中性原子量子计算市场 尺寸和份额 2026-2035

中性原子量子计算市场规模

2025年，中性原子量子计算市场规模为 1.34亿美元。预计2026年将达到 1.761亿美元，到2035年将达到 12亿美元；2026年至2035年的年均复合增长率（CAGR）为 23.9%。市场增长反映了主权量子计划、云端交付的访问服务、高性能计算（HPC）中心的硬件采购，以及投向容错架构的私人资本之间的协同发展。

中性原子量子计算将单独控制的原子置于光镊阵列或光晶格阵列中，并将其作为量子比特。里德伯态相互作用能够产生纠缠，而可重构的原子排列则使同一硬件系列能够支持模拟仿真、数字门执行和混合工作流。其商业价值主张在于扩大原子阵列规模，同时提升纠错能力、控制保真度以及与高性能计算环境的集成水平。

商业活动已经超越实验室演示阶段。QuEra 报告了其在2025年容错运行、资本筹集和部署活动方面的进展；Pasqal 的路线图则将可升级的中性原子平台定位为推动现有系统向容错配置过渡的平台 ^{[1]QuEra Computing, "QuEra Computing Marks Record 2025 as the Year of Fault Tolerance and Over $230M of New Capital to Accelerate Industrial Deployment", December 9, 2025, quera.com}。Atom Computing 与 Microsoft 的合作也展示了中性原子对于逻辑量子比特开发和云集成量子工作流的重要性。

中性原子具有差异化的规模扩展价值主张：大型原子阵列和可重构能力可以缓解固定量子比特布局所带来的限制，但其商业价值将取决于这些物理优势能否转化为可复现的逻辑性能、易用的软件和具有经济可行性的部署方案。因此，市场发展轨迹与原子数量等 headline 指标的相关性较低，更取决于开发人员将硬件演示转化为可靠且面向应用的系统的速度。该市场评估涵盖2022～2025年全球收入（单位：百万美元），并对2026～2035年进行预测。评估范围覆盖北美、欧洲、亚太地区、拉丁美洲以及中东和非洲地区，并从计算范式、应用领域、量子比特规模和终端用户需求等维度进行分析。

主要驱动因素

政府投资增加及国家量子技术计划不断推进

公共项目既支撑需求，也为降低未来系统成本所需的基础设施提供资金。在美国，QuEra 报告称其已推进至 DARPA 量子基准测试计划的 B 阶段；与此同时，Infleqtion 正牵头实施一项为期四年、金额达 5,000 万美元的伊利诺伊州中性原子项目，该项目获得了公共和私人参与方的支持。这些项目具有商业意义，因为它们为硬件认证、专业工程人才以及早期示范部署提供资金，而私人买家单独承担这些投入的可能性较低。

欧洲将广泛的研究资金与面向处理器的采购相结合。欧盟委员会将量子技术旗舰计划描述为一项长期计划，旨在推动量子技术在研究和工业开发领域的发展 ^{[2]European Commission, "Quantum Technologies Flagship", undated, digital-strategy.ec.europa.eu}。EuroHPC 的中性原子平台计划旨在开发适用于量子模拟和基于量子门运行的系统，并通过欧洲超级计算基础设施提供互操作性和访问能力。印度国家量子任务同样建立了国家级框架，推动量子计算发展至 2030～2031 年。这些计划为早期系统创造了客户基础，同时强化了本土供应链和集成能力。

基于云的量子访问和战略合作推动商业化程度不断提高

云端可用性改变了中性原子技术的采用顺序。Amazon Braket 提供对 QuEra Aquila 处理器的访问，使用户无需购买激光器、真空设备或控制系统即可试验中性原子工作负载。Pasqal 于 2025 年 3 月通过 Microsoft Azure Quantum 扩大了可用性，并在其 2025 年路线图中提出了更广泛的平台访问战略。

这种模式带来的不仅是访问范围扩大。它使制药、物流、金融服务和研究用户能够验证算法，同时帮助硬件供应商收集工作负载数据并完善产品需求。与云运营商和高性能计算（HPC）服务商建立合作关系，还能使量子处理单元（QPU）成为混合工作流的一部分，而不是孤立的科学仪器。这一点十分重要，因为实用量子工作负载通常需要大量经典预处理、编排和后处理。

可扩展、容错型中性原子架构不断取得进展

中性原子技术的进展越来越多地通过容错路径进行衡量，而不再仅仅关注原子数量。发表于《Nature Physics》的研究表明，在所提出的架构下，可重构原子阵列和量子低密度奇偶校验码能够支持固定开销的容错计算。这一发现意义重大：如果能够以明显更低的物理量子比特开销实现纠错，中性原子或许能够比依赖高度局部化布局的架构更高效地将大规模阵列转化为逻辑计算能力。

供应商路线图正围绕更大规模的阵列、更高保真度的控制和模块化升级路径逐步形成共识。Pasqal 的路线图提出向 1,000 个物理量子比特以及长期 10,000-atom 系统迈进；QuEra 则报告了其在 2025 年取得的容错和逻辑量子比特里程碑。当前的商业化制约因素已转向系统工程：光学控制、校准、原子补充和纠错执行必须协同运行，并达到足以满足客户环境要求的可靠性。

国防、航空航天和国家安全应用中的采用率不断提高

国防需求是一个早期切入渠道，因为相关机构能够支持更长的资格认证周期，并在广泛商业回报得到验证之前投资于相关能力。QuEra 参与 DARPA 基准测试活动，以及 Infleqtion 在伊利诺伊州开展的项目，体现了中性原子技术开发、政府采购与面向国家安全的技术生态系统之间的联系。

这一机遇并不局限于密码分析。国防与航空航天组织还在评估用于材料研究的量子模拟、用于复杂物流的优化，以及用于解决复杂建模任务的量子-经典混合计算。不过，采购仍将以证据为基础：买方需要的是安全的运行环境、可靠的可用性、软件集成能力和可验证的性能，而不是实验性的量子比特数量指标。

在制药、材料科学、金融和人工智能优化领域不断拓展应用

量子模拟仍然是最适合中性原子硬件的应用领域，因为模拟里德堡阵列能够原生表示各类相互作用的量子系统。Pasqal 的路线图显示，该公司已与各行业的企业用户和科研用户开展合作；QuEra 也报告了与生命科学及科学计算工作负载相关的合作。这些合作具有商业意义，因为它们推动需求从对通用技术的评估转向针对具体问题的工作流开发。

优化和人工智能相关用例可能会以不均衡的方式出现。中性原子能够高效编码特定的图问题和模拟问题，但其价值主张将取决于问题构建、数据准备以及与经典计算系统的集成。最具潜力的早期机遇将来自这样的场景：量子系统能够针对已知的高成本计算瓶颈进行测试，而不是依赖有关量子优势的宽泛论断。

主要制约因素

扩展容错中性原子量子系统的高昂成本

中性原子能够避免部分超导硬件所需的冷却要求，但大规模系统仍需要复杂的激光、光学、真空、成像和控制系统。当供应商增加冗余控制、纠错资源、校准能力和高性能计算集成时，资本负担还会进一步上升。因此，早期本地部署采购仍主要集中在国家实验室、政府机构和大型科技组织。

制造规模是关键经济变量。Fraunhofer HHI 的 Q-PLANET 计划旨在建立欧洲首条用于中性原子量子芯片组件产业化的试验生产线 ^{[3]Fraunhofer HHI, "Kick-off for Q-PLANET: European Pilot Line for the Industrialization of Neutral Atom Quantum Chips", undated, hhi.fraunhofer.de}。在供应链成熟且标准化子系统降低集成成本之前，云端交付仍将是许多商业用户更易采用的路径。因此，该市场可能沿两条路径发展：高端专用部署，以及低投入承诺的云端使用。

量子就绪型人才和软件生态系统有限

人才需求涵盖原子物理学、光学工程、控制电子学、量子算法和高性能软件。这种复合型人才要求限制了能够独立部署和运行先进系统的组织数量。即使是资金充足的买方，也可能依赖供应商提供校准、工作流开发和集成支持。

软件带来了另一项并行制约因素。可重构原子阵列需要编译器和调度方法，同时考虑原子移动、连接性、脉冲控制和测量约束。Pasqal 的软件与云访问计划有助于扩大开发者群体，但生态系统的成熟仍将取决于可复用工具、经过基准测试的应用程序库，以及能够将商业或科学问题转化为适配硬件的工作负载的专业人才。

这一机制也带来了时间安排方面的风险。云环境中的需求可能迅速扩大，但如果用户未能获得足以支持专用采购的性能优势，需求增长不会立即转化为硬件收入。具备可信升级路径、强大混合系统集成能力和稳固应用开发合作关系的供应商，将更有能力把实验性使用转化为持续的系统销售。

中性原子量子计算市场细分分析

按计算范式

数字门型系统

2025 年，数字门型系统创造的收入约为 9,450 万美元，占市场收入的 70.5%。预计该细分市场规模将于 2026 年达到 1.257 亿美元，并在 2035 年达到 9.590 亿美元，预计年均复合增长率（CAGR）为 25.3%。该细分市场的领先地位反映出其与通用量子电路、纠错协议、优化、密码学以及更广泛软件工作流的兼容性。QuEra、Pasqal 和 Atom Computing 均在推进基于门控或可升级的数字化能力。

模拟量子模拟器

2025 年，模拟量子模拟器创造的收入约为 2,120 万美元，预计到 2035 年将达到 1.032 亿美元，年均复合增长率约为 16.3%。该类别通过设计哈密顿量而非通用门序列，满足科学模拟和部分优化工作负载的需求。Amazon Braket 提供对 QuEra 的 Aquila 的访问，Pasqal 也已推出模拟部署方案，因此模拟量子模拟器是当前研究人员测试基于里德堡原子工作负载时最易获得的模式 ^{[4]Amazon Web Services, "Amazon Braket - Quantum Cloud Computing Service", undated, aws.amazon.com}。

混合数字—模拟系统

2025 年，混合数字—模拟系统的收入约为 1,830 万美元，预计到 2035 年将增长至 1.517 亿美元，年均复合增长率为 22.8%。该类别受益于供应商的升级策略：客户可以从模拟工作负载入手，并随着硬件成熟而增加数字控制功能。EuroHPC 的中性原子计划和 Pasqal 的路线图支持向兼顾模拟与可编程门型应用的平台过渡 ^{[5]European High Performance Computing Joint Undertaking, "Neutral-Atom Platform Technologies", undated, eurohpc-ju.europa.eu}。

按应用领域

量子模拟是最成熟的应用领域，因为中性原子阵列天生适合对相互作用的量子系统进行建模。优化是不断增长的商业应用场景，涉及物流、调度以及部分金融问题，尤其适用于能够有效编码为基于图的问题结构。量子机器学习和人工智能加速仍处于较早期的发展阶段，但 Infleqtion 的项目已将中性原子纳入与人工智能相关的研究与开发领域。

密码学和量子安全领域的需求主要来自政府和国防部门对未来量子能力的评估。其他应用包括基础研究、材料建模，以及气候或化学相关的模拟。这些类别的商业化采用将取决于相对于相关经典方法的经验证性能，而不仅仅取决于硬件规模。

按量子比特规模

截至 2025 年，最多 300 个量子比特的系统规模约为 7,520 万美元，占市场收入的 56.1%，预计到 2035 年将以约 16.2% 的年均复合增长率（CAGR）增长。这反映了已部署且可通过云访问的基础规模，其中包括 QuEra 的 256-qubit Aquila 系统。

301～1,000-qubit 类别在 2025 年创造了约 3,410 万美元的收入，预计将以约 24.7% 的年均复合增长率扩张。该类别体现了从可便捷使用的早期处理器向能够执行更高要求模拟和数字工作负载的系统过渡。超过 1,000-qubit 的细分市场在 2025 年的规模约为 2,460 万美元，预计将以约 34.3% 的年均复合增长率增长，相关增长由面向更大规模阵列的技术路线图和公共采购计划提供支持。

按最终用户

高性能计算（HPC）中心和国家实验室引领了市场需求，2025 年规模约为 6,640 万美元，占市场收入的 49.5%。欧洲高性能计算部署和国家级系统集成工作进一步巩固了其采购方地位。政府和国防部门在基准测试、安全及战略技术项目的支持下，2025 年创造了约 3,090 万美元的收入。

制药和生物技术是增长最快的最终用户类别，预计 2026 年至 2035 年的年均复合增长率约为 32.4%。随着药物发现和分子模拟团队测试量子赋能的工作流程，该细分市场的规模将从 2025 年的 570 万美元增至 2035 年的 1.032 亿美元。学术和研究机构通过云访问及合作项目继续发挥重要作用，而“其他”类别包括通过应用试验进入市场的金融、物流和工业用户。

增长最快的制药领域和超过 1,000 个量子比特的系统彼此相互关联。当规模更大且具备错误管理能力的系统能够以可重复的结果解决具有科学意义的分子问题时，制药领域的需求将变得更加重要。能够将高量子比特数量的技术路线图与范围明确且具有经济价值的应用场景相连接的供应商，相较于仅依赖规模里程碑的供应商，将更有可能获得持续的商业需求。

中性原子量子计算市场区域分析

北美

2025年，北美市场收入约为 7,650 万美元，占全球收入的 57.1%；预计到 2035年将达到 6.555 亿美元，年均复合增长率（CAGR）约为 23.2%。2025年，美国市场规模约为 7,430 万美元，受 QuEra 的资本投入和政府项目活动、Atom Computing 与 Microsoft 的合作关系以及 Infleqtion 的伊利诺伊州项目支持 ^{[6]GeekWire, "Microsoft and Atom Computing leap ahead on quantum frontier", November 2024, geekwire.com}。加拿大市场规模仍然较小，但有望受益于量子系统部署计划以及毗邻高性能计算（HPC）的需求。

欧洲

2025年，欧洲市场规模约为 4,800 万美元；预计到 2035年将达到 4.273 亿美元，年均复合增长率约为 23.7%。德国和法国依托公共资金、国家计算基础设施、planqc 的项目以及 Pasqal 的部署，引领区域市场活动。欧洲的政策支持和 EuroHPC 采购为科研活动向已部署系统及可通过云访问的算力转化提供了路径。英国、意大利和西班牙仍属于规模较小的市场，但区域项目能够创造专业化部署和集成机遇。

亚太地区

2025年，亚太地区市场规模约为 820 万美元；预计到 2035年将扩大至 1.214 亿美元，年均复合增长率约为 29.9%。2025年，中国以约 590 万美元的市场规模引领当前区域收入。CSIS 记录了中国推动量子技术发展的更广泛行动，包括发展国内能力和推进商业化目标 ^{[7]Center for Strategic and International Studies, "Understanding China's Quest for Quantum Advancement", January 29, 2026, csis.org}。印度国家量子任务为国内量子技术发展提供了重要的机构框架，而 QuEra 在 AIST 的部署则支持日本在高性能计算集成量子活动中的地位。

日本、韩国、印度和澳大利亚均从较小的收入基础起步，但随着国家项目、科研机构和本地供应商不断建设应用与集成能力，这些市场有望快速增长。该地区的扩张将取决于国内硬件生态系统能否与进口云访问服务及科研合作同步发展。

拉丁美洲

2025年，拉丁美洲市场规模约为 51 万美元；预计到 2035年将达到约 360 万美元，年均复合增长率为 21.1%。巴西是该地区主要的科研市场，而墨西哥和阿根廷的大学及公共部门量子技术活动仍处于较早阶段。需求可能仍主要集中于云访问、学术合作和定向公共科研，而非专用硬件采购。

中东和非洲

2025年，中东和非洲市场规模约为 80 万美元；预计到 2035年将达到 610 万美元，年均复合增长率约为 22.2%。2025年，沙特阿拉伯市场规模约为 55 万美元，Pasqal 已披露的客户关系和区域部署目标为企业兴趣提供了支持。阿联酋的相关活动初期也可能与主权先进计算项目及合作伙伴关系相关。南非仍以科研活动为主。

亚太地区是区域再平衡的主要来源。中国的国内量子发展议程、印度的国家量子任务以及日本与高性能计算相关的活动，为自主能力和本地采购建立了更广泛的基础。该地区较高的增长率反映出其起点较低，但也表明中性原子供应链和应用开发正逐渐减少对北美和欧洲的集中依赖。对于供应商而言，本地合作伙伴关系以及对国家技术战略的遵循，将日益影响市场准入。

中性原子量子计算市场份额与竞争格局

该市场集中于少数硬件开发商。2025年，QuEra Computing、Pasqal、planqc、Atom Computing 和 Infleqtion 合计约占全球收入的 85.9%。竞争差异化取决于容错进展、云和高性能计算集成、系统交付能力、资本获取能力以及应用合作伙伴的质量。

2025年，QuEra Computing 的市场份额估计为 44.5%。该公司报告称，2025年新增资本超过 2.3亿美元，并取得了容错运行方面的进展，同时开展了包括日本 AIST 环境在内的部署活动。其市场地位体现了云接入、硬件项目和研究合作的综合优势。

Pasqal 的市场份额约为 21.0%。其战略重点是可升级的中性原子平台、云服务可用性、欧洲高性能计算部署，以及通过 Q-PLANET 开展的产业化活动 ^{[8]Pasqal, "Pasqal Expands Access to Quantum Computing Capabilities", March 13, 2025, pasqal.com}。该公司的企业合作关系也为学术市场以外的应用验证提供了路径。

planqc 的市场份额约为 12.0%，目前正在开发光学晶格中性原子系统。该公司在德国开展的项目，包括 MAQCS 计划，使其融入欧洲公共采购和超级计算生态系统。

Atom Computing 的市场份额约为 5.0%。该公司与 Microsoft 在逻辑量子比特和 Azure Quantum 集成方面的合作，使其在云连接的容错开发领域形成了差异化定位。

Infleqtion 的市场份额约为 3.4%。该公司的伊利诺伊州中性原子项目面向一套 100-logical-qubit 系统，并强化了其在美国公私合作量子开发中的作用 ^{[9]Quantum Computing Report, "Infleqtion to Lead $50 Million Neutral Atom Quantum Technology Program in Illinois", July 23, 2025, quantumcomputingreport.com}。

区域参与者包括北美的 AtomQL、亚太地区的 CAS Cold Atom Technology、EQCITED 和 Yaqumo，以及欧洲的 Logiqal 和 OQT。Q-Factor 作为一家细分领域参与者开展业务。这些公司可能通过专业软件、组件、研究或应用领域的定位展开竞争，但近期系统收入的最大份额仍集中于成熟的硬件开发商。

近期行业发展

• 2025年12月：QuEra 报告了 2025 年取得的创纪录进展，包括新增资本超过 2.3亿美元、容错里程碑以及工业部署活动。
• 2025年3月：Pasqal 通过 Microsoft Azure Quantum 扩大了其量子计算能力的接入范围。
• 2025年6月：Pasqal 发布了路线图，概述了从当前平台向容错系统发展的路径，其中包括扩大原子阵列和增加逻辑量子比特数量的目标。
• 2025年7月：Infleqtion 被选中牵头伊利诺伊州一项金额为 5,000 万美元的中性原子量子技术项目。
• 2025年：EuroHPC 推进了中性原子平台计划，用于量子模拟和基于量子门的计算，并与欧洲高性能计算（HPC）基础设施集成。
• 2025年：Fraunhofer HHI 宣布推出 Q-PLANET 试点生产线，旨在推动欧洲中性原子量子芯片组件的产业化。
• 2024年：《Nature Physics》发表的研究提出了一种适用于可重构原子阵列的恒定开销容错方法。