来源：格上理财

作者：深度行业研究

导语：“量子”是十五五科技战略重点之一，特别涉及量子计算、量子通信、量子精密测量等三大方向，量子信息作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性前沿技术，正逐步从实验室走向实际应用，成为推动未来计算、通信和传感领域变革的重要力量。本文将基于多份权威研究报告，详细解析量子信息产业链的上游、中游和下游，带您一窥这一前沿领域的全貌。

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量子产业链全景图

1.1 量子产业链全景图

量子技术（Quantum Technology）以量子力学原理为基础，突破传统信息处理、通信与测量极限。其核心价值在于计算能力指数级提升、通信绝对安全、测量精度前所未有。

全球主要国家（中国、美国、欧盟、日本）均已将量子科技列为国家级战略工程。

量子产业链主要包括三大方向：

量子计算：面向算力革命（AI、药物设计、材料科学）

量子通信：面向信息安全（国防、金融、电信）

量子精密测量：面向工业升级（导航、地质、医疗）

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量子产业定义

2.1 产业定义

量子信息包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域。20 世纪 80年代以来，量子力学与信息科学交叉，产生了一门新的学科--量子信息(quantuminformation)。量子信息主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备超越经典信息技术的潜力。

2.2 产业发展周期

从上世纪八十年代开始，量子经过了基本物理思想和初级原理的验证，现在进入了所谓的“中等规模带噪声的量子计算时代”。“中等规模”是指现在能比较可靠操控的量子比特数大约在几十到几千的水平;“带噪声”指的是对量子比特的门操作有一定的误差，量子态的读取也存在一定错误，还无法实现精确的量子计算。

2.3 产业规模

2035年总市场规模有望达到8117 亿美元。2023 年，全球量子产业规模达到47 亿美元，2023 至2028 年的年平均增长率（CAGRCAGR）达到44.8%44.8%，基本符合行业发展规律。2027 年，专用量子计算机预计将实现性能突破，带动整体市场规模达到105.4 亿美元。

2.4 中国竞争力与弱点

优势：在量子通信（QKD）方面中国已形成较完整的技术与工程化路径（卫星、京沪干线等大型工程），产业化与工程落地领先全球。科研机构与部分本土企业在该领域具有明显优势。

中短板：在**通用量子计算（fault-tolerant quantum computing）**方面仍落后于美欧领先企业与实验室，挑战来自高质量qubit规模化、长期误差校正与整套生态的构建。

全球态势：欧美在量子计算硬件与商业云生态投入巨大；中国在通信与国家主导项目上强势推进。总体上，量子技术全球化加速，国家间存在明显分工与竞赛。

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上游：基础材料与核心设备

3.1基础材料与元器件

量子信息产业链的上游主要包括基础材料和元器件的供应，这是整个产业链的基础。

具体包括：

高纯度同位素材料：用于制造量子比特和量子传感器，如用于超导量子比特的铌、铝等金属同位素。

金刚石与稀有气体：在量子测量和量子计算中作为关键材料，如金刚石中的氮-空位（NV）色心用于量子传感。

激光器与光学元件：激光器在量子计算中用于操控量子比特，光学元件如透镜、分束器等用于光子路由和探测。

低温制冷设备：超导量子计算机需要在接近绝对零度的环境下运行，因此低温制冷设备是不可或缺的。

3.2 核心设备

上游还涵盖了量子信息处理所需的核心设备，具体包括：

量子比特测控系统：用于量子比特的初始化、操控和读取，是量子计算机的关键部件。

稀释制冷机：为超导量子计算机提供极低温环境，确保量子比特的稳定运行。

单光子探测器：在量子通信中用于检测单个光子，是实现量子密钥分发（QKD）的重要设备。

量子随机数发生器：利用量子力学原理生成真随机数，广泛应用于密码学和安全通信领域。

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中游：系统集成与平台服务

4.1 量子计算中游

中游特点：中美欧三足鼎立，美国在硬件性能与生态建设上领先，中国在超导、光量子路线上有突破。

4.2 量子通信中游

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下游：应用场景

5.1 量子计算下游

金融：风险建模、投资组合优化（建信金科、JPMorgan）

医药与化工：分子模拟、药物研发（微观纪元、ProteinQure）

人工智能：量子机器学习（百度、Google）

能源与物流：路径优化、资源调度（国家电网、BMW）

5.2 量子通信下游

国防与政务：安全通信、保密传输（中国军队、美国国家安全局）

金融与电力：交易加密、电网安全（中国银行、国家电网）

电信与云服务：量子安全云、数据中心（中国电信、Amazon）

5.3 量子测量下游

导航与定位：原子陀螺仪、重力导航（航天科技、船舶集团）

医疗健康：脑磁图、心磁图（昆迈医疗、未磁科技）

资源勘探：重力仪、磁力仪（微伽量子、国盾量子）

环境监测：量子雷达、大气探测（国耀量子、QLM Tech）

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小结

5.1产业链总结与趋势

5.2中国市场格局

量子时代的竞争，不只是算力之争，更是国家科技底座的再定义。