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1、产业链概况：量子计算软硬件体系已经初具雏形

量子计算产业上游主要包含环境支撑系统、测控系统、各类关键设备组件以及元器件等，是研制量子计算原型机的必要保障，目前由于技术路线未收敛、硬件研制个性化需求多等原因，上游供应链存在碎片化问题，逐一突破攻关存在难度，一定程度上限制了上游企业的发展。

量子计算产业生态中游主要涉及量子计算原型机和软件，其中原型机是产业生态的核心部分，目前超导、离子阱、光量子、硅半导体和中性原子等技术路线发展较快，其中超导路线备受青睐，离子阱、光量子和中性原子路线获得较多初创企业关注，美国原型机研制与软件研发占据一定优势。

量子计算产业下游主要涵盖量子计算云平台以及行业应用，处在早期发展阶段，近年来全球已有数十家公司和研究机构推出了不同类型的量子计算云平台积极争夺产业生态地位，目前量子计算领域应用探索已在金融、化工、人工智能、医药、汽车、能源等领域广泛开展，国外量子计算云平台的优势体现在后端硬件性能、软硬件协同程度、商业服务模式等方面。

2、上游：量子芯片和稀释制冷机是核心环境

量子芯片作为量子计算机最核心的部分，是执行量子计算和量子信息处理的硬件装置。从材料来看，传统芯片的核心材料主要是硅。硅也是量子芯片常用材料之一，在硅材料纯度上，相较于经典芯片而言，量子芯片的要求更高。从工艺来看，量子芯片的制造工艺则更为复杂，特别是在处理超导材料或特殊半导体材料时，需要更高的工艺精度和更严格的环境控制。不过，超导量子比特受材料缺陷的影响较小，利用成熟的纳米加工技术，可以实现大批量生产。英特尔在2023 年6 月发布了全新的量子芯片TunnelFalls，这款芯片包含了12 个硅自旋量子比特，在300 毫米的硅晶圆上生产制造，每块晶圆上能够实现超过24000 个量子点，从而形成可被相互隔离或同时操控的4 到12 个量子比特。稀释制冷机是构建超导量子计算机的关键核心设备。其可为超导量子计算芯片提供接近绝对零度的超低温环境，2023 年下半年，科大国盾量子向两家科研单位交付了国产稀释制冷机产品。

3、中游：硬件是短期内突破重点，软件和算法是构成量子计算系统的关

键

（1）硬件是短期内突破重点，以企业技术积累为基础，已涌现超导、离子阱、光量子

等优势路线量子计算硬件技术路线的差别主要在于根据不同的物理体系构筑量子比特和量子逻辑门。其中，超导路线通过微纳加工技术在芯片表面刻蚀约瑟夫森结，以相对受控的形式产生超导振荡电流，以振荡电流的振幅代表量子比特，并利用其相互作用构建量子逻辑门；离子阱路线采用带电离子，以其外层能级结构代表量子比特，通过激光或微波等手段构建量子逻辑门；光量子路线则利用光子的多种自由度实现量子态编码和量子位构建。

不同企业量子计算硬件路线的选择虽很大程度上基于学术上的传承，但更要考虑产业化的应用落地转化，也给产业链上的企业提供了新思路。

（2）软件和算法是构成量子计算系统的关键，但当前尚处在系统开发和生态构建的初期阶段

从量子计算系统生态整体角度考虑，软件是不可或缺的环节。现阶段，量子计算机硬件是产业链玩家集中突破的重点，因为软件、算法等价值的发挥本质上需要依赖硬件提供的计算能力，但要真正解决实际问题，仍然离不开软件的发展。

量子计算软件系统包括三层架构，基础层与硬件连接，支持量子芯片的运维，并支撑量子算法的运行；开发层主要提供开发量子应用的工具链体系包括编译器、开发工具等；应用层重点提供量子计算算法和量子应用程序，解决特定领域和场景的痛点。

4、下游：涉及广泛应用领域，市场空间广阔

量子计算的行业应用合作部分涵盖了多个合作领域，如金融、能源与材料、生命科学、先进工业、电信传媒、出行运输和物流等，产业规模估值达到千亿美元级别。应用落地的方式多数为深耕行业的大型企业/行业巨头与量子计算软硬件公司展开合作。