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量子计算已进入实用化应用场景探索的新阶段，化工、金融和制药有望率先受益。量子计算硬件的飞速
发展推动百位量子比特的含噪声中等规模量子计算机（NISQ）时代到来，以NISQ 样机为基础的实用化
应用场景探索逐渐成为业界的研究热点。目前应用探索主要集中在量子模拟、量子组合优化和量子线性
代数三大方向。量子模拟可以在原子尺度模拟微观系统相互作用，应用集中在物理模型、生物制药、材
料研究等领域，发展趋势从提供物理现象的定性演示向为应用问题提供解决方案演进；量子组合优化是
使用量子算法来解决组合优化问题，这类问题通常是NP 难问题，在经典计算中难以获得全局性最优解。
量子组合优化可以提升优化方案的效率和准确性，应用于涉及复杂多变量组合优化的量化金融、交通规
划、气象预测等领域；量子线性代数基于量子计算机解决涉及矩阵和向量的线性代数问题，量子机器学
习、密码破译等领域是主要应用方向。目前量子计算的应用处于发展早期阶段，多领域探索广泛开展但
应用尚未落地。根据技术成熟度与潜在价值来看，化工、金融和制药有望率先受益。
1、化工：量子计算助力化工材料研发加速及行业降本增效
量子计算在化学合成、材料设计、能源开发等方面前景广阔，能够助力化工行业研发创新、降本增效、
绿色发展。首先，量子计算能够加快化工行业的研发进程。在化工领域，微观结构的变化对于宏观效果
的呈现具有较强影响。为了精确模拟微观结构，需要匹配复杂度极高的计算，传统计算机算力有限，逐
渐成为化工研发加速的瓶颈之一。量子计算能够创造大量算力，通过构建更高精度的模型，研发人员能
够更好掌握和优化分子结构与化学反应机理，这为新材料、新配方的开发奠定了基础。其次，量子计算
能够实现化工领域的降本增效。采用量子计算，可以研发出更高效的催化剂，将其应用在化工领域，能
够提高反应效率、降低原料消耗，从而为企业节省大量成本。2019 年本源量子推出化学应用系统Chemi
Q，是国内首个针对量子化学的算法应用程序，其量子计算解决方案能够用于二氧化碳催化过程的模拟、
甲烷催化过程的模拟，帮助化工企业寻找更为高效的催化剂；进行锂电池材料模拟，从而开发出新型锂
离子电池，对传统产品进行更新迭代。在海外，2020 年IBM 推出了RoboRXN 人工智能模型，用于原料成分和反应程序的预测；2020 年Google 也利用其Sycamore 量子处理器成功模拟了二氮烯分子异构化反应过程及结合能，实现了当前最大规模化学反应模拟计算。据此，量子计算对于化学领域有所裨益，未来渗透率还将进一步提升。
2、金融：量子计算将革新投资组合优化、模拟定价、欺诈侦测等多种能
力
金融是量子计算的“第一波产业”，量子计算将革新投资组合优化、模拟定价、欺诈侦测等多种能力。
根据麦肯锡数据，在量子计算创造短期价值的100 个案例中，金融领域占了28 个，是所有行业中最多
的，且具有较高的中长期潜在价值。优化、模拟和机器学习是量子计算将革新的能力。在优化方面，投
资组合优化存在“维度诅咒”：即数据维度和量的迅速增加导致数据分散且难以聚类，而量子计算的量
子退火（D-Wave 的系统）和基于门的模型（IBM 的设备）等可以解决这一问题；在模拟方面，量子计算通过加速蒙特卡洛方法减少估计误差，被应用于普通期权、多资产期权和路径依赖型期权等多种衍生品
定价，也能够以较高的精度确定风险价值（VaR）和风险评估工具条件风险值（CVaR）从而更好地防范
金融风险；在机器学习方面，量子计算显著有效地加速大规模神经网络中的深度学习，彻底解决银行的
“计算能力瓶颈”，深化人工智能在银行业信用评分、反洗钱、智能营销等领域的应用。此外，长期来
看，古典和新古典经济学理论的基础是均衡，而量子理论将价格视为不确定的数量，量子金融远期更大
的贡献可能是改变金融领域问题的形成、结构和建模的方式。
3、制药：量子计算赋能制药各个环节，更高效且精准
量子计算赋能制药各个环节，更高效且精准。药物研发的起点是靶点识别，分子结构预测是其中的重要
内容。对于传统的计算机辅助药物设计（CADD）和新兴的AI 辅助药物设计（AIDD）而言，由于算力限
制和缺乏数据支撑，很难得到动态、精确的构造过程。以蛋白质结构预测为例，在缺乏实验数据时，
Alphafold 可以通过比较序列相似性预测得到蛋白结构，但却无法得到蛋白在体内的动态变化过程。而
量子计算可以利用从头计算法，模拟氨基酸之间、分子同环境之间的相互作用，得到较为精确的蛋白靶
点的结构变化。药物研发中期主要聚焦于药品的化学表现和分子设计，需要大量运算模拟，是量子计算
未来可重点切入的市场。目前量子计算在制药领域应用的大部分工作就是研发中期的筛选化合物和化合
物的结构优化。在药物研发后期的临床试验环节，量子计算能更准确地模拟药物在人体内的吸收、分布、
代谢和排泄过程，可以避免人类作为测试载体。药物研发的投入高、周期长，根据麦肯锡数据，新药从
开始研发到推向市场平均需要二十亿美元和十年以上的时间，而量子计算可以赋能制药各个环节，使目
标识别、药物设计和毒性测试不再依赖试验和错误，大幅提升效率和精准性。
1、NVIDIA
英伟达积极推出量子计算与经典计算交互产品。英伟达于GTC 2022 开发者大会推出用于加速量子计算
的cuQuantum 软件开发包，并在同期积极开发量子编译器nvq++以用于量子计算机与经典计算机的交互。
2022 年7 月，英伟达发布统一计算平台——NVIDIA 量子优化设备架构（QODA），以加快在人工智能
（AI）、高性能计算（HPC）、医疗、金融和其他学科的量子研发突破。GTC 2023 开发者大会，英伟达发布全球首个GPU 加速的量子计算系统NVIDIA DGX Quantum，该系统有助于集成量子处理单元与经典处理单元，其结合了NVIDIA Grace Hopper 超级芯片和the Quantum Machines OPX+控制系统，从而以最高性能运行混合算法、量子纠错、校准和控制；此外，DGX Quantum 使用PCIe Gen5 互连在GPU 和QPU之间以提供亚微秒级的低延迟，进而加速QPU 相干时间内的量子纠错等基本工作负载。
CUDA QUANTUM 社区不断扩大，助力数字中心加速计算或为未来趋势。SC23 大会上，英伟达公司高性能计算和超大规模数据中心业务副总裁伊恩·巴克表示过去两年时间内英伟达量子计算平台已经积累了
120 多家合作伙伴。CUDA Quantum 是一个用于CPU、GPU 和量子计算机（也称为QPU）编程的平台，英伟达与其合作者主要基于该平台。目前，英伟达已经与Anyon Systems、Atom Computing、IONQ、ORCAComputing、Oxford Quantum Circuits、罗尔斯-罗伊斯和QuEra 合作，将CUDA Quantum 整合到他们的平台中；量子软件公司Agnostiq 和QMware，多个超级计算中心，如国家先进工业科技研究所、IT 科学中心（CSC）和国家超级计算应用中心（NCSA）、尤利希超级计算机中心(FZJ)也正与英伟达合作。此外，伊恩·巴克还表示量子计算未来的趋势在于数据中心规模的加速计算与英伟达全栈式创新相结合。
2、本源量子
国内量子计算龙头企业，布局兼具超导量子与硅量子技术。本源量子2017 年成立于合肥市高新区，团
队技术起源于中科院量子信息重点实验室，创始人为中国科学院院士郭光灿和中国科学技术大学教授郭
国平；2021 年9 月发布未来五年量子计算技术规划路线图，规划至2025 年将实现1024 量子比特；2022年1 月宣布自主建设的两大实验室正式启用，并将覆盖从量子芯片到量子计算整机软硬件的全栈式开发。本源量子是中国首家可交付量子计算机工程机的公司，是国内目前唯一同时开展超导量子计算与硅基半导体量子计算工程化的团队，本源量子已先后推出了6 比特超导量子芯片夸父KFC6-100、24 比特超导量子芯片夸父KFC24-100、64 比特超导量子芯片KFC64-200、72 比特超导量子芯片KFC72-300，以及第二代硅基自旋二比特量子芯片玄微XWS2-200，其中第三代自主超导量子芯片——“悟空芯”(夸父KFC72-300)于24 年1 月6 日上线，是目前中国最先进的可编程、可交付超导量子计算机。到4 月8 日，“本源悟空”先后被117 个国家（地区）用户访问超534 万次，并成功完成16.8 万个全球量子计算任务。
3、国盾量子
作为中国量子信息技术产业化的开拓者、实践者、引领者，公司坚持“一体两翼”战略，在持续深耕量
子通信核心业务的同时，积极发展量子计算和量子精密测量业务，以及量子安全相关业务。
公司募投项目“量子计算原型机及云平台研发”顺利结项，超导量子计算机整机集成和云服务等技术能
力得到进一步提升。公司在导入前沿成果基础上研制的超导量子计算机核心组件稀释制冷机的运行指标
已达到国际同类产品先进水平，室温操控系统已可操控千比特以上大规模量子芯片。
4、国仪量子
国仪量子成立于2016 年12 月，源于中国科学技术大学，是国内第一家以量子精密测量为核心技术的国
家高新技术企业，主要从事量子精密测量、量子计算和高端科学仪器等技术和相关产品的研制、生产与
销售。公司秉承“为国造仪”的理念，积极为解决“卡脖子”问题贡献力量，陆续研制并发布了国际首
台量子钻石原子力显微镜、金刚石量子计算教学机，国内首台商用脉冲式电子顺磁共振谱仪、场发射扫
描电子显微镜；发布了量子测控系列产品锁相放大器、任意波形发生器，比表面吸附系列产品比表面及
孔径分析仪、高温高压气体吸附仪等20 余款新产品，以上多款仪器突破国际禁运，在关键性能指标上
实现了超越。公司产品已经交付到清华大学、上海第九人民医院、华为公司等数百家客户，并在德国、
美国、以色列等国家完成海外交付。公司同时致力于用量子技术赋能各行各业，已经在石油勘探、生命
科学、先进材料、电力电网等领域实现了示范应用。
5、科大国创
数据智能引领数智化转型，全面推进AI+。科大国创源自中国科学技术大学，是国内领先的数据智能产
品和服务提供商，国家软件竞争力百强企业。公司以数据智能平台和高可信软件为核心技术，打造软硬
件一体化的数字化新能源产品，主营数字化应用、产品和运营三大板块，推动行业客户数智化转型，是
数据智能与高可信软件的引领者，智能汽车+智慧储能的领先者。公司核心技术涵盖数据智能平台、高
可信软件及科创星云大模型，全面推进AI+，广泛应用于运营商、政企、智能汽车、储能等领域。公司
数字化应用助力国内外500 强企业数字化转型；数字化产品如智能BMS 和储能系统配套超百万辆新能源
汽车及百兆瓦级储能；数字化运营搭建智慧物流云平台，服务40 万+车主和5000 家物流企业。
中标电信储能项目，加速算力与新能源融合布局。海量的存储和运算正在推动能源需求发生剧变，数据
中心的储能订单陆续开启招标。公司在算力中心及储能领域布局显著，凭借其深厚的技术积累和行业经
验，成功中标中国电信（安徽）智算中心储能项目（一期），公司为第一中标候选人。该项目采用磷酸
铁锂电池集装箱储能技术，旨在通过削峰填谷、压降电费的方式，为智算中心提供高效、可靠的储能解
决方案。一期建设规模为25MW/200MWh，合作分成期为10 年，采购估算金额达3.74 亿元。此次中标不仅展现了科大国创在储能领域的技术实力，也为其在算力中心基础设施建设中提供了重要支撑，有望进
一步提升公司在数据中心及算力领域的市场份额。此外，科大国创的储能业务还涵盖了智能电池管理系
统（BMS）和储能能量管理系统（BEMS）的研发与应用，其产品已广泛应用于新能源汽车和储能系统，
配套超百万辆新能源汽车及百兆瓦级新型储能系统。
参股国仪量子，深度布局量子科技产业链。国仪量子是一家以量子精密测量和量子计算为核心技术的高
科技企业，拥有国际领先的科学装置平台和高精度量子传感器等技术。科大国创持有国仪量子2.75%的
股权，双方在高端精密仪器领域的系统软件及高可信软件等领域开展了相关交流合作。同时，公司与相
关方围绕量子科技的应用开展交流与合作，积极参与了中电信量子云管平台等相关软件业务合作。随着
量子计算技术的不断突破，公司有望在这一新兴领域发挥更大的作用。
6、神州信息
金融信创、海外业务加速布局推进。在金融信创领域，2024Q1 公司交付完成了成某股份制大行数据中心搬迁服务。公司“一体化数据智能开发平台”、“数据资产平台”和“支付中台”等三项解决方案成功
入选金融信创生态实验室评选的“第三期金融信创优秀解决方案”，其中“数据资产平台”解决方案入
选“实验室推荐优秀解决方案”。在海外业务方面，公司重点依托海外业务平台、广州海外基地，扩大
产品研发和售前支持团队，持续提升海外数字金融服务水平和竞争力，有序推进汇丰银行（中国）核心
项目群、Singapore Gulf Bank、Goldman MFB 等海外银行核心项目的交付工作。
公司在量子通信领域具有一定技术积累。2024 年两会政府工作报告中提出，要制定未来产业发展规划，
开辟量子技术、生命科学等新赛道。公司较早参与了我国量子通信技术验证和应用推广，参与了我国在
全球领先构建的“星地一体化”量子通信广域网络建设，随后陆续承建“京沪干线”“武合干线”“沪
合干线”“汉广干线”“粤港澳湾区”等多条国家骨干网，贵州省网和北、上、广、深等十余城域网，
助力完善量子应用相关配套设施。同时携手国盾量子等成立子公司“神州国信”，探索相关产品研发及
行业应用。在金融行业，公司服务了20 多家金融机构，助力金融机构实现信息加密传输，在部分业务
系统中应用量子通信强化安全防护，为未来量子通信在金融行业应用提供良好示范典例。
