量子科技攻堅技術瓶頸，邁入產業化驗證期

300億年誤差不超過1秒，量子科技再次刷新人類的計時精度。今年3月，中科大科研團隊在光鐘研製上實現10-19量級突破，將全球時間標準推向光學時代。這一新的測量精度，為一系列前沿應用打開了大門。

百年前，物理學家們發現經典物理學無法解釋微觀世界，量子力學應運而生。如今，量子科技正突破經典物理的極限，重新定義人類的運算能力、感知精度與資訊安全。

作為「十五五」規劃綱要中六大未來產業之一，量子科技是我國搶占未來科技與產業核心話語權的重要支撐。當前，我國在量子計算、量子通信、量子精密測量三大賽道均取得突破。以中科大、深圳國際量子研究院等為代表的科研機構，以及以國盾量子、國儀量子、本源量子為代表的龍頭企業脫穎而出，研發集群帶動產業發展的格局已初步形成。

不過，量子科技從實驗室的原創突破到產業鏈的規模化應用，仍需跨越諸多鴻溝。在多方聚力之下，這場攻堅戰正在走向破局。

搶占三大核心賽道

量子是構成世界能量的「最小單元」。科學家利用量子的特性，以微觀世界的法則重塑宏觀世界。

在傳統計算機領域，比特是最小資訊單位，由0和1兩種狀態組成；而在量子世界，量子比特可以同時處於0和1的疊加態，如同旋轉中的硬幣兼具正反兩面屬性；多個量子比特之間會形成糾纏，可用於高效協同運算；n個量子比特的狀態總數可達2的n次方，可用於提升算力維度。

在全球量子計算、量子通信和量子精密測量三大核心賽道上，中國科研機構與企業展現出與國際頂尖水平比肩的硬核實力。

量子計算被公認為量子科技中難度最高的領域，其目標是發明量子計算機，實現經典計算機無法完成的計算任務，這也是目前各國科學家及微軟、谷歌等科技巨頭的重點攻關方向。

起源於中國科學院量子資訊重點實驗室的本源量子，成功研製出搭載72位自主超導量子晶片的超導量子計算機「本源悟空」。據了解，「本源悟空」透過「本源司南」量子計算機作業系統與「本源天機」量子計算測控系統的軟硬體協同最佳化，目前已穩定運行超過兩年，累計完成全球163個國家和地區的80余萬個量子計算任務。

在通訊領域，量子密鑰分發具備竊聽即被感知的特性，讓通訊進入絕對安全時代。以量子保密通訊而知名的國盾量子，依托量子通信領域全球領先的專利佈局等，自主研發了五代量子保密通訊核心設備，助力建成世界首條千公里級量子保密通訊「京滬幹線」、國家廣域量子保密通訊骨幹網路、「天地一體廣域量子保密通訊網路」等重大工程，為量子通信從實驗室走向示範應用、規模化部署提供了關鍵技術支撐。

國儀量子重點聚焦量子精密測量領域，自主研發高端科學儀器。公司相關負責人向《證券時報》記者介紹，以核心部件金剛石量子探針為例，探針尖端直徑只有500奈米，大概是頭髮絲的1/100；這顆極微小的探針尖端，整合了尺度僅約0.5奈米的原子級感測器。就像溫度計可以感知人體體溫，要想對單個細胞和分子進行「聽診」，則需要更微觀、更靈敏的測量工具，這時，量子儀器就派上用場。國儀量子2018年推出國產首台商用X波段電子順磁共振波譜儀，一舉打破國外品牌的技術壟斷，讓我國量子精密測量技術在產業化方面取得重要突破。

當前，我國在量子科技三大細分領域的發展格局各異：在量子保密通訊領域，我國處於全球領先地位；在量子計算機研究領域，我國與美國齊頭並進，同屬全球第一方陣；在量子精密測量領域，我國在細分賽道局部領先，但在高端科學儀器等領域與發達國家仍有差距。

攻關技術瓶頸

我國高端科學儀器行業起步較晚，產業鏈上游高精尖零部件國產化存在明顯短板，中高端量子測量整機曾長期被國際巨頭壟斷，甚至面臨西方國家的出口管制和技術封鎖。此外，兼具深厚理論功底與產業化經驗的跨學科量子高端人才極度匱乏，成為制約產業發展的重要瓶頸。

嚴峻的現實，迫使中國企業走出了自己的道路。國儀量子相關負責人表示，為應對外部挑戰，公司自主攻克並掌握了「高均勻穩定磁場發生和控制」「自旋調控微波技術」「量子感測器設計加工」等底層硬核技術，推動儀器從核心部件到整機系統的自主可控。同時，公司制定了明確的發展規劃：在上游，深化本土供應鏈協作，推進關鍵部件自研自製，全面提升供應鏈的自主性與韌性；在下游，依托「量子科儀谷」推進全球應用網路建設，加速推動量子技術在工業製造、生命健康、能源等領域的產業化落地。

國盾量子副總裁周雷表示，實驗室技術走向產業化，關鍵在於實現核心器件自主可控，以及推動產品穩定可靠地實現工程化、規模化應用。公司發展過程中，曾面臨核心元器件供給受限、終端產品整合難度大、組網工程複雜等一系列挑戰。以單光子探測器為例，早年間，價格高昂且良品率低的國際產品，嚴重制約著我國量子通信產業的發展。面對核心組件「卡脖子」的被動局面，國盾量子聯合國內優勢單位，經過上千次實驗攻關，研製出性能顯著優於國際同類產品的國產單光子探測器。該系列產品支撐了「京滬幹線」「天地一體廣域量子保密通信網路」等重大專案，為量子通信規模化發展奠定了堅實基礎。

2025年，國盾量子推出全球首款四通道深度製冷單光子探測器，在探測效率、暗雜訊、整合度等關鍵指標上刷新世界(600628)紀錄，體積僅為國際同類產品的1/9。目前，公司自主研發的系列單光子探測器產品可滿足絕大多數單光子探測應用情境，可為超遠距離量子密鑰分發、單光子成像等實際應用提供高性價比的解決方案。

得益於廣東省科技廳的前瞻規劃，深圳國際量子研究院在電子光刻機、低溫冷頭、稀釋製冷機等量子科技核心儀器的研發上布局較早，在國外對我國實施技術禁運和封鎖前，相關技術已基本研製成功，成功突破了國外的技術「卡脖子」封鎖。

「沿途下蛋」邁向產業化

在某量子計算實驗室，記者看到一副對聯，上面寫著「披荊斬棘測數據、乘風破浪發核心」，橫批是「永不退稿」。現實是我國量子計算在實現核心論文刊發、技術瓶頸的突破之後，還需向產業化和商業化邁進。

周雷表示，量子科技的發展道路，走的並非技術成熟後推向市場的傳統路線，而是將科研與產業深度融合、實現「沿途下蛋」的創新發展之路。

「沿途下蛋」，是量子科技業界人士的一種說法，意思是在攀登科學高峰的過程中，將階段性技術成果及時轉化為產品落地。「沿途下蛋」這一模式貫穿量子通信、量子計算、量子測量三大領域，也正成為未來一段時間內量子科技從實驗室走向市場的核心路徑。

深圳國際量子研究院院長、中國科學院院士俞大鵬對記者表示，科學儀器研發必須實現批量生產和產業化（才能真正實現價值），過去很多國家儀器研發專案，做出樣機通過驗收後就被擱置，導致技術最終流失。有鑑於此，深圳國際量子研究院由各研發團隊的青年人才擔任創始團隊，各自成立公司，聚焦不同的核心技術和產品實現產業化，相關產品已開始市場化銷售。僅去年一年，研究院就孵化了八家這樣的科技企業，其中鯤騰卓越等企業已在量子計算硬體領域展現出較強的研發實力和產業化潛力。深圳國際量子研究院的實踐正是「沿途下蛋」的典型做法。

當前，儘管部分企業聲稱實現了產業化突破，但整體基礎仍較為薄弱，例如多數企業的銷售對象主要是高校和科研機構，用於科研用途；這類情境的市場規模相對較小，未來還需進一步拓展民用、工業等規模化應用情境，推動產業真正實現從實驗室到產業鏈的完整跨越。

多位受訪業內人士表示，當前量子計算的技術發展，遠未達到市場想像中的商用階段。量子計算仍是科研儀器，尚未誕生能落地的新算力，無法直接為企業提供實用服務，其下游客戶也僅限於科研院所、高校和少量創新型企業，用於技術嘗試與研究。除了在少數為量子計算機量身打造的數學問題上實現量子優越性外，現階段量子計算的核心任務，仍是追趕經典計算機。

「量子計算企業短期內的核心目標是活下去，持續累積技術、培育市場，等待技術與市場的雙重成熟。」俞大鵬認為，量子產業是長期賽道，量子計算則需要5—10年的培育期。他建議，要保持高強度研發投入、完善人才培養體系、強化產業鏈協同、引導耐心資本佈局，推動我國從量子科技大國邁向量子科技強國，助力「十五五」時期量子科技實現「量子通信全球領先、量子計算實用突破、量子測量規模應用」的目標。

（責任編輯：張岩 ）

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