1、量子计算：处于早期研究阶段

量子计算产业仍处于前期技术研发和应用探索阶段。虽然2024 年众多机构在众多领域取得了显著突破，但量子计算硬件技术仍有相当多的挑战需要克服，比如测控系统优化、量子比特数量与质量、量子比特间的相互干扰等。目前在全球范围内，现阶段量子计算机仍未能提供规模化的实际应用场景，仍需要技术迭代，但目前全球众多国家及企业纷纷入局，已经开始针对量子计算的“军备竞赛”，未来量子计算有望实现快速增长。

2、海外：大厂群雄逐鹿，技术路线各异——Majorana 1 重稳定，Willow重高速

微软：Majorana 1 问世，成为世界首个拓扑核心构建的量子处理单元。2025 年2 月19 日，微软首发量子计算芯片Majorana 1，该量子芯片利用量子比特，可同时处于0 和1 叠加态，执行特定任务具有指数级加速优势；并且具有高稳定性等优良性质。

架构突破：拓扑超导体全新材料，速度更快、尺寸更小。仅以手掌大小的面积集成8 个量子比特，该芯片未来有望集成100 万个量子比特；相比传统超导量子比特，Majorana1 抗噪声和干扰能力更强，显著降低了计算错误率。

工程应用加速：微软预计这种架构将使量子计算机能够在数年内解决有实际意义的、工业规模的问题；

用量子力学以极高的精度数学映射自然行为，解决工业级复杂问题，如材料科学、药物研发等领域的关键挑战，并有望发挥与AI 的协同潜力（加速AI 模型的训练和新材料设计）。

纠错过程简化：相较传统方法，微软此次的测量方法是完全通过由简单数字脉冲激活的测量来执行纠错。这种数字控制方法在有效管理量子比特方面的可行性更高，下一步将涉及4×2tetron 阵列。

谷歌：Willow 量子芯片取得重大突破，计算速率远超目前最快超算机。Willow 是谷歌最新一代量子芯片，于2024 年12 月正式发布，在多个指标上拥有最先进的性能，实现了两大主要成就：Willow 能够随着使用更多量子比特的扩展而指数级降低错误，这解决了量子纠错领域近30 年来的一大关键问题；在随机电路采样（RCS）基准测试下，Willow 能够在不到五分钟的时间内完成一项标准基准计算，其解决问题的速度远快于目前最快的超级计算机，这一突破被业界称为量子计算的“Transformer 时刻”。

Majorana 1 与Willow 发展重心相异，前者求稳定，后者求高速。微软偏向于打造更高的内在稳定性，而谷歌专注于提升计算性能和高效纠错能力。

量子比特设计理念：微软通过拓扑量子比特倡导内在稳定性，而谷歌采用超导传输量子比特，并偏向于通过大量的量子比特和性能更高的软件来减少错误。

可伸缩性：Majorana 1 的设计考虑了百万级量子比特可伸缩性，旨在解决大规模复杂问题，而Willow目前拥有105 个量子比特，架构方法有所不同。纠错策略：微软通过拓扑保护在硬件层面尽量减少错误，而谷歌强调提升纠错协议的复杂性，并使用算法实时检测和修复错误。

国内：院所中流砥柱，顶层规划协同——超导与光量子双轨竞速

政策面：量子计算成为国家战略重心，国有企业与中小企业共同推动发展。该技术已被写入中国“十四五”规划，成为国家战略层面的重点发展方向之一。国有企业在量子通信和量子测量领域取得了重要突破，并推动了相关技术的商业化应用，而初创企业则凭借其灵活性和创新能力，持续推出新产品和新服务。根据赛迪顾问数据，中国量子芯片市场规模预计2025 年突破100 亿元，未来将保持强劲增长势态。

科研院为量子技术发展主力军，超导和光量子实现优越性展示。我国现布局多条国际主流的量子计算技术路线，包括超导量子、光量子、离子阱、中性原子、半导体等，在超导（原型机“祖冲之号”）和光量子（原型机“九章”）两种技术路线上实现了优越性展示。根据光子盒研究院，我国主要依靠科研院推动量子技术发展，BAT 等大型科技公司多与科研机构或领军科学家合作以布局量子技术，中国电子科技集团、中国电信等国央企也在积极推进研发布局。

九章三号：国产光量子计算先锋，技术水平位于全球前列。2023 年，中科大院士潘建伟所带领的科研团队携手中国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心，成功构建了255 个光子的量子计算原型机“九章三号”，其处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升一百万倍，拥有全球领先的光量子信息技术水平。

祖冲之三号：具备顶级超导量子计算优越性。2024 年12 月，由中国科学家研制的105 个量子比特的“祖冲之三号”量子计算机线上发表。基于量子处理器“祖冲之三号”，中国科大团队实现了比谷歌（SYC-67 和SYC-70 实验）更大规模的随机电路采样，经典模拟成本（经典计算机模拟该任务的成本）提升了6 个数量级。该芯片在电路规模、纠错效率、保真度、相干时间、处理能力上，量子芯片都取得了新的进展，树立了量子计算优势的新基准。