量子力學(xué)是人類探究微觀世界的重大成果，是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱之一。當(dāng)前，全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入加速期，因其對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系進(jìn)行重構(gòu)的顛覆性戰(zhàn)略價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景，正成為全球科技競(jìng)爭(zhēng)的新高地。北京發(fā)展量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)恰逢全球科技革命加速演進(jìn)的歷史機(jī)遇，將依托首都創(chuàng)新資源集聚優(yōu)勢(shì)，搶占量子計(jì)算制高點(diǎn)，展現(xiàn)出引領(lǐng)新一輪科技革命的戰(zhàn)略擔(dān)當(dāng)與生動(dòng)實(shí)踐。
一、量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)概述
（一）量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)
量子計(jì)算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的模式，能夠?qū)崿F(xiàn)算力呈指數(shù)級(jí)規(guī)模拓展和爆發(fā)式增長(zhǎng)。量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)作為當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，具有4個(gè)特點(diǎn)：一是高度競(jìng)爭(zhēng)性，世界主要科技強(qiáng)國(guó)都深刻認(rèn)識(shí)到量子計(jì)算技術(shù)對(duì)于促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展、保障國(guó)家安全方面具有重大作用，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)十分激烈；二是發(fā)展不確定性，產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，未來(lái)發(fā)展方向和路徑難以把握；三是應(yīng)用場(chǎng)景的廣闊性，已開(kāi)始在應(yīng)用迫切、條件具備的領(lǐng)域進(jìn)行驗(yàn)證；四是資源的密集性，人才、技術(shù)、資本等要素的集聚有利于推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
（二）量子計(jì)算的分類及產(chǎn)業(yè)鏈
當(dāng)前量子計(jì)算的研究路徑尚未收斂，其分類往往涉及多個(gè)維度。按照物理實(shí)現(xiàn)方式，可分為超導(dǎo)、離子阱、光量子、半導(dǎo)體量子點(diǎn)、中性原子、拓?fù)洹⒑舜殴舱竦龋ㄆ渲星?種已制作出原型機(jī)）；按照量子計(jì)算機(jī)的邏輯架構(gòu)，主要分為量子退火、嘈雜中型量子（nisq）、容錯(cuò)量子等；按照應(yīng)用目標(biāo)，可分為專用量子計(jì)算機(jī)和通用量子計(jì)算機(jī)。
現(xiàn)階段量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈雛形已經(jīng)形成，產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷壯大。產(chǎn)業(yè)鏈上游為量子芯片，主要為量子計(jì)算機(jī)提供底層計(jì)算資源；中游為基礎(chǔ)軟件，主要面向開(kāi)發(fā)人員，為量子計(jì)算和量子機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境、量子編程框架和量子算法庫(kù)；下游為應(yīng)用服務(wù)，主要面向用戶，根據(jù)特定的場(chǎng)景和應(yīng)用需求，提供設(shè)計(jì)分析服務(wù)及計(jì)算服務(wù)。
（三）量子計(jì)算的產(chǎn)品及應(yīng)用
當(dāng)前，量子計(jì)算技術(shù)對(duì)特定問(wèn)題的計(jì)算能力已超越超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了量子優(yōu)越性。谷歌最新的量子芯片——Willow完成標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)計(jì)算任務(wù)只用了不到300秒，需要當(dāng)前最強(qiáng)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)Frontier進(jìn)行10億億億年的計(jì)算；“祖沖之三號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)處理量子隨機(jī)線路問(wèn)題的速度比最快計(jì)算機(jī)快15個(gè)數(shù)量級(jí)。
在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面，量子計(jì)算能夠帶來(lái)金融、生物醫(yī)藥、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的全新解決方案。如金融領(lǐng)域，本源量子發(fā)布量子金融投資組合優(yōu)化真機(jī)應(yīng)用；生物醫(yī)藥領(lǐng)域，全球制藥巨頭羅氏采用量子化學(xué)平臺(tái)研究阿爾茲海默癥和其他疾病的新療法；交通領(lǐng)域，玻色量子與千方科技共同推進(jìn)北京城市級(jí)智慧交通解決方案的研究和實(shí)踐。
（四）國(guó)內(nèi)外量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)
從全球來(lái)看，美歐日等國(guó)家和地區(qū)加快推進(jìn)量子計(jì)算領(lǐng)域戰(zhàn)略布局。美國(guó)在IBM、谷歌等龍頭企業(yè)的引領(lǐng)下已實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算領(lǐng)域的全面布局，據(jù)ICV報(bào)告，2022年美國(guó)量子計(jì)算領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)規(guī)模約占全球的三分之一；英國(guó)計(jì)劃在2024—2034年投入25億英鎊用于量子技術(shù)的開(kāi)發(fā)。從國(guó)內(nèi)來(lái)看，中國(guó)持續(xù)加大量子計(jì)算領(lǐng)域戰(zhàn)略布局。工業(yè)和信息化部等七部門發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，提出要加快量子計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新突破；創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，如105比特超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之三號(hào)”打破超導(dǎo)體系量子計(jì)算優(yōu)越性紀(jì)錄；產(chǎn)業(yè)布局以東部地區(qū)為主，集聚了全國(guó)65.8%的相關(guān)資源。
圖片來(lái)源：朝科創(chuàng)公眾號(hào)
圖1 玻色量子產(chǎn)品-相干光量子計(jì)算機(jī)
二、北京量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
北京作為我國(guó)科技基礎(chǔ)最雄厚、創(chuàng)新資源最聚集、創(chuàng)新主體最活躍的地區(qū)之一，已經(jīng)成為中國(guó)在量子領(lǐng)域創(chuàng)新的重要一極。2025年北京市未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)多次提及支持量子計(jì)算等領(lǐng)域重大產(chǎn)品創(chuàng)新，持續(xù)推動(dòng)量子孵化器、產(chǎn)業(yè)園、聯(lián)盟建設(shè)。
當(dāng)前北京涌現(xiàn)了一批量子領(lǐng)軍企業(yè)，并完成上下游基本配套服務(wù)，產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)初步顯現(xiàn)。從公開(kāi)融資信息看，北京量子計(jì)算賽道企業(yè)備受投資者青睞，既有政府產(chǎn)投也有一線投資機(jī)構(gòu)，如華翊量子、玻色量子獲央視融媒體基金、北京政府引導(dǎo)基金等領(lǐng)投。從空間分布看，北京量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈依托海淀、亦莊、朝陽(yáng)發(fā)揮集聚效應(yīng)，其中海淀區(qū)打造中關(guān)村（海淀）量子科技未來(lái)產(chǎn)業(yè)園及中關(guān)村量子科技孵化器，已經(jīng)聚集了20家左右的企業(yè)（占北京市三分之二），并積極籌劃落地規(guī)模2億元的北京量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資基金。
在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面，北京搶抓先機(jī)，推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)實(shí)用化。以玻色量子等為代表的企業(yè)成為國(guó)內(nèi)外為數(shù)不多具備量子計(jì)算機(jī)整機(jī)交付能力的企業(yè)，并在云計(jì)算、金融、制藥、能源、通信等領(lǐng)域進(jìn)行真實(shí)場(chǎng)景的真機(jī)檢驗(yàn)驗(yàn)證與應(yīng)用探索。北京憑借豐富的應(yīng)用場(chǎng)景資源，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供新模式和新動(dòng)力。數(shù)字經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，催生了豐富的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景；金融產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，促進(jìn)金融科技應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)；城市治理方式的創(chuàng)新帶來(lái)各領(lǐng)域智慧化場(chǎng)景的建設(shè)等等。
三、北京發(fā)展量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)的初步建議
當(dāng)前，北京市量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)尚在起步階段，除部分區(qū)初步形成一定的產(chǎn)業(yè)生態(tài)外，在基礎(chǔ)研究能力、產(chǎn)業(yè)集群規(guī)模、量產(chǎn)應(yīng)用水平、相關(guān)配套政策等方面仍有較大提升空間，建議進(jìn)一步加強(qiáng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合，前瞻謀劃產(chǎn)業(yè)布局，構(gòu)建量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)體系。
（一）抓場(chǎng)景開(kāi)放，推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)的實(shí)用化
以北京市豐富的應(yīng)用場(chǎng)景為牽引，推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)的實(shí)用化。因地制宜用好新應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)的賦能優(yōu)勢(shì)，依托北京市人工智能、金融、通信、能源、生命科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景資源稟賦，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行真實(shí)場(chǎng)景的真機(jī)測(cè)試驗(yàn)證和應(yīng)用探索，拓展量子計(jì)算技術(shù)在城市治理、信息安全、移動(dòng)通信、人工智能、金融服務(wù)、生物醫(yī)藥等經(jīng)濟(jì)社會(huì)關(guān)鍵領(lǐng)域的“殺手锏”產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。打造標(biāo)桿特色場(chǎng)景，堅(jiān)持以場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)牽引技術(shù)創(chuàng)新、以科技創(chuàng)新引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的模式，主動(dòng)謀劃、深度挖掘、重點(diǎn)培育技術(shù)水平高、發(fā)展前景好、示范作用強(qiáng)的標(biāo)桿場(chǎng)景，通過(guò)集聚各方資源要素將其打造成為發(fā)展典范。促進(jìn)企業(yè)設(shè)備推廣應(yīng)用，支持已認(rèn)定為北京市首臺(tái)套裝備的企業(yè)進(jìn)入各高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備采購(gòu)目錄，推動(dòng)其余企業(yè)進(jìn)入北京市首臺(tái)套裝備名單。
（二）抓企業(yè)引育，做強(qiáng)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)企業(yè)矩陣
做強(qiáng)量子計(jì)算企業(yè)矩陣，壯大北京市量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)集群規(guī)模。積極對(duì)接引進(jìn)外部企業(yè)，有效整合招商資源，爭(zhēng)取招引一批成長(zhǎng)性好、項(xiàng)目估值高、增長(zhǎng)快，未來(lái)潛力大的優(yōu)質(zhì)量子計(jì)算企業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，提升品牌效應(yīng)。持續(xù)發(fā)揮骨干企業(yè)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)作用，圍繞玻色量子、中科弧光等企業(yè)，摸排和集聚量子計(jì)算上下游合作商，形成產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系完備、大中小企業(yè)融通發(fā)展、特色優(yōu)勢(shì)鮮明的特色產(chǎn)業(yè)集群；建立企業(yè)牽頭的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中心，促進(jìn)量子計(jì)算與人工智能、智能制造等技術(shù)融合。鼓勵(lì)本地企業(yè)積極參與國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科研項(xiàng)目，推動(dòng)形成一批量子計(jì)算領(lǐng)域重大研究成果，為承擔(dān)重大攻關(guān)項(xiàng)目的企業(yè)提供相應(yīng)激勵(lì)，確保研發(fā)與生產(chǎn)的持續(xù)性和穩(wěn)定性。打破“三堵墻”（機(jī)構(gòu)之間的墻、學(xué)科之間的墻、科學(xué)和產(chǎn)業(yè)之間的墻），通過(guò)政府引導(dǎo)、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、行業(yè)組織與政府協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算領(lǐng)域應(yīng)用研究與成果轉(zhuǎn)化一體化銜接發(fā)展。
（三）抓創(chuàng)新平臺(tái)，加速量子技術(shù)攻關(guān)及成果轉(zhuǎn)化
打造一流的國(guó)際量子計(jì)算創(chuàng)新平臺(tái)，加強(qiáng)量子計(jì)算核心技術(shù)攻關(guān)及測(cè)試。整合北京市現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)資源，瞄準(zhǔn)世界量子科技前沿及國(guó)家戰(zhàn)略需求，支持建設(shè)量子計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，重點(diǎn)突破量子芯片設(shè)計(jì)（超導(dǎo)、光量子路徑）、量子糾錯(cuò)技術(shù)、邏輯門操控精度等核心環(huán)節(jié)，推動(dòng)量子計(jì)算軟硬件（超導(dǎo)芯片等）實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，滿足企業(yè)從概念驗(yàn)證到中試的測(cè)試需求。打造“北京市量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化研究院”，加快建設(shè)以市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用深度融合的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，通過(guò)研發(fā)合作、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)許可等多種形式，推動(dòng)量子計(jì)算成果與產(chǎn)業(yè)和企業(yè)需求有效對(duì)接，促進(jìn)量子計(jì)算成果市場(chǎng)價(jià)值的提升。
（四）抓專項(xiàng)政策，加大完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)布局支持
積極強(qiáng)化政策引導(dǎo)，以“方案+基地+基金+生態(tài)”為抓手推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。出臺(tái)專項(xiàng)實(shí)施方案，聚焦北京市量子技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大需求，通過(guò)制定專項(xiàng)政策，持續(xù)加大對(duì)優(yōu)質(zhì)量子計(jì)算企業(yè)、創(chuàng)新機(jī)構(gòu)、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、重要服務(wù)平臺(tái)的扶持力度；支持制定芯片、測(cè)控系統(tǒng)等量子計(jì)算核心領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)評(píng)體系，鼓勵(lì)相關(guān)主體參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定以掌握話語(yǔ)權(quán)。做好產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間保障，完善產(chǎn)業(yè)空間供給體系，聚焦海淀、朝陽(yáng)、亦莊等重點(diǎn)區(qū)域，形成各具特色的量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)集聚基地。探索組建量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)基金，撬動(dòng)社會(huì)資本加快優(yōu)質(zhì)企業(yè)上市，重點(diǎn)支持初創(chuàng)期、中小企業(yè)發(fā)展，同時(shí)尋找優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目加速孵化為企業(yè)。構(gòu)建量子計(jì)算協(xié)同生態(tài)，借鑒IBM Q Network模式，以開(kāi)放架構(gòu)聚合多元主體，通過(guò)構(gòu)建開(kāi)放共享、協(xié)同演化的生態(tài)系統(tǒng)，將硬件、軟件、應(yīng)用與教育研究深度融合，共建量子計(jì)算創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。
參考文獻(xiàn)
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作者介紹
郭嘉寶
咨詢師
長(zhǎng)期專注現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域，參與或負(fù)責(zé)《北京經(jīng)開(kāi)區(qū)“十五五”時(shí)期生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃研究》《北京市“十四五”時(shí)期現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中期評(píng)估》等研究工作。
王蒙蒙
中級(jí)工程師
長(zhǎng)期專注現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、科技服務(wù)業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域，參與或負(fù)責(zé)《北京經(jīng)開(kāi)區(qū)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展措施研究》《北京市咨詢行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展問(wèn)題及對(duì)策研究》等多項(xiàng)課題和規(guī)劃，獲全國(guó)優(yōu)秀咨詢成果獎(jiǎng)1項(xiàng)、北京市優(yōu)秀咨詢成果獎(jiǎng)2項(xiàng)。
編輯：張 華
審核：劉 敏
