量子计算硬件市场 尺寸和份额 2026-2035

量子计算硬件市场规模

2025年，全球量子计算硬件市场规模为 7.02 亿美元；2026年将达到 9.126 亿美元，预计到2035年将扩大至 155 亿美元，2026年至2035年的年均复合增长率（CAGR）为 37%。

硬件支出正从孤立的实验室系统转向可部署的整体解决方案，涵盖处理器、低温基础设施、控制电子设备以及由云端运营的访问服务。该整体解决方案的商业价值，与其说取决于量子比特数量本身，不如说取决于处理器能否在其配套基础设施实现规模化制造、安装和运营的同时，持续降低逻辑错误率。

不同部署模式下的需求仍将呈现不均衡态势。主权买家和研究机构可以针对受控工作负载，为专用安装提供合理性依据；而云端访问则降低了企业的资本门槛，使其无需拥有设备即可获得实验能力。因此，37.0%的增长前景依赖于处理器能力与处理器周边硬件系统的协同扩展，而不是依赖某一种架构或某一类最终用途。

主要驱动因素

政府计划日益影响量子硬件的安装地点以及获得投资的供应链。ECIPE 估计，未来十年公共部门对量子技术的累计承诺金额将达到 400 亿至 500 亿美元，其中包括中国约 150 亿美元、欧盟约 100 亿美元以及美国约 50 亿美元 ^{[1]European Centre for International Political Economy, Benchmarking Quantum, Policy Brief No. 06/2025, March 2025, ecipe.org}。日本于 2025 年宣布投入 1.05 万亿日元用于下一代半导体和量子研究与开发，进一步释放了重要的产业政策信号。这类计划能够为系统创造早期需求，但也会决定制造能力和技术人才的布局地点。

纠错是影响最为重大的技术驱动因素，因为它改变了整个硬件堆栈的价值。Google 的 Willow 结果显示，一个 distance-7 逻辑存储器的寿命超过最佳物理量子比特，倍数达到 2.4 ± 0.3。要扩大这一成果的规模，仅靠改进处理器并不足够：更大的编码会增加对低温布线、微波控制、校准和经典解码的需求。即使量子处理器（QPU）收入仍集中在数量较少的开发商手中，能够缓解这些系统级约束的供应商也有望从中受益。

美国的后量子迁移构成了另一项战略催化因素。美国国家标准与技术研究院（NIST）于 2024 年 8 月最终确定 FIPS 203、FIPS 204 和 FIPS 205，为密钥封装、数字签名和基于哈希的签名建立了相关标准 ^{[2]U.S. National Institute of Standards and Technology, NIST Releases First 3 Finalized Post-Quantum Encryption Standards, August 2024, nist.gov}。美国国家安全局（NSA）的后量子网络安全计划则为国家安全系统设定了相应的迁移预期。这些举措并不能保证量子计算机会立即产生采购需求，但会持续推动公共部门和国防用户对量子相关研究、密码测试、传感及通信基础设施进行投资。

Bluefors 于 2024 年 9 月扩建了其位于纽约州锡拉丘兹的生产设施，并表示此次扩建使其美国生产能力提高了约 45%。对于超导系统而言，这类扩建十分重要，因为处理器若没有配套的低温基础设施便无法部署。因此，即使处理器开发取得进展，制冷设备的供应能力仍可能限制安装进度。

主要制约因素

直接拥有量子硬件的成本仍然高昂，因为购买量子硬件本质上是购买一整套系统，而非单独购买处理器。超导量子计算设施需要稀释制冷机、热管理系统、屏蔽设备、布线、微波生成设备、读出电子设备以及专业操作 expertise。这种组合更有利于国家实验室、政府、主要研究机构和云运营商，因为这些机构能够在多个项目或客户之间分摊设备使用率。

技术扩展仍是更根本的制约因素。Google 的纠错研究估计，在所研究的表面码方案下，实现 10^-6 的逻辑错误率需要一个包含约 1,457 个物理量子比特的 distance-27 逻辑量子比特。这意味着，可信的纠错里程碑尚不等同于经济可行的容错计算。随着系统规模扩大，硬件开发商仍需管理相关错误、控制通道密度、低温热负荷以及低延迟解码等问题。

架构选择也决定了制约因素的性质。基于门的量子计算平台致力于通用电路执行和容错发展路径，而量子退火平台则专注于专业化优化问题。后者无需遵循相同的通用计算路线图，即可处理特定工作负载，但其应用范围更为狭窄，因此受益于更广泛容错计算机遇的程度有限。

可扩展性仍是市场面临的决定性技术不确定因素。从低于阈值的逻辑存储到应用规模的容错计算，需要规模大得多的物理系统，以及相应更高密度的控制和低温架构。因此，即使广泛的容错计算实用性需要更长时间才能显现，近期收入仍可通过主权采购、云端访问和专业化工作负载实现增长。因此，对硬件供应商的评估应重点关注其降低系统集成约束的能力，而不应仅依据量子比特数量等 headline 指标。

量子计算硬件市场细分分析

按硬件架构划分

基于门的系统占据市场主导地位，2025 年收入为 5.192 亿美元，占比 74.0%，预计到 2035 年将达到 125.133 亿美元，年均复合增长率为 38.2%。其优势在于能够对广泛的量子电路进行编程，并且与纠错架构相契合。超导、离子阱、中性原子、光子、硅自旋及其他基于门的技术路线均在争夺相同的战略预算，但其商业前景取决于保真度、连通性、可制造性和控制复杂度等因素的不同组合。

退火系统的收入为 1.828 亿美元，占 2025 年收入的 26.0%，预计到 2035 年将以 33.1% 的年均复合增长率（CAGR）达到 30.312 亿美元。其较低的增长率反映出该系统主要专注于优化等范围更窄的工作负载，而非技术相关性不足。在用户重视专业化问题求解能力的场景中，退火硬件具有吸引力，但其无法覆盖与通用容错量子计算相关的全部潜在可服务市场。

按组件类型

低温系统是最大的组件类别，2025 年收入为 2.138 亿美元，占 30.5%，预计到 2035 年将以 32.6% 的年均复合增长率达到 34.198 亿美元。该类别包括稀释制冷机、低温制冷机、热管理设备、电缆、连接器和振动控制系统。Bluefors 在美国扩充产能表明，制冷机生产对于超导系统的部署进度仍具有商业意义 ^{[3]Bluefors Oy, Bluefors Opens Expanded U.S. Production Facilities, September 2024, bluefors.com}。

控制与读出电子设备 2025 年收入为 1.917 亿美元，预计到 2035 年将以 35.8% 的年均复合增长率达到 38.861 亿美元。这些系统将经典指令转换为量子控制信号，并采集量子态测量结果。随着处理器规模扩大，电子设备设计必须解决布线密度、校准、信号完整性和反馈回路速度等问题，因此，随着多种量子比特技术路线推进规模化，控制硬件将直接受益。

量子处理单元（QPU）2025 年收入为 1.485 亿美元，占 21.2%，预计到 2035 年将以 39.3% 的年均复合增长率扩张至 38.861 亿美元。收入确认方式受部署模式影响：云运营商和开发者通常通过处理器访问权限实现商业化，而不是销售独立的量子处理单元。IonQ 报告称，2025 年全年收入为 1.30 亿美元，高于 2024 年的 4,310 万美元，并给出了 2026 年收入指引，其中值为 2.35 亿美元。

量子互连预计将从 2025 年的 3,560 万美元增长至 2035 年的 18.653 亿美元，年均复合增长率为 48.6%，是增长最快的组件类别。其重要性源于分布式计算和网络架构需要连接多个处理节点。该细分市场目前收入基数较低，但其战略发展与行业从孤立系统向模块化量子架构的长期转型密切相关。

光子与光学组件 2025 年收入为 6,480 万美元，预计到 2035 年将以 38.1% 的年均复合增长率达到 15.544 亿美元。这些组件既服务于光子量子计算技术路线，也用于网络、离子阱、中性原子和通信系统中的光学接口。其他组件 2025 年收入为 4,750 万美元，预计到 2035 年将以 35.4% 的年均复合增长率达到 9.327 亿美元。

按部署模式

本地部署系统占 2025 年市场收入的 4.460 亿美元，即 63.5%，预计到 2035 年将以 31.4% 的年均复合增长率达到 65.287 亿美元。在数据驻留、涉密工作负载、研究控制或低延迟集成足以抵消所有权成本的情况下，专用系统仍然具有重要意义。

可通过云访问的硬件在 2025 年的市场规模为 2.56 亿美元，占比 36.5%，预计到 2035 年将达到 90.158 亿美元。43.4% 的年均复合增长率（CAGR）表明，基于访问的交付模式增长速度将超过专用设备自有模式。拥有云端分发渠道的硬件供应商能够拓展客户触达路径，而云服务提供商则可以增强其对设备利用率、系统选择和客户界面的控制力。

按最终用户行业

政府及公共部门用户在 2025 年贡献的收入最高，达到 1.917 亿美元，占比 27.3%，预计到 2035 年将以 35.8% 的年均复合增长率（CAGR）增至 38.861 亿美元。政府的作用不止于采购规模：政府项目为研究基础设施提供资金、设定技术重点，并通常确立国内供应链目标。

国防和国家安全应用在 2025 年产生 1.318 亿美元收入，预计到 2035 年将以 36.5% 的年均复合增长率（CAGR）增至 27.98 亿美元。后量子安全政策为该细分市场提供了持久的战略依据，而量子传感、量子通信和密码分析研究也扩大了相关硬件需求。

医疗保健和制药行业在 2025 年的市场规模为 6,260 万美元，预计到 2035 年将以 41.1% 的年均复合增长率（CAGR）增至 18.653 亿美元。《Nature Physics》的一篇综述指出，随着硬件能力不断提升，药物设计任务（包括自由能计算和分子相互作用模拟）可能成为量子计算发挥作用的领域 ^{[4]Nature Physics, Drug design on quantum computers, March 2024, nature.com}。商业化时点仍取决于实际错误率和可用逻辑量子比特容量，因此该细分市场潜力较高，但在技术层面仍具有较强的不确定性。

BFSI 在 2025 年的市场规模为 7,070 万美元，预计到 2035 年将以最终用户中最快的 44.2% 年均复合增长率（CAGR）增至 26.426 亿美元。该细分市场既关注面向优化的应用，也面临迁移至后量子密码技术的需求。IT、技术和云服务提供商在 2025 年贡献 6,590 万美元收入，预计到 2035 年将以 42.5% 的年均复合增长率（CAGR）增至 21.762 亿美元，这反映出它们同时扮演硬件运营商和基础设施客户的角色。

研究和学术机构在 2025 年的市场规模为 1.512 亿美元，占比 21.5%，预计到 2035 年将达到 15.544 亿美元，年均复合增长率（CAGR）为 26.6%，是最终用户中增长最慢的细分市场。这反映出市场权重正相对转向商业、云服务、国防和金融应用。其他最终用户在 2025 年贡献 2,810 万美元收入，预计到 2035 年将以 37.0% 的年均复合增长率（CAGR）增至 6.218 亿美元。

云端交付模式可能改变整个市场的议价能力。对于无法证明部署专用系统具有经济合理性的用户而言，云端交付扩大了其访问渠道；但与此同时，云服务运营商也会集中掌握利用率数据、采购影响力和客户关系。增长最快的最终用户细分市场 BFSI 进一步强化了这一趋势：该市场可以通过云服务开展量子技术试验，同时仍需在战略层面为后量子密码标准做好准备。

量子计算硬件市场区域分析

北美

北美以 2025 年 3.799 亿美元的收入领先市场，占当年收入的 54.1%，预计到 2035 年将达到 69.173 亿美元，年均复合增长率（CAGR）为 34.3%。该地区的市场规模得益于量子硬件开发商、云基础设施、国家实验室和风险投资资金的集中。ECIPE 估计，美国通过联邦机构和国家实验室累计投入的量子领域资金约为 50 亿美元。IBM 报告称，截至 2024 年底，其累计签约量子业务达 10 亿美元，这表明硬件、云访问及相关服务领域均已开展商业活动 ^{[5]Data Center Dynamics, IBM claims to have booked $1bn of cumulative quantum business, 2025, datacenterdynamics.com}。

欧洲

欧洲 2025 年收入为 1.388 亿美元，占当年收入的 19.8%，预计到 2035 年将达到 29.534 亿美元，年均复合增长率（CAGR）为 36.5%。该地区的市场地位得到公共投资、国家科研基础设施以及低温技术、处理器、离子阱、中性原子和网络连接等领域专业供应商的支持。ECIPE 估计，欧盟各国对量子领域的承诺资金总额约为 100 亿美元。欧洲的战略重点不仅在于部署硬件，还在于将技术和制造能力保留在本地区。

亚太地区

亚太地区 2025 年收入为 1.45 亿美元，占当年收入的 20.7%，预计到 2035 年将达到 45.856 亿美元，年均复合增长率（CAGR）为各区域最高的 41.9%。日本在 2025 年对量子与半导体研究和开发的投入承诺，以及将 2025 年确定为量子产业化元年，进一步增强了该地区的产业政策发展势头 ^{[6]EE Times, Quantum Sun Rises, Japan Gambit for Leadership, 2025, eetimes.com}。ECIPE 估计，中国对量子领域的投入承诺约为 150 亿美元，凸显出该地区由国家主导的能力建设规模。

拉丁美洲

拉丁美洲 2025 年收入为 1,920 万美元，占当年收入的 2.7%，预计到 2035 年将达到 5.441 亿美元，年均复合增长率（CAGR）为 40.4%。该地区的增长建立在较小的基数之上，短期内可能更倾向于云访问、研究合作和针对性机构部署，而不是广泛拥有专用系统。

中东和非洲

中东和非洲 2025 年收入同样为 1,920 万美元，占当年收入的 2.7%，预计到 2035 年将达到 5.441 亿美元，年均复合增长率（CAGR）为 40.4%。预计需求将集中在政府支持的技术计划、大学、科研机构以及可通过云访问的部署项目中。该地区的增长将取决于战略性技术计划能否转化为持续的系统利用率和持久的本地技术能力。

日本和中国的大规模政策承诺支撑了亚太地区的增长态势。欧洲的作用则体现在其专业化硬件基础和协调一致的公共项目上。拉丁美洲以及中东和非洲地区可以从较低基数实现快速增长，但其近期机遇更多依赖云端访问能力，而不是广泛直接拥有资本密集型量子装置。

量子计算硬件市场份额与竞争格局

该市场集中于数量有限的供应商，这些供应商在量子硬件价值链的不同环节拥有差异化定位。Bluefors 占据 2025 年市场收入的 26.1%，其次是 IBM，占 17.1%；IonQ 占 10.0%，IQM 占 4.8%，Quantinuum 占 4.4%。这五家公司合计占据市场收入的 62.4%。

Bluefors 的市场地位体现了稀释制冷在超导量子计算中的重要性。其 Syracuse 扩建使美国生产能力提高了约 45%，令制造能力更接近量子系统开发商和公共采购需求高度集中的区域。因此，其竞争意义超出了组件供应范围：制冷机的供应情况可能影响客户的系统安装时间表。

IBM 将超导硬件开发与云端交付及企业客户关系相结合。据 Data Center Dynamics 报道，截至 2024 年第四季度，IBM 累计签订的量子业务合同金额已达 10 亿美元。IonQ 则凭借离子阱硬件和多云分销实现差异化；其公布的 2025 年收入增长表明，上市量子硬件供应商之间的商业活动正在扩大 ^{[7]IonQ Inc., IonQ Announces Fourth Quarter and Full Year 2025 Financial Results, February 2026, ionq.com}。

IQM、Quantinuum、Google Quantum AI、Microsoft、Rigetti、D-Wave、QuEra、Intel、Fujitsu、NEC、Origin Quantum、Silicon Quantum Computing、SpinQ Technology、Diraq、Pasqal、Alice & Bob、Oxford Ionics、Nu Quantum 和 PsiQuantum 构成了多元化的竞争领域。各家公司在量子比特实现方式、系统架构、制造策略、部署渠道和目标工作负载方面的定位各不相同。因此，竞争不太可能由单一处理器指标决定；商业优势将取决于将技术进步转化为可运行系统、可访问的云端算力以及赋能组件可靠供应的能力。

近期行业动态

• Google Willow 纠错里程碑，2024 年 12 月：Google 发布结果显示，其 105-qubit Willow 处理器实现了低于阈值的表面码纠错。该研究报告称，码距每增加一级，错误抑制因子为 2.14 ± 0.02；distance-7 逻辑量子比特的寿命超过最佳物理量子比特 2.4 ± 0.3 倍。
• NIST 后量子标准最终确定，2024 年 8 月：NIST 发布了 FIPS 203、FIPS 204 和 FIPS 205，作为其首批最终确定的后量子密码学标准。
• Bluefors 美国制造业务扩张，2024年9月：Bluefors 在纽约州锡拉丘兹开设了扩建后的生产设施，并报告称美国生产能力提高了约 45%。
• 日本量子与半导体投资计划，2025年：日本宣布投入 1.05万亿日元，用于下一代半导体及量子研究与开发，并将 2025 年定为量子产业化元年。
• IonQ 2025年全年财务业绩，2026年2月：IonQ 报告称，2025年营收为 1.3亿美元，并发布了 2026年营收指引，中位值为 2.35亿美元。