前言：

多家机构预测，量子科技将在未来5-10年迎来[从实验室到产业化]的关键拐点。

麦肯锡认为，到2035年量子计算产业将创造970亿美元收入，2040年全球量子技术市场规模或达1980亿美元。

当前全球量子科技已形成中美双强、欧盟追赶、其他区域萌芽的格局，但中美两国的优势领域与发展路径截然不同。

作者| 方文三

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量子计算：从算力竞赛到生态卡位

中国在核心硬件上，2024年12月发布的[祖冲之三号]搭载105个数据比特，处理随机线路采样问题的速度比谷歌同期成果快6个数量级，刷新超导体系量子优越性纪录。

中电信量子集团推出的[天衍504]量子计算机，以504个比特成为国内单台比特数最多的超导量子设备。

在生态构建上，中电信量子研发的开源编程框架Cqlib实现从硬件到应用的技术闭环，[天衍]量子云平台接入880比特集群，服务覆盖60多个国家的160万条实验任务。

应用探索则聚焦于国计民生关键领域，与气象部门合作实现降水量精准预测，在生物化学、材料制造等领域开展算法验证。

美国在硬件层面，IBM已实现量子纠错技术突破，其量子计算机平均无故障时间达1000小时，是中国同类产品的10倍；谷歌、英特尔在超导、离子阱等多条技术路线并行布局，形成技术冗余。

英伟达与谷歌量子AI团队合作，利用1024个GPU加速下一代量子设备设计；亚马逊AWS推出Quantum Embark计划，降低企业使用量子服务的门槛。

量子通信：中国的绝对优势与美国的后发制衡

中国的布局核心是基础设施先行、应用场景渗透。

自2016年[墨子号]量子卫星成功发射以来，中国已构建起[天地一体]的量子通信网络：地面上，[京沪干线]连接北京、上海等主要城市，支撑金融、政务等领域的保密通信；

太空里，[济南一号]卫星性能升级，第三颗量子卫星计划于2026年发射。

产业应用已从示范工程走向规模化，中电信量子展示的全球首个运营商级天地一体量子安全基础设施，实现跨域量子安全保障。

国盾量子作为龙头企业，构建了从核心器件到系统解决方案的全产业链，主导国内20余项行业标准。

美国则采取[差异化竞争、标准卡位]策略。由于在光纤量子通信领域起步较晚，美国将重点放在抗量子密码和星地量子通信技术上。

NIST主导制定后量子密码标准，已选定4种算法进入最终阶段；DARPA资助[量子网络挑战赛]，聚焦卫星量子通信协议研发。

产业层面，美国企业侧重上游核心技术突破，L3Harris等公司开发出高性能量子密钥分发设备，微软研究量子中继技术以解决远距离通信瓶颈。

技术路线：美国霸计算，中国强通信

在量子计算领域，美国凭借科技巨头的生态优势，牢牢占据[算力制高点]。

谷歌的Willow超导量子芯片，单量子比特门保真度达99.97%，纠缠门保真度99.88%，能在数十秒内完成数百万次量子测量。

IBM更激进，推出1121比特的Condor处理器和模块化量子计算机IBM Quantum System Two，还构建了Qiskit编程框架，圈走全球85%的算法开发者。

美国的技术路线多元，超导、离子阱、中性原子齐头并进，IonQ的离子阱量子计算机甚至实现了商用，客户可通过云平台直接调用算力。

中国则在[单点突破]上展现爆发力，中科大潘建伟团队的[祖冲之三号]超导量子原型机，以105比特实现[量子优越性]，处理随机线路采样任务的速度比美国超算Frontier快15个数量级，比谷歌同期成果高6个数量级。

本源量子的[本源悟空]超导量子计算机，配置72个计算比特+126个耦合比特，还向全球用户免费开放，吸引超477万人次访问。

更关键的是，中国在光量子路线上同样领先，[九章三号]操纵255个光子，求解高斯玻色取样的速度比超算快亿亿倍，成为全球唯一在超导、光量子两种体系均实现[量子优越性]的国家。

而在量子通信领域，中国的领先地位几乎无可撼动。

中国已建成全球首条量子保密通信干线[京沪干线]，实现洲际量子保密通信；

[墨子号]量子卫星完成1200公里星地量子纠缠分发，构建天地一体化网络雏形；

中国电信在16个城市建成量子城域网，合肥的城域网更是覆盖1147公里，服务200多家单位、6600位客户。

2025年，中国科研团队还完成星地量子直接通信系统模块级验证，为[空天地一体化]通信打下基础，这些成果让中国成为全球量子通信商用化的[领头羊]。

创新模式：美国[市场驱动]，中国[国家主导]

中美量子科技的差异，本质是创新体系的差异。美国走的是[企业主导、资本加持]的市场化路线：谷歌、IBM、微软等科技巨头投入巨资，风险资本活跃，2024年美国量子初创企业融资额达17.54亿美元，是中国的10倍以上。

IonQ、Rigetti等公司通过IPO或SPAC上市，IonQ股价两年涨13倍，市值超百亿美元，形成[研发-融资-商业化]的良性循环。

美国虽通过《国家量子倡议法案》提供支持，但更多是[搭平台]，不直接干预技术路线。

中国则是[国家战略+科研院所+国企联动]的模式，中科大、清华大学等高校是研发主力，国家自然科学基金资助了近半数量子论文。

中国电信、中国移动等央企深度介入，比如中国电信以18亿元入股国盾量子，成为其控股股东，推动量子通信与传统通信网络融合。

合肥、北京、上海等地政府设立量子专项基金，合肥的量子科学发展基金首期规模就达100亿元。这种模式的优势是[集中力量办大事]，能快速突破关键技术。

专利与资本：美国量质双优，中国加速追赶

专利是技术实力的[硬指标]。截至2024年，美国累计申请量子技术专利1.86万项，占全球49.34%，且多集中在量子计算核心领域；

中国以7601项排名第四，虽总量不及美国，但量子通信专利居全球第二，量子计算专利2024年已与美国并驾齐驱。

律商联讯预测，若按当前增速，中国最早可能在2027年实现量子专利综合实力反超。

资本层面的差距更明显，美国量子企业融资[量级]远超中国：2024年PsiQuantum融资6.25亿美元，Quantinuum融资3亿美元，两家就占全球量子融资近一半。

中国虽有国盾量子、本源量子等企业获融资，但2024年全行业融资仅1.04亿美元，且以政府基金为主。

不过，中国的国资优势正在显现，中国电信、国家超算互联网等平台为量子企业提供应用场景，国盾量子2025年前三季度营收增长92%，净亏损收窄至230万元，商业化步伐加快。

各有短板，产业的未来博弈态势

尽管中美在量子科技产业布局上各有优势，但双方都面临技术瓶颈与生态短板。

未来的竞争将不再是单一技术的比拼，而是克服挑战、完善生态的综合实力较量。

中国面临的核心挑战集中在产业链自主化与生态市场化。

在产业链上游，铌钛超导材料纯度仅99.9%，比美国低1个数量级，稀释制冷机等关键设备虽实现国产替代，但性能仍有差距。

在生态层面，需要打破[政策依赖]，培育市场化需求。

美国的短板则在于技术封锁的反噬与应用成本高企。

2025年生效的投资禁令虽试图遏制中国，但也使美国企业失去了中国庞大的市场，法国国际关系研究所测算，美企在量子通信领域的潜在损失达30亿美元。

技术封锁还导致美国错失国际合作机遇，中美量子学术合作论文数量较2020年下降40%，延缓了基础研究进展。

应用层面，量子设备的高昂成本制约了普及，单台超导量子计算机造价超1000万美元，中小企业难以负担。

中国[十五五]规划更明确将量子科技列为[新经济增长点]，目标是[再造一个中国高技术产业]。

对中国而言，量子科技既是[科技自立自强]的试金石，也是[新质生产力]的重要载体。

量子科技被放到新经济增长点的高度，意味着它不再是实验室里的[黑科技]，而是要走进千行百业。

结尾：

从长期态势看，中美量子科技产业竞争将呈现选择性脱钩与有条件合作并存的格局。

在量子通信标准、后量子密码等涉及全球安全的领域，合作仍是必然选择；而在量子计算核心硬件、量子传感等领域，竞争将日趋激烈。

但无论何种模式，都无法回避一个基本事实：量子科技的突破需要全球协同。

铌钛材料的提纯需要跨国实验室的技术交流，量子算法的优化需要全球开发者的智慧碰撞，应用场景的挖掘需要跨行业的协同创新。

部分资料参考：长城战略咨询：《量子科技，大国博弈的下一个[颠覆性]赛道》，小叔报告：《深度解读量子科技》，中国信息协会量子信息分会：《十四五规划，中国量子科技产业答卷已交》，量子大观：《美国[黑名单]一年后，中国量子科技产业走出加速度》