美国智库如何看待中美量子科技竞争——基于四份报告的综述性分析

量子科技作为21世纪最具战略意义的前沿技术领域之一，正在深刻重塑全球科技竞争格局。中国、美国作为全球量子科技领域的两大领军力量，其竞争态势不仅关乎两国科技实力的消长，更将深刻影响未来全球经济、国家安全和科技治理格局。在这一背景下，美国智库对中美量子科技竞争的系统性评估，为我们理解这场“量子竞赛”提供了重要的分析视角。

本文基于四份具有代表性的美国智库研究报告，对美国视角下的中美量子科技竞争进行综述性分析。

一、四份美国智库报告简介

这四份报告分别来自不同的机构，发表时间跨度从2022年到2026年，采用了不同的分析框架和方法论，共同构成了美国政策界和学术界对中美量子科技竞争的多维度认知图景。

通过系统梳理这四份报告，我们可以深入理解：美国智库如何评估中美两国在量子通信、量子计算、量子传感等关键领域的相对实力？如何分析两国创新模式的根本差异？又提出了哪些政策建议来维护美国的量子科技领先地位？

表1 四份美国智库报告

报告机构

时间

分析框架

核心方法

兰德公司（RAND）

《中美量子技术产业基础评估》

2022

产业基础评估

31项指标体系

信息技术与创新基金会（ITIF）

《中国在量子领域创新能力评估》

2024

创新能力评估

专家访谈+数据分析+案例研究

美中经济安全审查委员会（USCC）

《争夺量子优势：美中量子技术竞争》

2025

战略竞争分析

实地调查+专家访谈

战略竞争研究项目（SCSP）*

《量化竞争：评估量子技术领导力》

2026

技术积分卡

五维度评分体系

* 美国特别竞争研究项目（Special Competitive Studies Project，简称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。

来源：本文作者根据四份报告整理。

二、中美量子技术竞争态势分析

（一）量子通信领域

核心发现：四份报告一致认为，中国在量子通信领域建立了无可争议的全球领先地位。

1.中国领先地位的具体表现

（1）基础设施建设

• 京沪量子通信骨干网：2017年完工，全长2000公里（RAND报告）/1200英里（ITIF报告），通过32个可信节点传输政府、金融和其他敏感信息

• 墨子号卫星：2016年8月发射，世界首颗量子通信卫星，星地量子密钥分发距离达1200公里（约750英里），远超此前百公里级自由空间量子通信纪录。

• 天地一体化网络：2020年将墨子号与京沪骨干网连接，形成世界首个天地一体化量子通信网络。

• 网络规模扩展：截至2025年8月，中国量子通信网络超过10000公里，包含145个骨干节点、20个城市网络和6个地面站，覆盖17个省80个城市（USCC报告）。

（2）研究产出

• 论文数量：中国占全球量子通信论文产出的38%，远超美国的12.5%（ITIF报告）。

• 高引用论文：中国31.5%的论文位于前10%高引用，美国为16.7%。

• H指数（H-index 是学术影响力评价指标，用于综合衡量学者的论文数量与被引质量。指数越高表示越好）：中国论文平均为48，美国为43（ITIF报告）。

• 专利布局：中国的国内专利数量遥遥领先，国际专利方面，只有华为和阿里巴巴进入全球前10名。

2.美国相对落后的原因分析

（1）政策选择因素

美国政府主要关注后量子密码学（PQC）而非量子密钥分发（QKD）。美国国家安全局（NSA）认为QKD存在技术和硬件限制，降低了QKD系统的实际安全性。美国国家标准与技术研究院（NIST）正在主导PQC标准的制定。

（2）技术认知因素

RAND报告指出，美国在量子通信领域的研发主要停留在学术层面，部署方面落后，可能是因为迄今为止演示的唯一量子通信应用没有任何明确的效用。

（3）战略驱动因素

ITIF报告指出，中国量子通信领先源于国家安全驱动的战略选择。2013年斯诺登事件后，中国领导人认为安全通信网络对于隔离政府和军事信息免受外国监视至关重要。这种国家安全驱动的战略选择使中国能够在相对较短的时间内建立全球领先地位。

3.技术局限性

尽管中国取得了显著进展，但USCC报告指出了其技术局限性。

• 可信中继节点依赖：基础设施依赖可信中继节点，加密密钥必须在中间站解密和重新加密，造成安全漏洞并限制真正的端到端量子安全性。

• 技术方法局限：中国的许多系统使用较简单的技术方法，而不是真正量子网络所需的端到端量子纠缠。

• 全球可扩展性：当前系统在全球可扩展性方面面临挑战。

（二）量子计算领域

核心发现：四份报告一致认为，美国在量子计算领域保持领先，但中国正在快速追赶。

1.美国领先优势的具体表现

（1）研究质量优势

• H指数：美国量子计算论文的H指数为92，远高于中国的52（ITIF报告）。

• 高引用论文：美国33.9%的量子计算论文位于前10%高引用，中国仅为15%。

• 论文数量：中国作者发表的量子计算论文占全球比例略多于美国（22.8% vs 21.3%），但质量差距显著。

（2）关键子领域领先

• 纠错技术：SCSP报告指出，美国在纠错技术上保持绝对领先，顶级刊物论文约为中国的三倍。

• 算法创新：最著名的量子算法（Shor算法和Grover算法）都是由美国研究人员开发的。

• 量子软件：美国在算法和应用开发方面领先。2025年8月至2026年2月间，前两大美国量子代码包的下载量约为最常用中国包的200倍。仅2025年12月，Qiskit下载量超过45万次，而中国可比的PyQPanda仅为4000多次。

表2 美国量子技术路径多元化

路线

企业进展

超导量子计算

IBM发布了1,121量子比特芯片；Google的Willow处理器在纠错方面取得突破。

离子阱技术

IonQ、Quantinuum等企业在离子阱技术方面领先；Quantinuum在2024-2025年创造了离子阱性能记录。

中性原子

Atom Computing生产了1180量子比特量子计算机；QuEra推出Aquila256量子比特专用量子计算机。

光子量子计算

PsiQuantum致力于容错光子量子计算机。

拓扑量子计算

Microsoft正在研制拓扑量子计算机。

来源：USCC.Vying for Quantum Supremacy: U.S.-China Competition in Quantum Technologies.2025.

2.中国快速追赶的表现

四份报告一致认为，中国在量子计算硬件方面的落后正在迎头赶上。比如，从2020年的九章光量子计算机，到现在的祖冲之三号、汉原一号、清河一号，中国在超导和中性原子计算机整机方面的很多关键性能指标已经进入国际第一梯队，而且商业化部署非常快，以本源量子悟空为代表的量子比特超导芯片也已经向全球开放。

表3 中美竞争态势分析

美国优势

中国追赶

l 研究质量显著领先（H指数92 vs 52）

l 多元化技术路径降低系统性风险

l 强大的私营部门生态系统

l 纠错技术等关键子领域具有绝对优势

l 算法和软件创新优势

l 超导量子计算快速进展

l 高引用论文份额快速上升（中国从2016年的15%上升到2025年的23%，而美国保持在35%左右（SCSP报告））

l 商业化速度加快（汉原一号从实验室到商业部署仅用1年多时间）

l 国家大规模资源投入

l 政策导向的重大项目

来源：本文作者根据四份报告整理。

（三）量子传感领域

核心发现：四份报告对量子传感领域的评估存在一定差异，但总体认为中美两国大致持平，各有优势。

1.研究产出对比

• 论文数量：中国作者发表的量子传感论文占全球比例比美国更多（24.5% vs 15.4%）（ITIF报告）。

• 研究质量：美国领先中国（H指数68 vs 54）。

• 高引用论文：中美大致持平（23.3% vs 23.7%）。

2.对中美量子传感实力评估的差异

RAND报告（2022年）评估认为，美国在量子传感领域的部署方面领先，但中国在某些子领域（比如：光钟和磁力计）正在快速追赶。报告引用潘建伟的观察：“中国在量子传感方面起步较晚，与发达国家存在一定差距”。

ITIF报告（2024年）提供了更细致的分析，指出在量子传感领域竞争激烈。部分高被引成果表明中国有微弱领先优势，而另一些近期研究则认为美国对中国保持着较为明显的领先。中国在部分市场成熟度技术方面领先，而美国在高影响力研究领域占优。

USCC报告（2025年）指出量子传感领域的发展最为不均衡，因为应用范围广泛、技术离散、应用案例的市场规模通常较小。然而，美国是量子传感技术的领跑者，特别是那些被国防部确定为高优先级的技术。报告同时援引德国墨卡托中国研究中心（MERICS）2024年下半年发表的观点，在特定类型量子传感器的部署进度上，中国看似略快于美国，但不同种类传感器的发展并不均衡。

图1 中美量子技术研究质量对比（H指数）

来源：RAND. An Assessment of the U.S. and Chinese Industrial Bases in Quantum Technology.2022.

三、中美量子科技创新模式比较

中美两国在量子科技发展过程中形成的创新模式本质上是两国国家创新体系差异在具体领域的投影，目前而言，并无绝对优劣之分，两种模式的竞争结果将取决于哪种模式更能快速解决阻碍实用量子应用的具体技术问题。

图2 中美两类创新模式比较

来源：本文作者根据四份报告整理。

1.投资结构对比

（1）公共资金

RAND报告指出，中国政府研发资金的公开报告存在巨大差异，估计从每年8400万美元到近30亿美元不等。无法从公开来源确定中国政府是否比美国政府花费更多或更少。

美国资助量子科技主要是三个“支柱”：民用机构（自然科学基金会NSF）、国防机构（国防部DOE、国防高级研究计划局DARPA）、情报界（国家安全局NSA、情报高级研究计划局IARPA），每年约38-51亿美元（至2024财年）。

（2）私营部门投资对比

从整体投融资规模看，2012-2024年间，美国量子领域风险投资总额达49.45亿美元，而中国约为4.4亿美元，前者接近后者的10倍；在企业生态上，美国拥有超过182家量子企业，中国则有约14家（在ITIF报告里，认为以下14家企业比较重要，分别是：Ciqtek启科量子，Kunfeng坤峰量子，Origin Quantum本源量子，Qasky量旋科技（海外），QuantumCTek国盾量子，QuDoor量砥科技，Shenzhou Quantum神州量子，SpinQ量旋科技（国内），TuringQ图灵量子等9家初创企业，阿里巴巴、百度、华为、腾讯、中兴等5家拥有量子研究组的大型科技公司。）具备影响力的重要企业，美国在数量级上明显占优。细分到初创企业融资环节，差距更为显著：美国初创企业累计融资12.8亿美元，而中国同类企业仅获得4400万美元，前者约为后者的29倍。

ITIF报告同时指出，阿里巴巴和百度都已关闭其量子研究部门，将资产转移给国家关联机构。这反映了政府正在收紧对量子研发的控制，确保量子研发更好地符合国家战略目标。

这种悬殊背后折射出两国投资者文化的深层差异。美国资本风险承受能力较强，愿意为量子这类长周期、高不确定性的前沿技术持续注资；而中国投资者风格相对保守，更倾向于关注短期回报，导致对量子初创企业的早期支持力度偏弱，也在一定程度上制约了产业生态的快速扩张。

表3 中美社会投资的比较

指标

美国

中国

差距

风险投资总额（2012-2024）

49.45亿美元

约4.4亿美元

美国约为中国10倍

量子企业数量

182+家

约14家重要企业

美国远超中国

初创企业融资

12.8亿美元

4400万美元

美国约为中国29倍

投资者文化

风险承受能力强，愿意投资长期项目

相对保守，更关注短期回报

文化差异显著

来源：本文作者根据四份报告整理。

2.国家政策比较

根据本文作者前期研究发现，美国通过顶层的国家战略设计、专门的立法保障和持续且庞大的资金投入，构建了全球范围内最系统、最活跃的量子科技创新生态体系。其政策演进脉络清晰，呈现出典型的“军方早期探索-国家战略凝聚-专项领域深耕”的螺旋式上升路径。早在2002年，DARPA接连发布《量子信息科学和技术发展规划》（A Quantum Information Science and Technology Roadmap）及其2.0版，给出了美国量子科技发展的主要步骤与时间表。2018年12月，《国家量子倡议法案》（NQI Act）正式颁布，以国家立法的最高形式，确立了美国量子科技发展的十年战略框架。更为重要的是，法案创立了国家量子协调办公室（NQCO）、量子信息科学小组委员会（SCQIS）、国家量子倡议咨询委员会（NQIAC）等一系列跨部门协调与咨询机构，从而构建起一个“顶层协调-机构执行-顾问咨询”的完整且高效的管理与执行体系。在法案提供的框架下，美国的量子政策开始向专项领域进行深耕细作，展现出精细化部署和推动产业化落地的特点。

表4 美国量子政策主要节点

2018年

出台《国家量子倡议法案》（NQI Act），成立三大核心机构：国家量子协调办公室（NQCO）、量子信息科学小组委员会（SCQIS）、国家量子倡议咨询委员会（NQIAC），正式搭建美国量子领域顶层发展体系。

2019年

美国国家科学基金会（NSF）启动“量子飞跃挑战研究所”（Quantum Leap Challenge Institutes, QLCI）项目，持续推进量子科研落地，截至2021年建成5个研究所。

2020年

国家量子协调办公室（NQCO）：《美国量子网络战略构想》（ A Strategic Vision For America’s Quantum Networks）

2022年

1. 量子信息科学小组委员会（SCQIS）发布行业报告《将量子传感器付诸实践》；

2. 国家科学技术委员会（NSTC）发布《量子信息科技人才培养国家战略规划》，明确量子领域人才培养核心方向；

3. 政府出台《芯片与科学法案》，为量子科技发展提供政策与资金支撑。

2023年

国家量子倡议咨询委员会（NQIAC）发布文件《更新国家量子计划：维持美国在量子信息科学领域的领导地位建议》，优化升级美国量子发展战略。

2024年

《国家量子倡议再授权法案》，将2025-2029财年原计划向美国国家标准与技术研究院（NIST）、国家科学基金会（NSF）和美国宇航局（NASA）提供的量子研发拨款从18亿美元增长至27亿美元；原法案规定该计划的终止日期为2029年，新法案将该期限从2029年延长至2034年12月。

国家量子倡议咨询委员会（NQIAC）：《量子网络：增强美国领导力的发现和建议》（Quantum Networking: Findings and Recommendations for Growing American Leadership）

2026年

特朗普签署行政令《迎接量子创新的下一个前沿》（Ushering in the Next Frontier of Quantum Innovation），布局量子科技全新发展前沿。

来源：本文作者根据前期研究资料整理。

自2019年开始美国对国家量子计划（NQI）每年有拨款，从早期的4.49亿美元（2019年）到9.68亿美元（2024年），预算金额实现翻倍以上增长。

图3 美国国家量子计划2019-2024年拨款金额

来源：《国家量子计划（NQI）总统2024财年预算补编》

中国已将量子科技置于国家创新与未来产业发展的核心战略位置，已构建起“国家战略顶层牵引-专项规划体系构建-未来产业重点布局-地方生态差异化发展-应用场景创新示范”的多层次、立体化政策支持体系。统计显示，中国量子产业相关政策在2021-2023年进入爆发期，平均每年发布约14份国家层面政策。

表5 中美政策比较分析

维度

美国政策特点

中国政策特点

政策导向

维持技术领先，保护国家安全

实现技术自立自强，服务国家战略

实施方式

立法推动，多部门协调

五年计划指导，重大项目推进

资金机制

联邦预算+私营投资

国家规模公共资金主导

产业支持

支持私营部门创新

国家实验室主导，企业从属

国际合作

鼓励国际合作，与盟国协调

内向型策略，有限合作

标准化

产业驱动，避免过早僵化

国家主导，积极争取国际标准话语权

来源：本文作者根据四份报告整理。

四、政策建议

四份报告最后都从不同立场给出了对美国政府的建议，在核心政策取向上呈现出显著的跨机构共识，集中体现为四点：一是普遍承认中美量子博弈的紧迫性，主张采取前瞻性应对举措；二是强调持续且充足的资金支持是维系美国技术竞争力的基石；三是聚焦商业化进程，将科研成果从实验室向市场的转化速度视为决胜关键；四是主张审慎实施出口管制，在防范技术外溢的同时，避免过度损害国内创新活力与国际科研协作。

各报告的建议差异主要源于发布机构的职能属性、分析范式及成文的时间背景。从机构立场看，RAND作为传统智库倾向温和，侧重监控评估；ITIF立足创新导向，推崇产学研合作与商业化；USCC身为国会咨询机构立场最强硬，呼吁国家动员；SCSP则专注大国竞争，强调动态制衡与盟友协同。从时间维度看，2022年的RAND报告对威胁感知相对克制，而2024年至2026年的ITIF、USCC和SCSP报告因应形势变化，危机意识显著增强。在方法论上，RAND侧重产业基础保护，ITIF关注创新生态构建，USCC紧扣国家安全逻辑，SCSP则引入技术积分卡工具，着重分析长期竞争格局。

五、结论

通过对四份美国智库报告的系统梳理，我们可以清晰地看到美国智库对中美量子科技竞争的多维度认知：

竞争态势认知：美国在量子计算领域保持领先，但中国正在快速追赶；中国在量子通信领域无可争议领先；量子传感领域大致持平。整体而言，美国保持领先，但优势正在快速缩小。

创新模式认知：美国分散式、市场驱动的模式在长期基础创新方面具有优势；中国集中式、国家主导的模式在快速实现特定目标方面更有效。两种模式的竞争结果将取决于谁能更快地解决具体技术问题。

政策建议共识：四份报告在增加资金、加强合作、加速商业化、谨慎出口管制等方面形成共识，但在紧迫性、国际合作、标准化策略等方面存在差异。这些差异反映了不同机构的立场和分析框架。

政策演进趋势：从2022年到2026年，美国对中美量子竞争的认识日趋紧迫，政策建议从被动监控转向主动竞争，从国内关注转向国际联盟，从单一技术竞争转向综合战略竞争。

这些报告为我们理解美国视角下的中美量子科技竞争提供了重要参考，也为制定相应的战略应对提供了有价值的分析基础。

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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