文章核心观点 - 量子计算正从实验验证走向商业化应用，处于由科研突破向商业落地的关键拐点，硬件环节有望率先实现产业化突破 [2] - 全球量子计算市场规模预计将从2024年的5037亿美元增长至2035年的80775亿美元，期间复合年增长率超过55% [2][31] - 经典计算面临算力瓶颈、量子隧穿效应和散热问题三大限制，而量子计算通过量子比特的叠加与纠缠特性，在求解复杂问题上具有指数级算力优势 [5][11] - 中国在量子计算领域发展迅速，从“跟跑”到“并跑乃至部分领跑”，并在“祖冲之”“九章”等原型机上实现多点超越 [2][18] 行业概况 - 量子计算基于量子力学的叠加、纠缠和干涉三大原理，使量子比特可同时处于0和1的叠加态，实现并行计算及最优解筛选 [7][8][9] - 相较于经典计算机的二进制架构，量子计算利用量子隧穿效应并将其转化为实现量子态操控的关键机制，基于可逆逻辑门的运算方式显著降低能耗与散热需求 [11][12] - 在涉及海量变量与高度耦合关系的复杂问题（如分子模拟、金融组合优化）上，量子计算能大幅缩短求解时间，而经典计算机仍更适合日常线性任务 [14] 技术路线与发展进程 - 全球量子计算硬件存在超导、离子阱、中性原子、光量子等多种技术路线并行探索，超导路线以10888项有效授权专利领先，产业化进展最为稳健 [15][16] - 超导量子凭借高保真度、易扩展性及成熟制程工艺保持领先；离子阱保真度高但可扩展性差；中性原子可扩展性强但保真度有待提升 [15][16] - 全球量子计算经过数十年探索，正从理论研究迈向商业化阶段，量子比特数量已进入“百—千比特”阶段，中国自2003年成立研究小组后发展迅速 [18][31] 政策格局 - 全球主要经济体将量子信息技术上升至国家战略，美国通过《国家量子倡议重新授权法案》将2025-2029财年拨款从18亿美元上调至27亿美元（增长50%） [26] - 欧盟、英国、德国等持续推出量子旗舰计划与投资，如德国《量子技术行动计划》提供约30亿欧元，英国政府投入超1亿英镑建立新量子研究中心 [27] - 中国政策重心从早期技术研发转向产业生态建设与商业化落地，“十五五”规划建议将量子科技列为未来产业首位，推动其成为新经济增长点 [27][29] 市场空间与产业链 - 2024年全球量子产业规模达5037亿美元，北美、欧洲、中国规模占比分别为298%、288%、252%，北美领跑全球 [31][32] - 量子计算产业链分为上游核心器件与基础设施、中游整机制造与软件算法、下游行业应用服务，上游的稀释制冷机和测控系统是关键环节 [43][44] - 上游市场规模增长迅猛，预计2035年测控系统市场达9962亿美元，稀释制冷机市场2024年规模为354亿美元 [46][52] 上游核心设备：稀释制冷机 - 稀释制冷机为超导量子芯片提供持续、稳定的毫开尔文级极低温环境，是量子计算机正常工作的不可替代关键装备，技术壁垒高 [49][52] - 2024年10mK级稀释制冷机全球市场规模354亿美元，欧洲、北美、中国市场规模分别约147亿、115亿、058亿美元 [52][54] - 美国出口管制迫使中国稀释制冷机进口降至“零进口”，加速国产替代，量羲技术市占约308%领跑，国内产品性能已对标海外 [56][58] 上游核心设备：测控系统 - 测控系统是实现量子比特控制、测量和纠错的核心设备，可类比于经典计算机的CPU，包括控制、测量和实时反馈与纠错三大功能 [59][60] - 全球市场由德国罗德施瓦茨和美国是德科技主导，预计2030/2035年市场规模达2174/9962亿美元，中国已实现从实验室定制到工程化量产的跨越 [62][64] 下游应用与公司布局 - 量子计算应用探索聚焦量子模拟、量子组合优化、量子线性代数三大方向，在金融、生物医药、能源等领域的预计落地时间为5-10年 [64][65] - 麦肯锡预计2035年下游应用总规模有望达20267亿美元，其中金融服务领域潜在价值最高，达4000-6000亿美元 [65][67] - 海外科技巨头积极布局：谷歌Willow芯片（105比特）实现错误率指数级降低；微软推出全球首创的8比特拓扑量子芯片Majorana 1；IBM推出133比特的Heron处理器及模块化量子系统 [70][71][72] - 国内进展显著：中科院成功构建105比特“祖冲之三号”超导量子计算机，其“量子随机线路采样”速度比最快超算快15个数量级 [74][75]