
金元证券发布的这份报告系统剖析了量子计算的技术原理、发展现状与产业前景,展现了从经典比特到量子比特(Qubit)的计算范式变革,为理解量子计算的产业价值与投资逻辑提供了全面指引。
量子计算的核心优势源于量子比特的独特特性,其依托叠加态、纠缠、波粒二象性与干涉及概率性测量四大核心要素,实现相对经典比特的指数级算力飞跃。与经典比特确定性的0和1状态不同,量子比特可处于两种状态的线性叠加,N个量子比特能同时表示2^N种状态,具备原生并行计算能力。但量子比特存在固有短板,需在极低温环境下维持相干时间,且错误率较高,计算结果具有概率性,测量会导致量子态坍缩,需通过冗余计算和量子纠错编码弥补缺陷。
量子计算性能的关键取决于保真度、测量时间、门操作时间和可扩展性四大要素。其中,测量时间对运行效率的影响尤为显著,将测量时间从100ns缩短至10ns可直接线性降低总运行时间,其优化价值远超单纯降低错误率。量子优势的实现并非必然,需同时突破保真度与测量时间的瓶颈,否则在中等规模计算任务中仍难超越经典计算机。未来更可能形成“经典计算机+量子计算机”的协同模式,而非相互替代。
当前量子计算正从专用设备向通用系统演进,技术路线呈现多元化格局。超导路线最为成熟,凭借量子逻辑门操作快、可依托半导体制造基础扩展等优势,成为行业主流,代表企业包括IBM、谷歌及国内的中电信量子、本源量子等;离子阱路线则在保真度和相干时间上表现突出,但扩展难度较大;光量子、中性原子、硅自旋等路线各具特色,均处于快速发展阶段。不同路线对配套技术需求各异,光子学和低温技术是多数路线的关键支撑,其中超导技术需40千瓦能耗,而中性原子仅需3千瓦,能耗优势显著。
我国在量子计算领域已形成较强竞争力,科研论文数量位居全球第二,专利占比达24.36%,超导路线专利数量远超其他技术方案。投融资规模从2026年的13.8亿元增长至29.3亿元,超导量子计算融资占比45.8%,光量子计算成为第二大热门赛道。政策层面,国家及地方多部门密集出台支持政策,聚焦量子芯片、测控系统、算法软件等关键领域攻关,推动量子技术在垂直行业的渗透应用。
报告同时提示三大风险:技术路线多元且成熟度偏低可能导致落地不及预期;相关政策落地进度存在不确定性;量子技术的绝对优势尚未完全显现,可能引发市场需求不足。未来,随着量子纠错技术的突破和产业链的完善,量子计算有望在优化问题、材料模拟、机器学习等领域释放巨大价值,成为推动新一轮科技革命的核心力量。
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