光子盒：2026年全球量子传感产业发展展望报告

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2026-02 Quantum Strategic Trends Annual Report Q-STAR 量子传感正经历一场深刻转型。如果说去年的主题是展示量子传感 器能做什么，那么今年的关键词则是“可交付”——技术开始走出实验 室，进入工程验证、供应链整合与实际订单的硬核赛道。 从融资结构的变化可以看到，资本已不再为单项指标的刷新而盲目 投入，而是转向那些具备工程化能力的成熟团队。产业的竞争逻辑，正 在从比拼原理样机的灵敏度，转向比拼批量交付的稳定性与成本控制。 这种转向在技术路线上同样清晰。时频与磁场测量率先进入产业化 阶段，在国防授时、生物成像等场景实现对经典方案的替代；重力测量 在资源勘探与地震监测中找到刚性需求；电场、惯性等方向虽仍处早期， 但正加速从样机向工程载荷演进。同一物理量的多条技术路线并存，构 成了产业生态的丰富性与演进动力。 更深层的变化在于，量子传感正从单点设备向系统能力演进。上游 核心硬件的标准化量产、外围保障系统的紧凑化设计、辅助器件的低功 耗集成，正在构建可复用的硬件底座。软件定义与算法补偿的兴起，则 让传感器在非理想工况下维持高精度，逐步摆脱对实验室环境的依赖， 向工业级模块演进。 与此同时，国际竞争的维度也在扩展。围绕技术标准与可信供应链 的布局，正成为比传统贸易手段更具影响力的市场准入门槛。未来的竞 争不仅是技术指标的竞赛，更是规则制定权与生态主导权的战略博弈。 展望未来，量子传感产业的规模化拐点，取决于能否从垂直细分走 向通用市场。特种需求提供了早期动能，但真正的量级跃迁，需要量子 传感器在成本、可靠性与易用性上接近或优于传统方案，深度嵌入工业 自动化、智能驾驶、医疗影像等民用体系。当量子传感不再需要“量子” 前缀来彰显特殊性，而是成为测量系统中默认的底层技术时，这一产业 才算真正完成使命。 序言 光子盒研究院 院长 融合赋能 产业新程 1 声明 01 本报告体现的内容和阐明的观点力求独立、客观，本报告中的信 息或所表述的观点均不构成投资建议，请谨慎参考。 本报告旨在梳理和呈现2025年度内全球与量子细分技术和产业领 域发生的重要事件，涉及数据及信息以公开资料为主，以及对公 开数据的整理。并且，结合发布之时的全球经济发展状态，对短 期未来可能产生的影响进行预判描述。 本报告重点关注2025年度量子传感细分行业发生的相关内容，以 当地时间报道为准，以事件初次发布之时为准。对同一内容或高 度相似内容的再次报道，若跨年度，不视为2025年发生的重要事 件。 本报告版权归光子盒研究院所有，其他任何形式的使用或传播， 包括但不限于刊物、网站、公众号或个人使用本报告内容的，须 注明来源（2026全球量子传感产业发展展望[R].光子盒研究 院.2026.02）。本报告最终解释权归光子盒研究院所有。 任何个人和机构，使用本报告内容时，不得对本报告进行任何有 悖原意的引用、删减和篡改。未经书面许可，任何机构和个人不 得以任何形式翻版、复制、发表、印刷等。如征得同意进行引用、 转载、刊发的，需在允许范围内。违规使用本报告者，承担相应 的法律责任。 本报告引用数据、事件及观点的目的在于收集和归纳信息，并不 代表赞同其全部观点，不对其真实性负责。 本报告涉及动态数据，呈现截至统计之时的情况，不代表未来情 况，不构成投资建议，请谨慎参考。 02 03 04 05 06 07 2 研究方法 01 多源数据收集与验证：本研究采用横跨多维度、多渠道的精细化数 据采集策略，涵盖量子科技领域的多元数据源，包括全球量子产业 链中的核心企业公开数据、领先科研机构的技术研发成果、政策法 规解读、行业市场洞察及学术文献等。为确保数据的广泛代表性与 严谨性，我们对采集数据进行了多轮验证与交叉比对，构建高质量 的实证数据集，以支持后续分析工作的科学性与精确性。 02 专家网络与深度访谈：通过建立涵盖不同领域的多层次专家网络， 本研究与量子科技领域的一线从业人员展开了深度对话。受访专家 包括知名量子科技企业的创始团队及技术负责人、行业协会的资深 顾问、顶尖高校及科研机构的量子科学家等。访谈以结构化与非结 构化相结合的方式进行，围绕技术路径、企业商业模式及未来发展 等关键议题展开，从而提炼具有高度前瞻性的洞见。 03 先进建模与数据量化分析：结合全球管理咨询领域的实践经验，研 究构建了多层次分析框架与量化模型，以揭示量子科技产业的动态 趋势和潜在价值。运用各类统计模型、预测算法及市场模拟技术， 对投融资活动、市场规模及产业链分布进行量化分析，力求精准刻 画量子科技行业的发展路径及关键驱动因素。 04 产业价值链及场景化洞察：研究采用端到端价值链分析方法，全面 梳理量子科技在产业链各环节中的核心要素，从上游关键技术与核 心组件研发，到中下游应用场景开发及市场拓展。系统探讨了量子 技术在卫星通信、无源导航、金融、化工、材料、能源电力、基础 科研、生命科学等多个重点行业的潜在变革性应用，为行业赋能提 供战略参考。 05 地区与政策差异化分析：本研究从全球视角出发，开展了区域比较 分析，重点评估全球各主要科技国家和地区在量子科技领域的政策 扶持、创新生态、人才集聚及技术商业化等能力。基于差异化定位， 揭示了区域之间的竞争优势与互补性，为全球量子科技协同发展提 供洞见支持。 本研究报告基于系统化、科学化和多元化的研究方法论，通过深度数据挖掘、专家洞见提炼、产业建 模分析与多维价值链梳理，全方位评估量子科技的技术前沿、市场潜力及其产业化路径。 3 本篇报告由量子科技服务平台光子盒下属光子盒研究院和全球前沿科技咨询机构ICV TA&K联合撰写 与发布。 感谢包括但不限于以下公司给予技术和素材的支持： 致谢 4 1. 2025产业发展概览 2. 核心组件进展 3. 磁场测量 4. 时频测量 5. 重力测量 6. 其他物理量测量 7. 全球主要国家地区政策环境、供应商分析 8. 投融资分析 9. 产业分析与预测 10. 产业展望 11. 附件 9 22 39 47 55 62 90 104 110 116 123 5 目录 本报告的研究对象是量子传感。量子传感是一个广泛的技术范畴，它不仅包括 量子精密测量（含量子传感器）、还涵盖了量子信息传输、量子信息处理以及量子 信息应用等多个相关领域按照技术架构划分，量子传感可划分为四层架构，分别为 感知层、传输层、平台层、应用层四层。  感知层：即通过量子传感设备对微观世界的变化进行探测和感知，如温度、压 力、旋转、位置等，并获取相应的信息和数据。  传输层：作为数据传输通道，主要负责将量子传感设备采集到的信息和数据传 输到平台层进行处理和储存。  平台层：主要负责量子传感设备的运行管理、数据处理、分析与存储。通过集 中管控量子传感设备，实现统一的网络监控与运维管理；同时结合云计算与人 工智能等技术，处理和分析采集的数据，为用户提供决策支持与数据保障。  应用层：将处理后的数据转化为具体的应用和服务。例如，在导航、医疗、电 力等领域，数据会根据不同的应用场景被进一步加工和利用，以满足特定领域 的需求。 图表 量子传感系统架构图 原子钟/光钟/核钟 量子温度计 量子磁力计 量子应力/应变传感器 量子重力仪/梯度仪 量子雷达/量子成像 量子加速度计/陀螺仪 量子场强计 传 感 设 备 感 知 上 游 组 件 探测器 传感单元 环境控制 光源 研究对象 6 磁屏蔽 单光子 焦平面 原子 光学 固态 超导 隔振 温度 电磁环境 激光 量子光源 灯谱 模式 识别 预处理/ 后处理 AI人工 智能 信 息 处 理 信息层构成 设备管理 设备接入 数据展示 数据分析 规则引擎 运维服务 网络平台 传 输 平 台 应 用 4G/5G/NB- 10T/以太网、 ZigBee /Lora/RS485等 设备连接、数据 上下行、OTA 边缘网关 PNT 遥感探测 生物医学 基础科学 国防军工 通信 能源电力 化工材料 由于量子感知层的设备与传感器部分领域仍处于早期研发阶段，应用也在探索 中，量子传感的系统建设尚不成熟。因此，本报告的研究对象选取量子传感，但研 究重点仍在量子感知层，即量子精密测量。 量子精密测量是利用量子力学特性（如原子能级、基本粒子的自旋等）进行物 理量探测和感知的技术，主要通过测量微观粒子在待测物理量作用下的状态变化来 实现对物理量的测量，并且依赖于对微观粒子状态的精确操控和读取。 根据实现方式不同，量子精密测量主要分为囚禁原子/离子、固态自旋、超导以 及其他传感技术；根据测量的物理量不同，其主要分为磁场、电场、时频、位移/相 位、惯性、压力、温度、重力等量子传感器。 7 软件 算法 高空间—时间分辨 率的信号处理 | 2026.2 图表 量子精密测量的技术与应用图谱 8 技术 路径 中性原子 离子阱 里德 堡原 子 固态自旋 （系综） 固态自旋 （单自旋） 超导电路 其他 物理 实现 方式 原子 蒸气 冷原 子云 - - - - NMR 传感 器 系综 NV色 心 硅基 半自 旋 半导 体量 子点 单NV 色心 超导 量子 干涉 器件 通量 量子 位 电荷 量子 位 单电 子晶 体管 光力 学 干涉 仪 可测 物理 量 B ↻ t(s) B t(s) m t(s) ↻ E σ E σ B B E T σ ↻ B BE B E T σ ↻ B B E E σ m B Δ 说明 B （磁场） t（s) （时频） Δ (位移/相位) m (重力) ↻ （惯性） E （电场） T (温度) σ (应力/应变) 量子时钟 核钟 芯片级 原子钟 微波 原子钟 光钟 量子重力仪 量子梯度仪 绝对重力仪 绝对重力 梯度仪 量子雷达 量子照明 雷达 量子增强 雷达 干涉式 雷达 量子陀螺仪 /加速度计 SERF 陀螺仪 核磁共振 陀螺仪 NV 色心 陀螺仪 量子温度计 NV 色心 温度计 量子磁力仪 NV 色心 磁力计 SERF 磁力计 光泵 磁力计 SQUID 磁力计 量子应力/ 应变传感器 NV色心应力 /应变传感器 量子场强计 里德堡原子 场强计 NV 色心 场强计 冷原子干涉 陀螺仪 冷原子干涉 加速度计 | 2026.2 2025产业发展概览 01 01 02 03 04 05 06 07 08 第一章 2025产业发展概览 01 2025产业发展概览 目录 全球主要经济体密集部署量子国家战略 全球量子竞争格局：阵营化协同，东西方双体系并行 上游硬件的规模化与工程化推动量子传感器走向实用 量子传感不断突破精度极限，迈入工程化与自适应新 阶段 各细分领域处在不同的技术成熟度阶段 资本市场逐渐回归理性，资金开始向具备工程化交付 能力的头部企业集中 多技术领域共同推动量子传感产业规模稳步增长 商业生态正经历从技术验证向市场验证的关键转型 10 11 图表 2025全球量子传感产业生态图谱 卫星 导航 通信 医药 军事 国防 科学 研究 外围保障系统 其他 辅助 硬件 核心硬件 时频 磁场 应力 应变 电场 旋转 重力 位移/相位 第一章 2025产业发展概览 内环：赋能技术 中环：整机 外环：行业应用 2025全球量子传感产业生态图谱 | 2026.2 2025年，全球主要经济体相继升级量子科技战略，政策重心呈现出从长期基础 研究向加速产业转化与应对国防安全挑战双重倾向的特点。 美国（12条）在政策发布密度上位居首位，其核心逻辑是将技术领先与国防安 全深度捆绑，通过年度国防授权法案强制推行抗量子加密标准迁移，并由国防部明 确了量子技术在战场信息主导中的核心任务。 中国（11条）在十五五规划建议中明确了前瞻布局未来产业的方向，并推行计 量支撑产业新质生产力发展行动方案，其深刻意图在于通过量子精密调控技术的突 破来彻底重塑工业计量基准与质量体系。 欧盟发布的量子欧洲战略着重布局量子生态，力求在动态变化的全球局势中维 持技术自主权。这些顶层规划共同表明，量子科技已不再是单纯的实验室命题，而 是各国运用行政手段加速转化的核心生产力。 全球主要经济体 密集部署量子国家战略 英国 1条 美国 12条 韩国 4条 澳大利亚 西班牙 1条 法国 1条 加拿大 1条 图表 2025年国家级量子信息科技政策条数 欧盟 2条 日本 中国 11条 德国 七国集团G7 2条 12 01 第一章 2025产业发展概览 瑞士 1条 意大利 芬兰 2条 智利 1条 | 2026.2  美国主导签署的美英、美日以及美韩技术繁荣协议构成了跨地域的技术同盟闭 环，通过监管政策和安全标准的同步来确保核心供应链在盟友体系内的弹性与 封闭性。  在加拿大卡纳纳斯基斯峰会上，G7领导人发布的《关于量子技术未来的共同愿 景》，它明确将量子传感能力与经济安全挂钩，实质上在成员国之间建立起一 个排他性的技术贸易壁垒与可信生态系统。  与此同时，中国政府在过去几年通过对量子科技的持续不断的投入，一方面抵 抗美国封锁，一方面发挥其举国体制优势，逐渐培育出全球领军企业，逐渐形 成了与西方体系并行的技术体系。 全球量子科技目前呈现出的东西方分割格局，这是新时期中美科技对抗的缩影， 全球量子竞争正演变为一场关于科技与工业标准、生产能力及供应链控制权的全面 对抗。同时，行业也出现与传统传感产业以及量子计算巨头深度融合的重要趋势， 以此能更好地服务于国防与航空航天等国家战略阵地。 量子领域的国际协作在2025年表现出明显的阵营化协同与规则互认态势。 13 02 全球量子竞争格局： 阵营化协同，东西方双体系并行 第一章 2025产业发展概览 上游硬件的规模化与工程化 推动量子传感器走向实用 14 03 激光器、探测器、集成工艺等核心硬件的性能，直接决定了磁场、时频、位移 等多种量子传感器的精度上限与工程可行性。当前，整机能力的提升不仅依赖单项 指标突破，更取决于核心组件在量产中的一致性、在复杂环境下的稳定性，以及辅 助系统在功耗、体积与可靠性上的整体优化。 制造工艺从手工制备向量产化、标准化发展。传统量子传感器核心部件长期依赖 实验室手工制作，一致性差、成本高。北京大学采用晶圆级MEMS工艺实现了原 子气室的批量化集成，单片可容纳24个气室，结合光谱技术将激光线宽压窄至 3.9 kHz。核心量子部件开始从手工打磨转向半导体流片，为芯片级光学频率标准 的规模化生产奠定工艺基础。 物理极限的突破推动探测灵敏度进入新阶段。在传统测量体系中，热机械噪声是 制约灵敏度的关键因素。哥本哈根大学通过参数调制与反馈控制，在薄膜谐振器 中实现了21 dB的热机械噪声压缩，证实了在现实设备参数及中等低温环境下实 现量子增益的可行性，为提升量子加速度计、重力仪等力学传感器的物理灵敏度 提供了远超经典理论限制的技术路径 。 辅助系统的轻量化与适应性提升助力传感器走出实验室。以往高性能量子传感设 备常依赖大型低温、真空与减震平台，难以适应移动部署。Bluefors推出的紧凑 型脉管制冷机在维持2K低温与10 mW制冷量的同时，将功耗降至1.3 kW，并凭借 无运动部件设计极大降低了运行震动，为传感器在车载、船载等动态环境中的部 署提供了关键支撑。 第一章 2025产业发展概览 量子传感不断突破精度极限， 迈入工程化与自适应新阶段 15 04 全球量子传感技术的发展，正呈现出一条清晰的并行路径：在持续挑战物理指 标极限的同时，系统性的工程化与环境适应能力已成为同等重要的演进维度。 一方面，对时频、磁场等物理量测量精度的极限突破，为传感器奠定了性能基 础。另一方面，技术的重点正转向解决量子态在真实复杂环境中的稳定维持问题。 通过将先进控制算法嵌入传感器底层，系统能够实现对动态噪声的实时识别与智能 补偿，从而显著增强在非受控条件下的测量鲁棒性。 与此同时，微纳制造与集成光子技术的进步，正推动传感器从大型实验装置向 紧凑化、低功耗的工程载荷转型。这种硬件集成与智能软件的深度融合，使量子精 密测量逐步摆脱对实验室支撑体系的依赖，开始向深海探测、航天载荷及高动态平 台等极端环境渗透。 在这一趋势下，量子传感正从精密的科研仪器，演变为能够在复杂工况下持续 稳定工作的工业级测量底座。 第一章 2025产业发展概览 Q-CTRL软件强化的量子重力导航系统在澳大利亚皇家海军多功能航空训练 舰MV Sycamore上完成首次海上防御试验。验证了量子双重力仪在无GPS环 境下的可靠导航能力，系统连续运行144小时并成功采集数据，且功耗降至 180W。 01 重力导航系统完成144小时海军实测 NIST、科罗拉多大学等团队通过量子逻辑谱、远程激光稳定度传输、改进 离子阱设计和新真空系统，实现了系统不确定度为5.5×10-19，频率稳定性 为3.5×10-16/√τ/s的单离子光钟。 02 单离子光钟系统不确定度达到5.5×10-19 各细分领域 处在不同的技术成熟度阶段 16 05 第一章 2025产业发展概览 图表 量子传感产业发展周期示意图 传 感 器 产 业 利 润 旧的行业竞争格局稳定 后，新一轮的技术创新 开始孕育 少数企业探索新产品及 服务模式，大部分客户 及参与者持观望态度 客户需求与行业供给达 到适配，行业引爆点开 始出现 客户人数、购买频次与 金额接近峰值 量子磁力计 量子重力仪 量子增强激光雷达 量子时钟 量子电场强计 量子陀螺仪 量子应力应变传感器 量子温度计 量子优越性探索阶段 实验室样机演示阶段 专用级量子传感器阶段 工业级量子传感器阶段 • 各技术路线的专用 量子传感器不断涌 现，并且在某些参 数指标上对比经典 传感器有较大优势 • 该阶段具有高动态 可靠性、高精度、 高分辨率等性能优 势 • 代表企业：Twinleaf、 国盾量子、MEGIN 中科酷原、国仪量 子、未磁科技、昆 迈医疗、国耀量子 • 传感器开始小型化、 集成化，在参数指 标上对比经典传感 器有数量级的优势 • 主要由下游新应用 场景的需求驱动产 业链进一步细化， 产线扩张直至供需 平衡 • 代表企业：AccuBe at Ltd、Microchip、 Oscilloquartz、量科 芯国 • 初创企业及大量科 研机构开始加入硬 件研发行列，样机 尺寸、功率超过经 典传感器 • 量子电场强计的相 关技术较为成熟， 但缺乏相关标准制 定 • 代表企业：Exail、 Rydberg、中科酷原、 国仪量子 • 由传感器领域成熟 企业与初创企业共 同引导，完成初步 概念验证 • 相较于MEMS经典技 术，基于量子技术 的陀螺仪、压力计 和温度计尚未展现 出优