圖：各國量子計算規(guī)劃表，國海證券，AlphaEngine
2019 - 2025年歐美發(fā)達國家在量子計算領(lǐng)域推出大量投資法案與戰(zhàn)略規(guī)劃。
其中，美國于2025年9月23日白宮發(fā)布的2027財年政府研發(fā)優(yōu)先事項備忘錄中，明確將 人工智能 與 量子計算 列為2027年研發(fā)預算優(yōu)先級首位，并指出量子計算正從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化應用的關(guān)鍵拐點已至， 2027年是重要拐點 。
近兩年，歐美、日本等發(fā)達國家相繼收緊量子技術(shù)出口。
以稀釋制冷機為例，2022 年美國一紙禁令， 行業(yè)龍頭Bluefors和Leiden Cryogenics公司設備已不對中國出售，間接印證了行業(yè)拐點的說法。
圖：各國量子計算出口管制，國海證券，AlphaEngine
第二，產(chǎn)業(yè)巨頭加快布局，量子計算龍頭頻繁獲得巨額融資 。
英偉達于2025年9月4日、9月9日、9月10日，先后投資霍尼韋爾旗下Quantinuum、QuEraComputing、PsiQuantum，覆蓋離子阱、中性原子、光量子三大路線。
以 Quantinuum為例，公司由霍尼韋爾控股，完成6億美金融資后公司估值達100億美元。
這一投資標志著英偉達對量子計算的態(tài)度從年初的“商業(yè)化需幾十年”轉(zhuǎn)向積極支持，也意味著量子計算賽道迎來巨頭背書，商業(yè)化加速期即將到來。
此外，2025 年 9 月 16 日，Bluefors 官網(wǎng)掛出重磅訂單，Interlune 將在 2028-2037 年間，每年向它輸送 10 000 升氦-3，用于量子計算的核心設備 稀釋制冷機。
按每臺 稀釋制冷機年均消耗20–100 L 冷卻液來計算，這筆訂單 可支撐每年100-500臺新設備需求， 為下量子計算的產(chǎn)業(yè)應用提前囤糧。
目前全球量子計算產(chǎn)業(yè)采用的六條主流技術(shù)路線分別是：超導、離子阱、光子、中性原子、拓撲、自旋，每種技術(shù)路徑因計算方法的科學本質(zhì)不同而各有優(yōu)劣，尚未有單一技術(shù)路線形成絕對主導。
從成熟度來看，超導 ≈ 離子阱 > 光子 ≈ 中性原子 > 自旋 > 拓撲。
上篇中我們介紹了 超導、離子阱這兩種技術(shù)路徑，下面我們來分析余下的四種 。
六條量子計算路徑的詳細對比請見下表。內(nèi)容比較硬核，可以存下來慢慢看。
圖：量子計算技術(shù)路徑對比，BofA， AlphaEngine
光量子計算以光子作為信息載體，其核心原理在于利用光子豐富的物理自由度（如偏振、路徑、時間、頻率等）來編碼量子比特（Qubit）。
與依賴物質(zhì)構(gòu)建量子比特的路線不同，該技術(shù)通過線性光學元件（如分束器、相位調(diào)制器）對光子量子態(tài)進行精準操控，從而實現(xiàn)量子邏輯門操作與信息處理 。
這種方式避免了直接操控物質(zhì)粒子，為構(gòu)建量子計算機提供了獨特的物理實現(xiàn)路徑。
光量子路線的比特相干時間極長且抗環(huán)境干擾能力強，理論上可實現(xiàn)極高的保真度。
其次，該系統(tǒng)可在室溫下運行，無需昂貴復雜的極低溫稀釋制冷設備，顯著降低了硬件成本和運營復雜度。
第三，光子天然適配現(xiàn)有光纖通信網(wǎng)絡，為構(gòu)建分布式量子計算和量子互聯(lián)網(wǎng)提供了便利。
近年來，光量子計算路線在特定問題求解和商業(yè)化探索上均取得顯著進展。
中國科學技術(shù)大學團隊研制的“九章三號”光量子計算原型機在處理高斯玻色取樣問題上持續(xù)刷新世界紀錄，驗證了光量子路線在實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”方面的巨大潛力。
以QCi公司為代表的企業(yè)正加速商業(yè)化進程，其基于專利光子技術(shù)開發(fā)的Dirac系列量子優(yōu)化機、熵量子計算系統(tǒng)等產(chǎn)品已推向市場。
同時，PsiQuantum等公司也在積極展示其基于光子的大規(guī)?？蓴U展計算平臺。
中性原子量子計算是一種利用激光精確操控單個中性原子的技術(shù)路線。
其核心原理是使用光鑷（Optical Tweezers）或光晶格（Optical Lattices）在真空中囚禁并排列大量中性原子（如銣原子、銫原子），形成高度有序的原子陣列。
通過激光將特定原子激發(fā)到高能級的里德堡態(tài)（Rydberg State），處于該狀態(tài)的原子體積會急劇膨脹，從而與其他原子產(chǎn)生強烈的長程相互作用。
這種可控的相互作用被用于構(gòu)建量子邏輯門，實現(xiàn)量子比特的編碼與操控，或直接用于模擬復雜的量子多體系統(tǒng)演化。
中性原子路線在規(guī)?；瘮U展方面展現(xiàn)出巨大潛力，是當前量子比特數(shù)量增長最快的技術(shù)路線之一 。
2025年的一個標志性成就是Atom Computing公司發(fā)布了其1225原子陣列的中性原子量子計算原型機，這是全球首個公開宣布突破千位量子比特的系統(tǒng)，確立了該路線在規(guī)模上的領(lǐng)先地位。
在此之前，哈佛大學的49原子陣列和QuEra公司的256原子原型機已驗證了該技術(shù)的可行性。
目前，國內(nèi)外企業(yè)正加速布局，致力于提升原子陣列的穩(wěn)定調(diào)控技術(shù)，推動該技術(shù)從實驗室設備向工業(yè)級應用過渡。
自旋量子計算路線的核心是利用成熟的半導體工藝，在硅基襯底（如硅-鍺合金）上制造納米級的量子點結(jié)構(gòu)，以束縛單個電子或空穴。
該技術(shù)將電子的自旋量子態(tài)（上或下）作為量子比特進行信息編碼，通過施加在金屬柵極上的電壓，可以對量子比特進行全電學操控，利用電偶極自旋共振等機制實現(xiàn)量子態(tài)的初始化、翻轉(zhuǎn)（邏輯門操作）和讀出。
自旋路線最大的戰(zhàn)略價值在于其與現(xiàn)有CMOS（互補金屬氧化物半導體）制造工藝的高度兼容性。
這意味著量子芯片的生產(chǎn)可以最大程度地復用全球半導體產(chǎn)業(yè)數(shù)十年來積累的龐大基礎(chǔ)設施、設備和供應鏈，為實現(xiàn)超大規(guī)模集成和成本控制提供了明確路徑。
Intel公司推出的Tunnel Falls芯片即是這一路線的代表性產(chǎn)品，它驗證了在300mm晶圓上利用先進半導體工藝制造量子比特陣列的可行性，為量子計算從實驗室走向大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供了關(guān)鍵支撐。
拓撲量子計算的理論基礎(chǔ)極具顛覆性，其核心是利用物質(zhì)的拓撲性質(zhì)而非單個粒子的物理狀態(tài)來編碼和處理量子信息。
該路線以任意子（Anyon），特別是馬約拉納費米子（Majorana Fermion）或其零能模（Majorana Zero Modes）作為量子比特的載體。
與傳統(tǒng)量子比特將信息存儲于局部物理屬性（如自旋）不同，拓撲比特的信息被非局域地編碼在這些準粒子的集體拓撲關(guān)聯(lián)中。
量子計算過程通過在時空中“編織”（Braiding）這些準粒子的世界線來執(zhí)行，這種編織操作在拓撲上是穩(wěn)定的，從而賦予了計算過程天然的魯棒性。
拓撲量子計算路線目前仍處于早期實驗驗證階段，技術(shù)成熟度最低，微軟是其最主要的推動者 。
標志性進展是微軟于2025年2月發(fā)布的“Majorana 1”芯片，該芯片采用了新型拓撲核心架構(gòu)，其短期目標并非直接進行大規(guī)模計算，而是旨在實驗性地驗證拓撲保護特性的存在與有效性。
盡管微軟設定了在數(shù)年內(nèi)實現(xiàn)工業(yè)級問題求解能力的長期目標，但目前尚未有完全功能的拓撲量子比特被實驗證實。
現(xiàn)階段，微軟通過Azure Quantum平臺提供混合量子云服務，作為其拓撲路線成熟前的過渡商業(yè)化策略。
講完量子計算的主要技術(shù)路徑后，我們來梳理一下當前全球主要科技公司在量子計算領(lǐng)域的最新布局。
目前量子計算領(lǐng)域的主要參與者可以分為兩類，分別是科技巨頭和專業(yè)公司，前者側(cè)重生態(tài)布局，后者嘗試單點突破，我們分別來看。
圖：量子計算公司分類， AlphaEngine FinGPT 作圖
IBM作為超導路線的長期領(lǐng)導者，其戰(zhàn)略核心是沿著明確的硬件路線圖持續(xù)迭代，以實現(xiàn)商業(yè)級容錯量子計算。
公司已推出120量子比特的Nighthawk處理器，并規(guī)劃在2029年交付包含200個邏輯量子比特的Starling系統(tǒng)，遠期目標是在2033年實現(xiàn)擁有2000個邏輯量子比特的Blue Jay系統(tǒng)。
圖： IBM Innovation Roadmap
為支撐硬件發(fā)展，IBM通過Qiskit引擎強化量子與高性能計算（HPC）的協(xié)同，并積極研發(fā)qLDPC糾錯碼，其碼率較傳統(tǒng)表面碼提升10倍，旨在從根本上解決量子計算的糾錯效率問題，鞏固其在全棧量子解決方案中的領(lǐng)先地位。
谷歌同樣深耕超導路線，但其近期戰(zhàn)略重心聚焦于率先攻克量子糾錯這一核心瓶頸。
2024年底，谷歌推出的105量子比特Willow芯片，首次在實驗中實現(xiàn)了碼距（d=7）的表面碼糾錯，突破了困擾業(yè)界30年的糾錯閾值，是邁向容錯計算的關(guān)鍵一步。
圖： Willow metrics
基于此，谷歌設定了2030年量產(chǎn)百萬級物理量子比特處理器的激進目標。
此外，其最新研究表明，破解2048位RSA加密所需資源較2019年預測大幅降低20倍，顯示出其在算法和硬件協(xié)同優(yōu)化上的強大實力，加速了量子計算對經(jīng)典密碼體系構(gòu)成實質(zhì)性威脅的進程。
微軟采取了差異化競爭策略，押注于高風險、高回報的拓撲量子計算路線。
2025年2月，微軟發(fā)布全球首款拓撲量子芯片Majorana 1，通過操控馬約拉納準粒子來構(gòu)建量子比特，理論上具有更高的內(nèi)在穩(wěn)定性和抗干擾能力，有望從物理層面大幅降低糾錯開銷。
圖： Microsoft’s Majorana 1
微軟計劃在未來幾年內(nèi)將該技術(shù)擴展至百萬量子比特規(guī)模，意圖繞開當前主流路線復雜的糾錯難題，實現(xiàn)“彎道超車”。
同時，微軟積極推動“量子+AI”的協(xié)同應用，旨在構(gòu)建一個以拓撲量子計算為核心、與經(jīng)典AI能力深度融合的混合計算新生態(tài)。
英偉達在量子計算領(lǐng)域扮演著獨特的“賦能者”和“集成者”角色，其戰(zhàn)略并非自研量子計算機，而是構(gòu)建一個開放的量子-經(jīng)典混合計算生態(tài)。
一方面，英偉達推出CUDA-Q軟件平臺，旨在統(tǒng)一連接和調(diào)度不同技術(shù)路線的量子處理器（QPU）與自家的GPU集群（如GB200 NVL72），極大降低了混合計算的開發(fā)門檻。
另一方面，通過旗下基金NVentures，英偉達密集投資了三大主流技術(shù)路線的頭部公司。
圖： Quantum ecosystem mapped out by NVIDIA
近期英偉達在量子計算領(lǐng)域的投資包括：離子阱龍頭Quantinuum的6億美元融資（投前估值100億美元）、中性原子公司QuEra的B輪融資，以及光量子先鋒PsiQuantum的10億美元E輪融資（投后估值70億美元）。
這一系列投資確保英偉達在量子計算的未來技術(shù)路線競爭中占據(jù)有利位置，并通過其平臺整合能力，成為連接所有量子硬件與廣大應用市場的核心樞紐。
D-Wave作為量子退火商業(yè)化先鋒，通過Leap™量子云服務與Advantage系列整機銷售相結(jié)合的模式，已成功驗證其商業(yè)可行性。
其客戶覆蓋德國尤利希超算中心等科研機構(gòu)及福特、西班牙CaixaBank等大型企業(yè)。
圖：Diagram of Advantage2
D-Wave商業(yè)化進程不斷加速，2025年Q1營收同比增長高達500%至1500萬美元，毛利率達到92.5%，虧損顯著收窄，顯示出強大的盈利潛力。
D-Wave在特定優(yōu)化問題上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，例如，在福特Otosan的生產(chǎn)調(diào)度中將效率提升6倍18，在物流配送和金融投資組合優(yōu)化中將計算時間縮短80%-90%。
Quantinuum在離子阱技術(shù)路線上處于全球領(lǐng)導地位，已實現(xiàn)50個糾纏邏輯量子比特，保真度超過98%，為攻克量子糾錯、邁向通用容錯量子計算（FTQC）奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
?圖： Quantinuum’s hardware roadmap
公司于2025年9月完成由英偉達等巨頭參投的6億美元融資，投前估值高達100億美元，彰顯了市場對其技術(shù)路徑和商業(yè)前景的高度認可。
Quantinuum商業(yè)化路徑相對清晰， 計劃于2025年發(fā)布新一代系統(tǒng)Helios，并設定了2027年實現(xiàn)100個邏輯量子比特、并在前后啟動IPO的明確目標。
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