上海证券量子科技深度报告聚焦量子计算产业化最新进展。海外方面,D-Wave第六代Advantage2全面上市(超4400量子比特、20连接度),IonQ营收同比增长95.41%,Rigetti推出84量子比特Ankaa-3。国内方面,本源量子“本源悟空”国产化率超80%向全球开放,“本源天机4.0”支持500+量子比特;国盾量子可提供176比特超导量子计算整机。量子计算正从实验室验证走向商业化落地,各技术路线并行发展,产业生态加速构建。
海外量子计算:技术路线多元化,商业化加速
量子计算主要技术路线包括超导、离子阱、中性原子、光量子、半导体、拓扑等,核心差异在于物理载体、操控能标、环境需求、扩展瓶颈。
D-Wave专注量子退火技术,2025年3月在《Science》发表论文,证明退火量子计算机可在几分钟内完成磁性材料模拟(超级计算机需近100万年),5月Advantage2全面上市(超4400量子比特,全新Zephyr拓扑结构实现20连接度),从原型验证正式迈入量产与商业化阶段。
IonQ基于离子阱技术路线,拥有业界唯一的全对全连接架构,36量子比特Forte系统行业领先。2024年营收4307万美元(+95.41%),通过与微软、亚马逊合作提供云量子计算服务,收购Qubitek和ID Quantique构建全栈版图。
Rigetti超导量子计算全栈布局,2024年12月推出84量子比特Ankaa-3(Rigetti 3D互连+低温硬件设计),计划2025年推出100+量子比特系统,并持续优化错误率。三家海外公司均通过SPAC方式上市,截至2025年6月市值分别为IonQ 100.53亿、D-Wave 49.39亿、Rigetti 35.85亿美元。
国内量子计算:从“跟跑”到“领跑”,自主产业链基本成链
中国聚焦超导和光量子路线,以中科院实验室为核心,从“跟跑”到“领跑”,产业链自主可控底座渐趋完善。
本源量子是国内量子计算龙头企业,“本源悟空”超导量子计算机搭载的硬件、芯片、操作系统、应用软件均自主可控,国产化率超80%,标志我国超导量子计算机自主产业链基本“成链”。2024年初上线向全球用户开放使用。2025年5月推出“本源天机4.0”(支持500+量子比特),相较于3.0版本在扩展性、集成度、性能稳定性及自动化水平方面实现跨越式提升,为百比特级量子计算机量产奠定产业化基础。
国盾量子参与“祖冲之号”超导量子计算优越性实验,可提供176比特超导量子计算整机,并通过量子计算云平台对外开放。公司紧随量子信息发展潮流,持续布局量子计算、量子通信、量子安全、量子精密测量四大业务。
量羲技术专注于极低温微弱信号测量调控设备(超导量子计算核心设备),2024年1-9月营收3734万元、净利润1168.92万元。禾信仪器拟通过并购控股量羲技术,丰富高端仪器设备产品品类。
量子计算产业生态:软硬件协同,云平台成重要入口
量子计算产业生态逐步成型,涵盖量子芯片、测控系统、操作系统、软件算法、云平台等多个环节。
硬件层面:超导(IBM、谷歌、Rigetti、本源)、离子阱(IonQ)、量子退火(D-Wave)、光量子等多种技术路线并行发展。
软件层面:量子操作系统、量子编译器、量子算法库、量子云平台等配套生态逐步完善。Rigetti通过收购QxBranch提升软件开发能力。本源量子围绕量子计算全栈布局,开发量子操作系统和量子软件。
云平台层面:量子计算云平台成为连接用户与量子硬件的重要入口。IonQ通过IONQ Cloud提供API访问量子计算机;本源悟空上线后向全球用户开放;国盾量子通过量子计算云平台对外开放176比特超导量子计算整机。
量子纠错与稳定性:产业化仍需攻克的核心挑战
尽管硬件进展显著,量子纠错与稳定性仍是量子计算产业化的核心挑战。量子比特易受环境噪声干扰导致退相干,错误率远高于经典比特,需通过量子纠错码实现容错量子计算。
各技术路线均面临不同瓶颈:超导路线需解决量子比特一致性和扩展性问题;离子阱路线面临激光系统复杂度和扩展速度挑战;光量子路线需提升光子源效率和探测器性能。
2024年谷歌Willow芯片在量子纠错方面取得突破(随着量子比特数量增加错误率反而下降),为行业注入强心剂。但总体而言,量子纠错距离实用化仍有差距,量子计算从“量子优越性”走向“实用量子计算”仍需持续投入。
上海证券建议关注国盾量子、神州信息、科大国创、信安世纪、三未信安、禾信仪器、电科网安、格尔软件、吉大正元、天融信、科华数据等,以及未来上市可期的本源量子、国仪量子。