垒。中国科学院等机构开发的“九章四号”可编程光量子原型机比顶级超算El Capitan快10的54次方倍，研制的“祖冲之三号”超导芯片在关键性能指标上达到国际先进水平；2026年2月中国首次实现百公里级设备无关量子密钥分发，较国际最优实验水平高两个数量级以上。但同时，我国在底层标准化编译软件、规模化商用开发工具等方面整体落后于美国。欧盟量子传感实力突出，冷原子钟、地磁探测、中性原子模拟技术领先，但通用量子计算机迭代慢，且无规模化商用算力平台。日本依托本土成熟12英寸CMOS晶圆制造工艺，主攻硅基自旋量子比特技术，韩国聚焦小型化量子加密芯片，但两国均缺乏通用量子计算软硬件全栈研发能力。
三是美国掌控量子技术通用顶层规则，各国在细分领域有限参与。美国国家标准与技术研究院（NIST）主导后量子加密、量子算力基准、量子云互通等通用国际基础标准；我国依托量子通信产业化积累，牵头多项量子密钥分发组网、密钥安全管理细分国际标准，但在量子计算、量子传感通用标准上参与度有限；欧盟仅协同多国推进量子传感实验室测试规范，未掌握通用顶层标准主导权；日韩仅参与硅基芯片、微型传感设备细分标准研讨，对通用标准贡献较小。
其三，美国量子全产业链发展成熟，中欧韩日在细分赛道具备差异化竞争优势。2025年全球量子技术市场呈现差异化分层竞争格局。
美国已构建起覆盖量子特种材料、极低温测控设备、量子芯片、商用整机、行业解决方案的完整闭环产业链，头部科技巨头、垂直初创企业、专业代工厂分工高度细化，商业化落地场景覆盖药物分子仿真、金融量化、新材料分子模拟、国防仿真等多个领域，量子市场化产业生态成熟完整。根据美国量子经济发展联盟数据，2025年以美国为核心的北美量子计算和量子传感市场规模分别占全球的44%和32%，均位居世界首位。
中国量子通信从基础研究到产业应用基本实现自主可控，且保持国际领先优势，目前我国量子通信应用集中于大数据服务、政务信息保护、金融业务加密、电力安全保障、移动通信等领域，国家量子保密通信骨干网络地面总里程已超12000公里；量子计算在整机原型研发环节具备优势，2026年5月发布的第四代自主超导量子计算机“本源悟空-180”在比特数、保真度上已达到国际先进水平，但低温制冷机、高端量子芯片、特种超导线材等上游核心元器件短板突出，通用量子计算规模化商用生态仍处于培育阶段。
欧盟量子传感中下游配套完善，但各国产业分散、跨国产业链协同机制缺失，量子计算量产龙头企业稀缺，商业化落地进度显著慢于北美。
日韩依托本土成熟半导体产业链，在量子芯片加工封装、光电元器件配套等环节具备配套优势；但其量子产业链断层明显，上游超导量子计算所需的大型低温稀释制冷机、5N（纯度为99.999%）级超高纯特种铌超导线材无本土规模化产能，对欧美依赖较大，中下游缺乏通用容错量子整机与量子云商用服务龙头企业，产业整体体量偏小，市场仅以小型传感、加密芯片细分产品为主，难以形成全链条规模化竞争优势。
三、量子科技大国竞争态势
量子科技竞争已从单一技术比拼演变为涵盖产业主导权、标准话语权、投资主导权及安全边界的全体系战略博弈。大国正从基础研究、资本杠杆、供应链控制与军事应用四个维度展开激烈竞夺。
一是大国竞争白热化。全球主要国家和地区量子科技竞争空前激烈，特别是美欧国家正系统推进量子科技“阵营化”，意图构建排他性联盟。
美国持续固化排他利己生态。美国政府通过《国家量子倡议法案》，将量子科技提升至与人工智能、半导体同等高度。一方面，美国防部、能源部与IBM、谷歌等科技巨头深度绑定，组建国家级研究中心。另一方面，通过商务部工业和安全局（BIS）频繁将外国量子研究机构、企业列入实体清单，保持美国在量子通信等领域的优势。2026年6月22日，特朗普签署“引领量子创新迈向下一个前沿领域”行政令，明确提出与国际盟伴协调研究安全和出口管制政策，防止相关国家获取量子技术。此外，美国已与法国、日本和英国等国家共同组建了“量子发展集团”，以保障所谓“全球供应链安全”。
欧日韩加速发展。欧盟高调推行“量子旗舰计划”，整合跨国产学研力量，通过补贴初创企业来维系“量子主权”，避免在关键技术上沦为旁观者。日本、韩国量子政策正全面对接美国标准，跨国科研合作严格局限在小圈子内。
二是投资来源多元化。当前，量子计算逼近商业化拐点，资本市场形成“市场短跑冲刺、政府战略锚定”的双轮驱动格局。
私营资本引领商业化冲刺。麦肯锡2026年发布的《量子技术监测报告》指出，量子科技企业资金来源发生结构性转折，私人基金和资本市场占据主导地位。
政府投资不容忽视。尽管比例有所下降，但政府投资战略介入空前深入。2026年5月，美国政府向9家量子计算公司提供20亿美元拨款。值得注意的是，美国财政部将以此换取每家公司少数股权，这标志着美国政府首次直接持有量子计算公司股权，将实验室竞赛升级为国家层面的产业战。美国商务部直言，这是关乎国家安全和经济竞争力的重大举措。
三是供应链武器化。美西方正系统化地将量子供应链“武器化”，针对核心设备和关键材料定点脱钩。
核心设备“定向禁运”。以超导量子计算为例，其运行必需的接近绝对零度的超低温环境，极度依赖核心设备“稀释制冷机”，其市场被少数西方国家企业绝对垄断。美西方国家将此类设备列入出口管制清单，抬高对华审批门槛。尽管中国科研机构与企业加速推进国产替代，但设备禁运严重拖慢中企的工程化迭代进度。
关键原材料管控。美国政府近70%的战略股权投资集中在量子晶圆制造领域，企图复刻半导体晶圆厂“卡脖子”策略，抢占下一代计算能力的制造基础。高纯度硅-28同位素是制造量子芯片不可或缺的原料，其供应链此前高度依赖俄罗斯、欧洲以及美国的少数供应商，各国均将此类特种同位素、超导薄膜材料、特种压电陶瓷等列入“国家战略储备物资”，专款强制推行供应链本土化和“友岸外包”，严防“瞬间断供”的系统性瘫痪。
四是下游应用军事化。量子技术正以前所未有的方式重塑战争形态与安全边界，成为大国军事较量的“胜负手”。若成熟量子计算机得以实现，现有军事加密系统将“无所遁形”。量子计算的颠覆性解密能力将给国家机密通信、军事指挥带来系统性风险。此外，据美媒称，量子测量传感器能以前所未有的灵敏度和精度测量时间、磁场变化，为军队提供不依赖GPS和卫星信号的精准定位授时方式，最终可用于探测隐形装备，或在GPS受限的环境中提供导航。
四、量子科技发展潜在风险
当前全球量子科技正处于技术突破与产业转化的关键阶段，技术迭代持续加速的同时，也催生了一系列跨国家、跨领域的风险与挑战。
一是地缘博弈升级加剧量子产供链脆弱性。量子产供链高度依赖全球化精细分工，上游核心硬件与材料呈现极强的地理集中特征：超导量子计算所需的稀释制冷机、特种低温元器件、特种光纤等关键设备，产能高度集中于芬兰Bluefors、英国牛津仪器等少数欧美企业，目前尚无任何经济体能够实现全链条自主可控。当前全球量子产供链正从一体化分工向多体系并行转型，由此引发研发资源重复投入、产业规模效应下降，技术流通成本也大幅上升。
二是“Q-Day”逼近冲击现有信息安全体系。麦肯锡预计，“Q-Day”可能在2027年至2036年之间到来。量子计算的算力突破对全球现有公钥加密体系构成根本性威胁，“Q-Day”加速临近已成为各国共同面临的安全挑战。现有研究表明，新型纠错编码技术已大幅压缩密码破解所需的物理量子比特规模，密码破解的技术时间表存在提前可能。同时，攻击者“先存储、后解密”（HNDL/SNDL）的攻击策略进一步推升了量子计算的安全隐患，攻击者长期囤积大量政务、金融与关键基础设施的加密数据，等待量子算力成熟后批量解密，使得全球敏感数据风险敞口持续扩大。此外，目前尚无具有约束力的全球性治理框架，OECD等国际机构仅发布原则性倡议，治理规则建设显著滞后于技术发展节奏。
三是技术路径存在不确定性放大企业经营风险。当前量子计算仍处于含噪声中等规模量子（NISQ）阶段，超导、离子阱、光量子等多条技术路线并行发展，通用容错计算的主流技术路径尚未形成行业共识，距离全面“规模化商用”仍需更长工程周期。技术路线迭代切换将产生巨额沉没成本，产业投资与营收规模的错配进一步放大经营风险。
四是人才供需失衡或引发全球人才争夺。量子科技的跨学科属性导致全球合格人才供给远滞后于产业扩张速度。麦肯锡2025年报告显示，当前全球量子领域人才供需比约为1:3，其中交叉型工程人才缺口尤为突出，全球各主要经济体都面临显著的人才短缺压力。同时，人才结构错配还会导致设备部署周期拉长、工程转化能力不足、产业化落地进程放缓，在此背景下，全球高端量子人才的争夺将日趋白热化。
