2025年4月14日，美国ITI（信息技术产业委员会）发布《量子技术政策指南》。目前美国正处于多个方向量子技术从实验室走向产业化的关键窗口期，ITI认为在量子技术领域尤其是量子计算方面抢占先机，能够为美国带来显著的战略优势，ITI在此时间节点发布的指南聚焦于建言美国政府全力解决产业化瓶颈问题。目前中美在三大量子产业化方向各有优势，专利数量及产业化配套水平差异较大，预计中国将按照差异化路径进一步开展量子产业竞赛。
发布背景
目前美国正处于多个方向量子技术从实验室走向产业化的关键窗口期。美国自2018年通过《国家量子倡议法案》(NQIA)后，在美国政府统筹、产学研各类机构协同推进下，部分量子技术已经具备产业化条件或已经开始产业化。一是量子混合计算系统已经证实具备复杂场景精确模拟能力并在医药、材料学和复杂政务等领域开始应用。近期研究表明，量子计算与人工智能、高性能计算（HPC）在分析催化反应方面具有高度协同潜力，借助于大规模的密度泛函计算(DFT)，特别适合于量子-经典混合工作流程和复杂映射环境。2025年2月，通用动力信息技术 （GDIT） 和量子计算设备制造商 IonQ 宣布合作，旨在提高联邦政府机构的量子计算能力。与此同时，量子芯片技术取得关键突破，使得量子计算机有望数年内实现量产。2025年2月下旬，微软公司与国防高级研究计划局（DARPA）合作推出全球首款基于拓扑导体的量子芯片“Majorana 1”，未来可扩充到单个芯片放置100 万个量子比特，大幅缩短公用事业量子计算投产时限。二是量子传感器的精确测量能力已经达到医学、国防等领域需求。根据2025年1月美国政府责任署（GAO）报告，量子传感器是目前最为成熟的量子技术形式，可用来测量时空、重力和电磁场，典型商业化用途如磁共振成像(MRI)。目前美国能源部正在与国防部、美国宇航局合作，开发可供多个机构使用的量子传感技术。三是立体式后量子密码加密算法体系将广泛应用于金融支付通讯和加密卫星通信。美国国家标准与技术研究院（NIST）于2025年3月宣布将Hamming Quasi-Cyclic（HQC）算法列为后量子密码（PQC）标准化的后备型防御算法，这是自2016年12月启动PQC准化项目以来，经过对70多种算法进行长期评估与筛选，已经确定的既能抵御量子计算攻击又与现有通信协议兼容的第五种算法，预计2027年HQC标准将会落地。
指南主要内容以及战略考虑
ITI认为在量子技术领域，尤其是量子计算方面抢占先机，能够为各国和私营企业带来显著的战略优势。要取得这些战略上的进步必须克服多重挑战，比如高昂的研发成本、供应链难题、技术的不确定性以及培养熟练劳动力的挑战。指南全文着重于提出美国量子技术发展的六大政策基石，聚焦于解决产业化瓶颈问题，主要内容包括：一是多种手段释放创新与投资活力。包括四点，推动通过《国家量子计划重新授权法案》，通过公共资金长期资助高风险/高回报基础研究；通过税收优惠、联合研发计划（如美国的NQI法案）激励企业投资；推动量子计算与经典计算的混合应用，加速技术落地和商业化；加强量子出口管制政策协调，在技术保密与开放创新间寻求平衡，如量子传感领域的出口限制谈判。二是构建韧性供应链和技术人才储备。一方面增加供应链的自主可控和多元化供应，如减少对单一国家或企业的依赖（目前芬兰生产稀释制冷机、德国生产特种光纤），另一方面加强本土人才培养，满足量子技术生态系统所需的各类专业人才队伍需要。三是加快部署，应对网络安全挑战。一方面评估现有加密体系漏洞，推动标准化进程（如NIST的PQC项目），加快后量子密码（PQC）部署；另一方面，建立国家级测试平台，模拟量子攻击对金融、国防等关键领域的影响，积极应对量子威胁模拟。四是建立平衡治理机制。一方面建立风险适应性监管，根据具体使用背景制定差异化的管理规则，避免妨碍创新。另一方面，对现行的数据保护等法规进行评估和根据量子应用特征进行调整。五是加强国际合作，主导技术走向、避免技术碎片化。通过与行业标准组织（ISO/IEC量子技术工作组）开展国际标准协同，通过全球多边对话平台“量子发展小组”（Quantum Development Group）协调技术路线与供应链。
目前中美量子领域三大产业化方向各有优势
目前与美国相比，中国在量子通信、量子计算和量子传感三大产业方向各有优势领域，主要表现为：一是中国在量子通信工程化应用和网络规模上显著领先，美国实际部署进度滞后。中国一方面在量子基础设施与规模化部署保持全球领先，如拥有世界上最长的量子密钥分发网络“京沪干线”以及“墨子号”量子通信卫星等，在安全、长距离量子通信方面走在世界前沿，另一方面在量子密钥分发（QKD）、量子隐形传态以及量子隐形传态与经典通信共存技术等核心技术上实现领先，量子通信专利数量占到全球的49%。二是美国在超导量子计算硬件性能、算法专利和商业化方面更为领先，中国在光量子计算技术领域具有独特优势。在量子硬件方面，美国的硬件技术优势明显，超导量子计算专利全球占比56%，IBM、谷歌等公司推出了多款高性能量子计算芯片，如谷歌公司第一个低于阈值（在增加量子比特数量的同时降低错误率）的最新量子芯片Willow，在量子比特数量、芯片性能以及可扩展性方面取得显著进展。中国是全球唯一在光量子计算（“九章”）和超导量子计算（“祖冲之号”）两种技术路径并行发展的国家。在量子软件方面，美国科技公司和研究机构共同建立了相对完善的量子计算软件生态系统，如谷歌的TensorFlow Quantum等。中国在量子计算软件生态系统完善程度上有所不如。在商业化方面，美国企业积极推动金融、制药、材料科学等领域的商业化，并吸引了大量投资。中国在通信、金融、国防等领域也取得了一定应用成果，但在商业化深度上与美国存在差距。三是在量子传感领域中美两国实力相当，各有所长，竞争激烈。中国量子传感在空间精度领先水平更高，目前已在电力监测、芯片制造等领域使用的量子电流传感器和探测传感器已达到原子级别，而美国的量子重力仪和量子雷达技术的时间精度更高，达到10 1 秒水平。
建议我国进一步补齐短板，赢得量子产业竞争优势。
一是着力于缩短超导量子技术路线的核心技术差距。目前我国发现光量子技术虽然存在可在常温下运行、硬件成本相对较低以及能与光纤及集成光学技术兼容等优势，但是在逻辑门的可编程性有限，在通用量子计算任务中表现一般，也不能满足药物设计、新材料研发、金融建模等高计算强复杂度计算需要，更适用于量子通信、量子网络领域。中国仍需加强对美国超导量子比特数量与稳定性领先等指标的赶超。
二是加强量子多个产业方向的商业化应用广度和深度。我国企业虽在量子通信（如量子密钥分发）领域保持应用领先，但跨行业应用（如金融、能源）仍处于试点阶段。建议未来推动“量子算法+AI大模型”的复杂求解的行业应用落地,为金融证券、电网调度、医疗制造等高端私有环境客户，提供复杂问题求解场景的并发计算解决方案。可借鉴美国IBM与摩根大通合作推出多个成熟案例的做法，强强联合，在量子金融的投资组合优化、量子制药的高分子模拟等领域打造深度应用，如与金融机构深度合作开发量子优化算法用于全球资产配置，联合知名药企建立量子药物模拟平台，缩短新药研发周期。
三是引导推动“政产学研”联合创新生态，克服卡脖子问题。美国量子产业以私营企业（IBM、谷歌）为主导，形成“技术研发-资本投入-市场转化”闭环，并已形成成熟的开发工具链（如Qiskit），目前美国多名国会参议员也正在有意识地呼吁增强量子技术社区建设。中国量子产业领域目前缺少足够体量的龙头企业，整体产业生态严重依赖于政府项目，技术领先企业和互联网初创公司参与度较低，在量子编程语言、算法库等软件层面临“卡脖子”问题，迫切需要“政产学研”各界通力合作，打造联合创新生态。
本文作者
张小东
战略发展研究所
一级分析师
硕士，长期从事数字产业发展和政策研究，近年来专注于数字产业、合规管理、数字出海业务研究等领域。
佘丛国
战略发展研究所
高级分析师
西安交通大学企业管理硕士，长期从事数字产业和企业战略研究与咨询，近年来主要专注于AI大模型产业研究。
李晨清
战略发展研究所
二级分析师
硕士，就职于中国电信研究院，战略运营研究方向，长期从事金融科技、数字新消费、国际业务等研究。 
