中美量子技术竞争全景：谁在领先，优势还能持续多久？ ——基于SCSP技术记分卡的全面评估

量子技术正在成为中美两国技术竞争的新战场，最终，能够部署实用量子系统的国家将获得持久的经济和安全优势。

一、SCSP技术记分卡介绍

2026年6月，美国特别竞争研究项目（SCSP）[SCSP是一家成立于2021年10月的美国非营利、无党派智库，由前谷歌CEO埃里克·施密特（Eric Schmidt）发起并担任主席，旨在为美国在中美科技经济竞争中维持长期优势提供政策建议，与白宫、国防部、国会保持密切协作。]发布《Quantifying the Competition: Assessing Leadership in Quantum Technologies》报告，为了全面评估中美两国量子信息科学、工程和技术（QISET）竞争态势，SCSP开发了一套比较分析框架。该框架从五个决定技术领导力的关键维度进行量化和定性评估（相当于一级指标），每个维度有不同的标准（相当于二级指标），每个标准占有不同权重。

二、中美两国量子竞争力比较分析结果

（一）整体实力对比

根据比较结果，在五个维度当中，美国有4个维度领先，其中衡量投资结构、商业化和相关基础设施部署等关键指标的“市场生态”维度领先中国最多；中国在表征政策支持、战略规划和标准制定能力的“国家杠杆”维度领先美国。但报告同时认为，中国的落后是暂时的，两国是趋向于可竞争的态势。

表1 中美量子技术五维竞争力对比

来源：根据报告数据整理。

图1 中美量子技术五维竞争力对比图

（二）各维度对比分析

1. 创新领导力：美国领先但差距在缩小

美国在量子创新方面保持显著的领先，但在多个维度上这一领先优势正在缩小。

衡量学术影响力的一个可靠指标是论文被引情况。在2025年发表文献所引用的量子领域前10%高被引论文中，隶属美国机构的研究人员贡献占比达35%，这一比例在过去十年间基本保持稳定。而隶属中国机构的研究人员占比现已达到23%，同期实现翻倍增长。这组数据说明：美国的绝对实力并未衰退，但在顶尖科研成果的影响力版图中，中国的上升势头最为迅猛。

图2 前10%最高被引量子论文份额趋势（2016-2025）

报告进一步分析了中美两国论文的具体情况。整体而言，中国科研表现出“强国内、弱国际、弱产业”特点：擅长国内多单位协同攻关，但跨国学术合作、企业联合研究不足；美国科研是“弱国内、强国际、强产业”路线：单个机构独立研究为主，同时深度联动欧洲学界、企业共同开展研究。

表2 研究模式的差异

中国模式

美国模式

国际合作

15%论文有欧洲合著者

25%论文有欧洲合著者

国内合作

65%+论文为多机构合作

35%论文为多机构合作

产学研合作

1/11论文有产业界参与

1/7论文有产业界参与

引用来源

50%+引用来自国内

1/3引用来自国内

来源：根据报告数据整理

2. 产业能力：美国领先但中国在压缩成本

创新领导力揭示了中美之间竞争的研究实力，产业能力则揭示了双方如何将研究转化为实际制造能力和供应链控制的不同优势。

量子硬件制造高度依赖高标准洁净室。美国在洁净室整体基建方面起步较早，拥有成熟的建造产业链，年市场规模约20亿美元，并积累了数十年的技术经验。中国洁净室市场规模相对较小，约为9亿美元，且长期以来以中低端工业设施为主，难以满足量子领域应用需求。从绝对实力看，美国洁净室建造企业根基更深、技术积淀更厚。但从成本维度观察，依托核心部件国产化与规模化效应，中国正以远低于美国的造价快速扩充先进制造产能，大幅压低了量子硬件规模化生产的资本门槛。

表3 洁净室基础设施成本对比

洁净室等级

中国成本

（美元/平方英尺）

美国成本

（美元/平方英尺）

成本差距

高质量

150

800-1000

5-7倍

较低等级

50

300-400

6-8倍

来源：根据报告数据整理。

产业能力的根基，终究取决于对战略性投入要素的安全获取，因而量子供应链非常重要。报告分析了氦3、稀释制冷机、激光器、超导射频（RF）布线，以及软件和云服务等方面中美两国的优势。

图3 关键供应链节点

来源：根据报告数据整理。

软件生态决定了谁掌握量子开发的底层架构。在这一技术栈层面——涵盖编程语言、仿真工具、开发者社区及云端接入，中美之间的不对称性极为显著。业界对美国主导的软件平台存在压倒性依赖，IBM的Qiskit、Google的Cirq以及Xanadu的PennyLane在研究工作流中占据主导地位。开发者高频使用的云平台几乎全部由西方主导，包括IBM Quantum、Amazon Braket、Microsoft Azure Quantum、Xanadu、qBraid以及D-Wave。

图4 量子软件工具下载量对比（2025年12月）

来源：根据报告数据整理。

3. 市场生态：中国正在追赶美国私营部门

2025年，量子技术已走出实验室，迈入早期商业化阶段。截至 2025 年底，全球量子技术市场规模已达 19 亿美元，预计到 2035 年将攀升至 970 亿美元。

在企业的市场估值方面，中国排名前十的量子计算企业总估值为71.8亿美元，仅相当于美国市值前五的纯量子上市公司总市值的17%。

图5 截至2024年宣布的量子领域公共与私人总投资（单位：十亿美元）

表4 投资格局对比

投资类型

中国（亿美元）

美国（亿美元）

主导模式

私人投资

25

53

美国私营资本主导

政府投资

≈150

≈60

中国国家资本主导

总投资

≈180

≈102

中国总量领先

来源：根据报告数据整理。

由于量子技术处于技术早期阶段，以及量子技术的两相用途，不管中国还是美国政府都在量子产业发展中扮演“首要投资人”与“终端用户”的双重职能。

表5 部署现实情况

子领域

中国情况

美国情况

领先方

量子计算

部署15-18台（数据可能被低估）

部署39-73台

美国

量子传感

2024年融资3800万美元

2024年融资3.09亿美元

美国

量子网络

国家级干线（1万公里）

区域性测试床（最大200公里）

中国

来源：根据报告数据整理。

4. 人才渠道：美国领先但长期优势不确定

随着量子技术逐渐成熟并走出实验室演示，大规模调动多学科人才的能力可能比基础研究实力更为重要。2023年，一位中国官员表示，中国整个国家约有1000名量子计算专家，而仅IBM一家就雇用了2000名。[来源：Jeroen Groenewegen-Lau & Antonia Hmaidi, Where China Stands in the Global Race for Talent, MERICS at 12 (2024).]

报告指出，2015年，美国高校在全球率先开设量子科学本科专业；中国2021年才在包括中国科学技术大学、清华大学在内的高校首设量子信息科学（QIS）本科专业，比美国晚了六年。

图6 中美在人才培育方面的优势

来源：根据报告数据整理。

5. 国家杠杆：中国的优势在于政府对量子技术的高度支持

报告认为，中国在制定政策和采取行动以加速量子领域进展、保护其优势并利用量子技术获取地缘政治利益方面处于领先地位。集中规划、持续的国家指导使中国能够以不同于美国模式的方式推进量子优先事项。

图7 中美政府在推进量子技术方面的差异

来源：根据报告数据整理。

图8 中国与量子科技有关的政策

报告同时也关注到了量子技术标准制定权，因为标准不仅决定着技术互操作性，更深刻塑造着长期的地缘战略阵营。美国主要通过制度性领导权施加影响：依托美国国家标准与技术研究院（NIST），美方多年来一直评估并标准化抗量子网络安全协议，发布了首批正式的后量子密码（PQC）标准，目前正逐步成为全球通用的官方基准。美国将向量子安全密码体系的过渡锚定在其主导的制度框架内，在不强制规定技术路线、也不垄断硬件生产的前提下，将自身影响力嵌入未来的全球网络安全架构之中。中国采取了不同的发力路径。2025年，中国国家商用密码标准研究院发布独立的后量子密码（PQC）算法征集计划，并未跟随NIST的标准制定流程。与此同时，中国长期将重心放在量子密钥分发（QKD）技术上，而非后量子密码（PQC）路线。

笔者认为，这一策略体现了中国在量子安全领域的“双轨并行”：一方面通过自主标准制定争夺国际规则话语权，另一方面押注以量子物理原理为基础的QKD技术，试图在量子通信基础设施层面建立独立于西方的技术体系。

表6 标准制定的战略意义

领域

中国行动

美国行动

后量子密码（PQC）

2025年启动独立POC算法征集，不与NIST对齐

通过NIST主导标准——多年公开竞赛，成为全球基线

量子通信

主导ISO量子工作组，提出通信安全协议

关注PQC而非QKD

硬件标准

制定稀释制冷正式技术标准（2026年7月生效）

未提及专门标准

来源：根据报告数据整理。

三、趋势判断与结论

综合五个维度的评估，美国目前在量子信息科学、工程和技术（QISET）领域保持微弱领先，在创新领导力、产业能力、市场生态和人才渠道方面具有优势，尤其在量子软件、供应链控制和私人资本投资方面。报告指出，中国在几乎所有维度上都紧密追踪美国，当前趋势表明美国的领先可能在数年内消失。但量子竞争不会在单一时间线上展开。传感、计算、网络、密码学和材料的进展将在不同时刻到来，带来不同风险，需要不同战略响应。

表7 关键子领域竞争态势

子领域

领先方

关键指标

战略意义

量子纠错

美国明显领先

顶刊论文3倍，专利55% vs 18%

容错量子计算的基础

量子算法

美国领先，中国快速追赶

中国论文份额升至20%，专利5:2超越

量子优势的核心

先进材料

中国主导

中国50%顶刊论文 vs 美国20%

下一代设备关键

模拟器与编译器

美国明显领先

美国专利4倍领先

下一代设备关键

量子网络

中国运营领先

中国6,277英里 vs 美国124英里

量子互联网基础

量子计算硬件

美国微弱领先

保真度99.998% vs 99.911%

计算性能基础

来源：根据报告数据整理。

图9 关键子领域竞争力对比

（一）关键变量1：技术转化速度

与量子计算、量子通信相比，量子传感是这场技术竞争中成熟度最高、最具落地条件的细分领域。抢先布局的国家，有望在安全授时、无GPS导航、潜艇探测及高精度地质勘探等领域获得持久优势。随之而来的经济外溢效应将进一步放大这一优势：对工业系统的更强掌控、更精准的资源测绘以及更先进的医疗诊断，有望转化为全行业可量化的生产力提升。

报告指出，量子计算与量子网络的发展不确定性要高得多。倘若出现超预期的突破性进展，具备破解现有密码能力的量子计算机早于2035—2040年的预估窗口期问世，其影响将是颠覆性的。

与此同时，要密切关注人工智能的发展。报告明确指出：若经典与量子技术继续并行演进，那么近期最具实质影响的突破，很可能源自人工智能与量子技术的深度融合；而在这一“融合层”的主导权，其战略意义将不亚于单纯的量子算力比拼。

从报告中，笔者认为，近期真正能落地、产生重大价值的是经典 AI 算力 + 量子单元结合的混合平台；未来大国、科研机构比拼的重心会发生转变，谁掌控经典-量子融合体系，比单纯造出算力更强的量子计算机战略价值更高。

（二）投资持续性

报告指出，量子一旦研发里程碑未能如期达成、明星初创企业接连折戟，或有影响力的声音公开质疑其近期商业可行性，都可能引发私人投资萎缩、政治意愿减退的连锁反应。若美国对量子技术的热情降温，会使竞争天平向拥有耐心型国家资本支持的国家（尤其是中国）倾斜，因为中国受私人融资收缩的冲击更小。

笔者认为，这个判断有合理成分，但不能过度乐观。一方面美国联邦层面已经通过《国家量子倡议法案》以及诸如《迎接量子创新的下一个前沿》（Ushering in the Next Frontier of Quantum Innovation）的总统行政令，形成长期顶层规划，即便私募投资遇冷，美国政府依旧可以出台专项补贴、国防项目持续输血，它的科技底蕴、高端人才储备、前沿算法积累仍然处于全球领先位置，并不会轻易放弃量子赛道；另一方面，中国依靠国家资本也面临挑战，比如部分项目市场化活力不足、工程化落地速度偏慢、产业链上游部分精密仪器对外依存度较高，如果自身技术迭代放缓，即便对手放缓脚步，我们也难以抢占领先地位。

（三）联盟体系利用

报告提出，美国的盟友和伙伴对美国能否将其当前的量子优势转化为持久的技术领导地位至关重要。因此美国将会与盟友和“可信”国家一起塑造一个契合共同利益与价值观的生态系统，若能构建得当，这一网络将成为真正的“力量倍增器”。

从以往对量子传感的国际合作论文和专利国际布局的情况分析，笔者也发现，确实中国在量子领域相对被孤立。美国和欧洲将来会在包括统一技术标准、专利规则、市场准入门槛等方面形成各种联盟，其本质是排他壁垒，限制中国参与国际量子技术协作、共享前沿成果、获取海外市场，以此牢牢掌握量子领域规则制定权，巩固西方整体的技术霸权。对此我们要有清醒认识：未来量子博弈不再只是国家和国家之间的比拼，已经演变为联盟体系之间的竞争。我们一方面深耕自主可控的产业链与科研体系，另一方面拓展多元化国际合作伙伴，破除美国阵营孤立，避免被隔绝在全球量子发展体系之外。

综上，一切正如报告所言：优势不等于定局。虽然美国当下领先，但围绕量子信息科学与工程技术（QISET）主导权的地缘竞争，其最终结局远未明朗。

刘小玲，上海科学院发展战略部部长，研究员；张嵩阳，上海科学院发展战略部博士，上海科学院量子专班成员；李亦夫，上海科学院发展战略部，上海科学院量子专班成员。文章观点不代表主办机构立场。

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