走出实验室，竞速产业化！量子计算、通信与安全、传感的2026半年考

发布时间：2026-07-10来源：光子盒

2026年上半年，量子科技持续发展。从量子计算硬件的突破到量子通信网络的建设，从量子传感技术的落地到基础理论的创新，各条技术路线齐头并进，出现了诸多标志性成果。

总体概况：50余项代表性进展，多方向协同推进

据不完全统计，2026年上半年，全球在量子计算、量子通信与安全、量子传感三大技术方向上，以及基础研究领域，共有50多个重要进展。

从技术方向来看，各领域呈现出不同的发展特点。

量子计算方面，纠错的重心正在从提升单组件性能转向系统级的算法容错，多个技术路线在qLDPC码和高编码率纠错上都有进展，同时量子计算与经典超算、人工智能的融合进一步加深。

量子通信与安全方面，抗量子密码（PQC）算法攻防与量子密钥分发（QKD）组网部署同步推进，技术验证与行业落地之间的链条正在打通。

量子传感方面，上游核心器件性能持续提升，量子增强测量能力不断突破，同时向导航、磁测、时频等实际应用场景加速拓展。

从区域格局来看，上半年全球量子科技发展呈现多区域协同推进的特点。

中国在量子计算、量子通信和量子传感等方向持续推进，在光量子计算、量子网络、硅基量子芯片等领域取得代表性进展。美国依托较成熟的产业生态，在超导、离子阱、中性原子、量子纠错和量子传感等方向保持较高活跃度。欧洲继续发挥基础研究和精密测量优势，在量子基础物理、新型量子硬件等方向持续产出成果。澳大利亚则围绕硅基量子点和离子阱等特色路线形成技术积累。

量子计算：硬件突破与纠错革新

2026年上半年，量子计算领域在超导、离子阱、中性原子、光量子、半导体、拓扑量子计算等多条技术路线上同步推进。以下按技术路线分别梳理上半年各方向的主要进展。

1）超导

超导量子计算仍是当前发展最活跃的技术路线之一，上半年重点突破集中在量子纠错、处理器扩展和控制系统优化。

纠错方面，1月，浙江大学等在32量子比特“昆仑”超导处理器上首次实验验证了低开销的qLDPC纠错码，其编码效率是表面码的4倍，为降低容错量子计算资源需求提供了实验依据。

4月，悉尼大学、伦敦大学学院、IBM联合团队基于IBM Heron系列156比特超导量子处理器，系统研究了纠错逻辑门失效机制，发现测量噪声是影响逻辑门性能的重要瓶颈，并提出优化方案提升逻辑量子比特存储与运算保真度，为容错量子计算硬件优化提供参考。

5月，IBM团队实现高速率量子LDPC码和代数码级联，验证了组合编码方案在实际运行误差条件下的可行性。

北京量子信息科学研究院、清华大学和移动云联合提出轻量化神经预解码器“观象”，在降低模型规模的同时提升逻辑错误率表现。

6月，IQM推出“杠铃码”，进一步降低逻辑错误率并减少物理比特需求。

微软与Quantinuum结合错误检测和后选择技术，实现逻辑错误率大幅降低，推动工程化纠错方案发展。

处理器与系统方面，1月，中国科学院物理研究所、北京量子信息科学研究院联合北京大学等机构，在78量子比特超导芯片“庄子2.0”上完成量子系统预热化调控实验，为人工驱动量子系统调控和量子模拟研究提供新方法。

4月，粤港澳大湾区量子科学中心研制22比特Fluxonium量子处理器“荷花II”，实现高保真单比特和两比特门操作，并生成10比特GHZ纠缠态，验证Fluxonium架构向规模化扩展的潜力。

关键技术方面，4月，电子科技大学提出PAEMS量子比特误差模型，在多个量子计算平台测试中，相较谷歌SI1000误差模型精度提升58%-73%。

粤港澳大湾区量子科学中心进一步将单磁通量子（SFQ）数字控制技术与Fluxonium量子比特集成，探索面向大规模超导量子处理器的高密度控制方案

6月，国盾量子国产稀释制冷机ez-Q F1500下线，实现关键低温装备国产化，为后续大规模超导量子计算系统建设提供基础支撑。

下游应用方面，3月，IBM联合多个机构利用量子处理器模拟真实磁性材料KCuF3，并与实验数据进行验证，展示量子计算在材料模拟领域的应用潜力。

克利夫兰诊所和IBM提出量子-经典混合蛋白质模拟流程，实现Trp-cage蛋白电子结构模拟。

5月，克利夫兰诊所、日本理化学研究所、IBM进一步利用量子计算机与超级计算机协同完成大规模蛋白质模拟，推动量子计算在生命科学领域的应用探索。

2）离子阱

离子阱路线在高保真操作、纠错能力提升和系统规模化方面持续推进。

纠错方面，3月，Quantinuum在98量子比特Helios离子阱处理器上实现高码率量子纠错方案，从物理量子比特中提取多个逻辑量子比特，并验证高码率纠错码在当前硬件上的运行可行性。

处理器与系统方面，6月，Quantinuum公布Helios 98量子比特离子阱处理器评测结果，进一步展示离子阱路线在连接性和操控精度方面的发展潜力。

关键技术方面，5月，澳大利亚国立大学与IonQ合作，在长离子链中实现高速、高连通性的两量子比特门操作，为离子阱量子计算规模扩展提供新方案。

3）中性原子

中性原子量子计算在纠错、规模化操控和硬件扩展方面取得多项突破。

纠错方面，3月，加州理工学院提出万比特规模中性原子Shor算法方案，将RSA-2048分解所需资源需求由百万级降低至万级。4月，QuEra、哈佛大学、麻省理工学院联合团队在中性原子平台实现高编码率qLDPC纠错方案，物理比特与逻辑比特比例降低至约2:1，为中性原子平台实现容错计算提供新路径。

处理器与系统方面，5月中科酷原发布全球首台双核中性原子量子计算机“汉原2号”，标志着我国中性原子量子计算技术从单核时代迈入双核协同新阶段。

关键技术方面，1月，哥伦比亚大学利用全息超表面在光镊阵列中捕获100多个单原子，实现1.5微米级陷阱间距，为提升原子阵列规模提供新方案。4月，马克斯·普朗克研究所利用费米子原子受控碰撞实现高保真纠缠量子门，提升中性原子量子操控性能。

6月，清华大学与两仪万象将光镊阵列中单原子捕获数推至11000个，这标志着我国成功打破了原子捕获数目的世界纪录，迈出了量子计算可扩展化的重要一步。加州大学伯克利分校将中性原子阵列测量反馈时间从毫秒级压缩到了45微秒，为实时纠错和动态量子线路清除了一项关键障碍。

4）光量子

光量子路线主要围绕大规模光量子处理器和云平台应用展开。

5月，中国科学技术大学等研制“九章四号”光量子计算原型机，实现1024个压缩态输入和8176模式量子线路操控，并完成高斯玻色采样任务。6月，“九章四号”同系列光量子计算机“天衍-P2000”正式接入中国电信“天衍”量子计算云平台，首次面向全球用户开放光量子线上优越性服务能力。

5）半导体

半导体量子计算围绕硅基量子芯片、量子点阵列和自旋操控持续推进。

纠错方面，1月，深圳国际量子研究院在硅基磷原子量子芯片上实现稳定子错误探测，揭示硅基自旋量子比特中的噪声特性，为低成本容错方案研究提供实验基础。

处理器与系统方面，3月，深圳国际量子研究院在硅基量子芯片上完成逻辑态制备、通用逻辑门和算法演示，实现硅基逻辑量子计算原型验证。

关键技术方面，2月，澳大利亚SQC利用15000个原子量子点构建二维模拟平台，实现对相互作用和隧穿耦合参数的独立控制。

4月，代尔夫特理工大学利用锗量子点阵列实现多体自旋系统光谱测量，提升量子点体系表征能力。5月，该团队进一步实现移动自旋量子比特的高保真两比特门和量子隐形传态，展示半导体量子比特在非局域量子信息处理中的潜力。

6）拓扑

拓扑量子计算仍处于工程探索阶段，上半年主要集中于马约拉纳零模探测和拓扑量子芯片研发。

2月，代尔夫特理工大学等构建Kitaev最小链，并利用量子电容检测技术实现马约拉纳宇称非破坏读出，为拓扑量子信息处理提供实验依据。6月，微软发布第二代拓扑量子芯片Majorana 2，并公布未来拓扑量子计算发展规划。不过，马约拉纳零模和拓扑保护效应仍需进一步验证，拓扑路线距离工程化应用仍存在挑战。

量子通信与安全：PQC加速落地，QKD组网提速

2026年上半年，量子通信与安全领域围绕PQC和QKD两条技术主线同步推进。

1）PQC

技术进展方面，1月，西交利物浦大学在格密码安全性分析方面取得进展，成功求解SVP-210维最短向量问题，为评估基于格密码的抗量子密码方案安全性提供了重要参考。中国电信与上海交通大学发现KAZ系列算法套件存在结构性安全漏洞，表明相关方案难以满足抗量子密码标准化要求。

下游应用方面，PQC正在从算法研究和标准验证阶段进入行业迁移探索阶段。1月，中国移动浙江公司携手嘉兴海关成功开通全省首条量子加密网络专线。5月，海光信息、国泰海通、格尔软件联合发布全球首个抗量子密码平滑迁移解决方案，为全行业的量子安全升级率先提供了清晰的技术路线。

同月，韩国科学技术信息通信部将PQC试点从去年的能源、医疗、行政领域扩展至电信、金融、交通、国防、航天五大国家关键基础设施领域。此举标志着韩国为应对量子计算机带来的“先窃取，后解密”威胁，正系统性地将核心国家信息系统迁移至能够抵御量子攻击的下一代密码体系。

2）QKD

技术进展方面，2月，中国科学技术大学潘建伟院士及其同事在可扩展量子网络研究方面取得重大突破：首次构建出可扩展量子中继的基本模块，使远距离量子网络成为现实可能；在此基础上实现单原子节点间远距离高保真纠缠，进而使器件无关量子密钥分发（DI-QKD）传输距离突破百公里级，极大推动了该技术实用化进程。

北京大学研制集成量子密钥发送芯片和光频梳光源芯片，构建基于集成光量子芯片的大规模QKD“未名量子芯网”，支持20个芯片用户并行通信。两两通信距离达370公里并打破无中继界限，组网能力（客户端对数×通信距离）达3700公里，在芯片用户规模与组网能力上均达到国际领先水平。

5月，苏黎世联邦理工学院等通过超导电路执行无漏洞贝尔测试，实现了随机性放大，展示了经典信息处理做不到的量子优势。这个结果的意义不只在量子通信本身，对量子随机数生成和贝尔不等式检验这些基础问题也有支撑作用。

下游应用方面，4月，IIonQ与Florida LambdaRail合作启动美国首个全州范围量子安全网络计划，推动量子安全通信基础设施建设。5月，中电信量子集团联合科大国盾、烽火通信全国首条基于通量密一体设备的跨城域加密OTN专线，该成果的发布标志着我国基于通量密一体技术的量子安全传输从设备研发迈向现网商用。

量子传感：核心器件性能提升，应用场景持续拓展

2026年上半年，量子传感领域在上游核心器件、时频测量、磁场探测、惯性导航等方向均取得代表性进展，呈现出核心器件性能提升、量子增强测量能力增强以及应用场景持续拓展的发展趋势。

上游核心器件方面，2月，清华大学成功研制出148nm连续波超窄线宽激光光源，实现真空紫外波段超稳激光输出，突破了钍-229核光钟研制中的关键光源技术瓶颈，可满足核跃迁量子相干操控需求，为高性能核光钟发展提供重要支撑。

时频方面，5月，帝国理工学院和牛津大学提出并实验实现了一种基于模式选择量子存储器的超分辨频率测量平台，成功分辨265kHz频率间隔，测量精度提升34倍，为高精度时频测量和未来量子网络中的频率感知提供了新方案。

磁场方面，1月，山西大学等提出一种可用于低温强磁场环境下的新原理磁传感器，该传感器具有高空间分辨潜力，为低温强磁场环境下的高精度磁测提供了新路径。

4月，麻省理工学院利用金刚石中的NV中心在室温下实现了这种多参数估算，为复杂环境下的量子增强磁测量提供了新方案。

5月，清华大学交叉信息研究院首次在大规模固态自旋体系中成功观测到多体动力学冻结现象，实现长寿命自旋磁化，磁场测量灵敏度提升2.7倍。

惯性方面，1月，华中科技大学等提出力平衡MEMS重力仪，通过引入准零刚度（QZS）弹簧和阵列式电容位移传感器实现灵敏度增强，为小型化、高灵敏重力测量提供了一种新的技术方案。

5月，国防科技大学等在芯片级陀螺仪中利用三阶尖点奇点促进科里奥利效应，信噪比提升253倍、精度改善297倍，为奇异性增强惯性传感提供实验验证，并为高性能MEMS陀螺仪设计提供新思路。

其他方面，1月，中国科学技术大学构建了基于核自旋的城际量子传感网络，在实验室探测中突破相关天体物理观测约束，为利用量子传感探索基础物理提供新途径。巴塞尔大学等利用纠缠原子传感器阵列实现多参数估计，为复杂物理量同步测量提供新方案。

2月，哈佛大学等利用分布式量子纠缠，在空间分离节点间实现非局域相位测量，并在固态量子存储器支持下完成公里级纠缠辅助光学干涉测量，为长距离量子增强传感和精密测量提供了新方案。

5月，Infleqtion发布Quantum Spectrum量子射频传感系统，利用里德堡原子实现射频信号探测，推动了基于原子的射频量子传感向工程化应用发展。

基础研究方面，3月，曼彻斯特大学等通过在NaCl表面上的原子操纵，成功合成具有半莫比乌斯拓扑的C15Cl2立体异构体，实现了原子尺度分子结构的可控构筑，为拓扑化学和量子材料研究提供了新的实验平台。

同月，麻省理工学院等利用集成于压电微悬臂梁上的纳米光子波导，通过光子跳变机制实现90度离面光束偏转，并在CMOS兼容工艺下完成芯片到自由空间的高效光束扫描，为集成光量子处理器与自由空间光路之间提供了新的接口方案。

5月，南方科技大学与粤港澳大湾区量子科学中心实现大质量空间纠缠态制备，获得608原子质量单位复合量子客体，为宏观量子态调控、量子增强测量以及基于猫态编码的量子信息处理提供了基础支撑。

结语

2026年上半年，量子科技在量子计算、量子通信与安全、量子传感三大方向均取得重要进展。量子计算领域围绕纠错、处理器和系统扩展持续突破，多技术路线并行推进；量子通信与安全领域推动PQC迁移和QKD组网发展，技术验证与应用探索进一步深化；量子传感领域在核心器件、精密测量和应用场景方面取得进展。

总体来看，上半年量子科技呈现出关键技术持续突破、硬件能力不断提升、应用探索逐步深入的发展特点，多个方向正从实验验证向工程化应用阶段加速推进。