上海量子計算“十五五”政策布局與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景分析

前言

量子計算作為下一代顛覆性信息技術(shù)，正在全球范圍內(nèi)引發(fā)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。上海作為中國科技創(chuàng)新高地和國際金融中心，依托其深厚的科研底蘊、完善的產(chǎn)業(yè)鏈配套及開放包容的創(chuàng)新生態(tài)，在量子計算領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特的戰(zhàn)略價值。近年來，上海在量子計算、量子通信和量子測量等方面的基礎(chǔ)研究和應用開發(fā)方面取得了重要突破，為“十五五”期間(2026—2030年)的產(chǎn)業(yè)布局奠定了堅實基礎(chǔ)。

一、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 全球量子計算市場規(guī)模與增長趨勢

根據(jù)中研普華研究院《上海量子計算行業(yè)“十五五”規(guī)劃前景預測研究報告》顯示，全球量子計算市場規(guī)模預計將從2023年的47億美元增長至2025年的105億美元，年復合增長率高達49.3%。到2030年，全球市場規(guī)模將突破2199億美元，年復合增長率達45%。中國在超導量子計算、光量子計算等領(lǐng)域形成多技術(shù)路線并行發(fā)展格局，以32%的份額躍居全球第二，硬件層面進入國際第一梯隊。

1.2 上海量子計算市場規(guī)模與區(qū)域分布

上海在量子計算領(lǐng)域已形成“基礎(chǔ)研究-技術(shù)研發(fā)-產(chǎn)業(yè)應用”的全鏈條創(chuàng)新體系。2023年，上海量子計算相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達28億元，約占全國總量的35%，位居全國首位。預計到2025年，上海量子計算市場規(guī)模將突破70億元，年均復合增長率約為55%-60%。從區(qū)域分布來看，張江科學城占據(jù)上海量子計算市場的60%，臨港新片區(qū)依托自貿(mào)區(qū)政策優(yōu)勢成為產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，市場份額為20%，楊浦區(qū)、徐匯區(qū)等合計占據(jù)20%。

1.3 技術(shù)突破與核心成果

上海在量子計算技術(shù)路線布局全面，涵蓋超導量子計算、光量子計算、半導體量子點及離子阱技術(shù)。例如：

超導量子計算：2023年，上海在超導量子計算領(lǐng)域達到72量子比特水平，本源量子“悟空芯”搭載72量子比特，算力較前代提升10倍。

光量子計算：“九章”光量子計算原型機實現(xiàn)量子優(yōu)越性，玻色量子實現(xiàn)550光子糾纏，推動藥物分子篩選效率提升1000倍。

半導體量子點：硅基量子芯片研發(fā)取得突破，離子阱技術(shù)實現(xiàn)20個離子量子比特相干操控。

1.4 政策支持與資金投入

上海將量子科技列入“十四五”三大先導產(chǎn)業(yè)，設(shè)立50億元量子科技專項基金，建設(shè)“量子谷”產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。張江國家實驗室量子信息科學部獲批建設(shè)，為量子計算技術(shù)研發(fā)提供平臺支撐。2023年，上海量子計算相關(guān)研發(fā)投入超15億元，政府戰(zhàn)略布局與資金投入成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力。

二、競爭格局分析

2.1 全球競爭格局：中美雙雄爭霸

全球量子計算市場呈現(xiàn)中美雙雄爭霸格局。美國在超導量子計算、拓撲量子計算等領(lǐng)域占據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，谷歌量子AI實驗室持續(xù)推進硬件研發(fā)，2023年成功實現(xiàn)72量子比特處理器穩(wěn)定運行，誤差率降低至0.001%;IBM量子計算路線圖進入關(guān)鍵階段，433量子位Osprey處理器已部署在量子云平臺。中國則依托合肥、上海等城市形成區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群，長三角地區(qū)量子產(chǎn)業(yè)園區(qū)吸引超千家企業(yè)入駐。

2.2 國內(nèi)競爭格局：多極化趨勢下的技術(shù)路線分化

國內(nèi)量子計算市場呈現(xiàn)多極化競爭格局，技術(shù)路線分化明顯：

超導量子計算：以本源量子、國盾量子為代表，聚焦工程化量子計算機研發(fā)。

光量子計算：圖靈量子是我國光量子芯片及光量子計算產(chǎn)業(yè)化引領(lǐng)者，推出全棧自主可控的解決方案。

離子阱技術(shù)：啟科量子圍繞國家通信網(wǎng)、能源網(wǎng)等領(lǐng)域融合發(fā)展量子計算，推出分布式離子阱量子計算機。

半導體量子點：中微公司、上海微電子等企業(yè)在硅基量子芯片領(lǐng)域布局。

2.3 上海量子計算產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應

上海量子計算產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成協(xié)同效應：

上游：量子芯片、極低溫設(shè)備、光學元件等核心硬件與元器件領(lǐng)域，中微公司、上海聯(lián)影、復旦微電子等企業(yè)取得突破，國產(chǎn)替代率從2020年的15%提升至2023年的35%。

中游：系統(tǒng)集成與軟件開發(fā)環(huán)節(jié)，本源量子、圖靈量子等本土企業(yè)崛起，量子算法開發(fā)平臺數(shù)量占全國40%，量子軟件企業(yè)融資額年均增長超80%。

下游：金融、醫(yī)藥、新材料等領(lǐng)域應用落地加速推進，量子期權(quán)定價在滬上銀行試點，投資組合優(yōu)化應用規(guī)模達2.3億元;蛋白質(zhì)折疊模擬效率提升100倍，催化劑設(shè)計周期縮短60%。

三、重點企業(yè)分析

3.1 本源量子計算科技(合肥)股份有限公司

本源量子聚焦量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，打造自主可控工程化量子計算機。圍繞量子芯片、量子計算測控一體機、量子操作系統(tǒng)、量子軟件、量子計算云平臺和量子計算科普教育核心業(yè)務，全棧研制開發(fā)量子計算，積極推動量子計算產(chǎn)業(yè)落地。其“悟源處理器”已迭代至64量子比特，完成國產(chǎn)量子測控系統(tǒng)迭代，構(gòu)建的量子計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聚集上下游企業(yè)62家。

3.2 圖靈量子

圖靈量子是我國光量子芯片及光量子計算產(chǎn)業(yè)化引領(lǐng)者，以光子芯片和量子計算為底層基礎(chǔ)，打造軟硬一體的產(chǎn)品體系，并在全行業(yè)推出全棧自主可控的解決方案。其量子硬件產(chǎn)品包括光量子計算機、片上光量子教學機、量子人工智能教研一體機等，推動算力變革。

3.3 國盾量子技術(shù)股份有限公司

國盾量子主要從事量子通信、量子計算、量子精密測量產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，并提供相關(guān)的技術(shù)服務。量子計算產(chǎn)品主要包括超導量子計算機整機以及操控系統(tǒng)、稀釋制冷機等核心組件，并提供量子計算相關(guān)技術(shù)服務。2023年5月，國盾量子發(fā)布新一代量子計算云平臺，接入“祖沖之號”同款176比特超導量子計算機，刷新了我國云平臺的超導量子計算機比特數(shù)紀錄。

3.4 啟科量子

啟科量子圍繞國家通信網(wǎng)、能源網(wǎng)、交通物流網(wǎng)等領(lǐng)域融合發(fā)展量子通信、量子計算和量子網(wǎng)絡，致力于解決海量數(shù)據(jù)處理和信息安全中的核心問題。其量子計算產(chǎn)品包括分布式離子阱量子計算機和Traq-T1量子教學機，推動量子計算技術(shù)在關(guān)鍵領(lǐng)域的應用。

四、“十五五”發(fā)展戰(zhàn)略分析

4.1 技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)升級

“十五五”期間，上海量子計算行業(yè)將聚焦以下技術(shù)突破方向：

量子比特數(shù)量提升：力爭實現(xiàn)100個量子比特以上原型機，推動量子計算機從實驗室走向工程化驗證。

量子糾錯技術(shù)實用化：開發(fā)適用于多種量子比特的錯誤糾正算法，提升量子計算機系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和計算準確性。

混合量子-經(jīng)典計算架構(gòu)成熟：構(gòu)建量通融合、量超融合、量智融合的異構(gòu)算力生態(tài)系統(tǒng)，提升量子計算在復雜任務中的處理能力。

4.2 應用場景拓展與商業(yè)化落地

上海將加速量子計算在金融、醫(yī)療、材料科學等領(lǐng)域的商業(yè)化應用：

金融領(lǐng)域：深化量子期權(quán)定價、投資組合優(yōu)化等應用，推動量子計算與金融科技的深度融合。

生物醫(yī)藥：擴大蛋白質(zhì)折疊模擬、藥物分子篩選等應用規(guī)模，縮短新藥研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

新材料：推動催化劑設(shè)計、材料性能預測等應用落地，加速新材料研發(fā)進程。

4.3 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與生態(tài)建設(shè)

上海將構(gòu)建“一核多極”的量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)：

張江科學城為核心創(chuàng)新策源地：依托張江國家實驗室、復旦大學等頂尖科研機構(gòu)，推動量子計算核心技術(shù)研發(fā)。

臨港新片區(qū)為產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)：利用自貿(mào)區(qū)政策優(yōu)勢，吸引量子計算企業(yè)入駐，推動產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

楊浦區(qū)、徐匯區(qū)為應用示范區(qū)：聚焦量子計算在金融、醫(yī)療等領(lǐng)域的商業(yè)化應用，打造應用場景標桿。

4.4 政策支持與資金投入

上海將持續(xù)加大政策支持與資金投入力度：

設(shè)立專項基金：延續(xù)量子科技專項基金，支持量子計算技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用。

推動產(chǎn)學研合作：鼓勵企業(yè)與高校、科研機構(gòu)聯(lián)合攻關(guān)，突破量子計算關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

吸引國際合作：積極參與國際量子計算標準制定，推動量子計算技術(shù)全球化發(fā)展。

五、行業(yè)發(fā)展趨勢分析

5.1 技術(shù)發(fā)展趨勢

未來2-3年，上海量子計算行業(yè)將呈現(xiàn)以下技術(shù)發(fā)展趨勢：

量子比特數(shù)量突破100個：推動量子計算機從實驗室走向工程化驗證。

糾錯技術(shù)實現(xiàn)從理論到工程化：開發(fā)適用于多種量子比特的錯誤糾正算法，提升量子計算機系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和計算準確性。

混合量子-經(jīng)典計算架構(gòu)成熟：構(gòu)建量通融合、量超融合、量智融合的異構(gòu)算力生態(tài)系統(tǒng)，提升量子計算在復雜任務中的處理能力。

室溫量子計算取得原理性突破：探索室溫量子計算技術(shù)路線，降低量子計算機運行成本。

5.2 市場發(fā)展趨勢

上海量子計算市場將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：

市場規(guī)模持續(xù)增長：預計到2030年，上海量子計算市場規(guī)模將突破百億元，年均復合增長率保持高位。

核心硬件占比下降，軟件服務占比提升：隨著量子計算技術(shù)的成熟，軟件服務將成為市場增長的核心驅(qū)動力。

應用場景多元化：量子計算將在金融、醫(yī)療、材料科學等領(lǐng)域全面落地，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

5.3 產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展趨勢

上海量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應增強：上下游企業(yè)合作更加緊密，推動量子計算產(chǎn)業(yè)鏈的完善。

開放創(chuàng)新生態(tài)形成：吸引更多企業(yè)和資本進入量子計算領(lǐng)域，構(gòu)建開放、包容的創(chuàng)新生態(tài)。

國際合作深化：積極參與國際量子計算標準制定，推動量子計算技術(shù)全球化發(fā)展。

如需了解更多上海量子計算行業(yè)報告的具體情況分析，可以點擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《上海量子計算行業(yè)“十五五”規(guī)劃前景預測研究報告》。