开源证券 中小盘主题:量子科技系列报告(三):量超融合加速落地,开启下一代算力周期
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摘要
开源证券中小盘主题周报以量超融合为主线,认为这一量子与经典计算分工协作的新范式可部分规避NISQ固有局限,或开启量子计算应用新周期。 当前量子计算仍处于NISQ阶段(约50至1000个物理量子比特、尚未实现完整纠错),业界普遍认为距容错计算还有约8—10年;量超融合通过VQA、SQD、电路编织等算法借助经典算力,在相干时间、错误率与可扩展性三方面绕开NISQ短板,标志性案例是2026年年初日本理研与IBM将富岳超算与IBM Quantum Heron结合,创下量子计算机上规模最大、精度最高的化学模拟实验纪录。 产业层面,自2022年英伟达发布CUDA-Q以来全球平台加快部署:英伟达以兼容约75%公开可用QPU的CUDA-Q、往返延迟平均3.84微秒的NVQLink以及9月14日新推出的CUDA-Q Logical卡位基础设施,合作伙伴覆盖IQM、Rigetti、Quantinuum、IonQ、Pasqal等;国内呈政企协同格局,合肥、北京、甘肃等地量超融合平台相继落地。 本周(9月14日-9月18日)Wind量子技术指数+1.41%、以2025年12月31日为基准累计+8.00%,A股量子科技标的平均涨跌幅+7.25%,频准激光以+12.5%领涨,美股QUANTUM X LABS大涨+24.8%,港股国富量子-6.6%。 行业催化密集:美国能源部启动最高2.15亿美元的容错量子计算竞赛,IonQ与Synopsys称量子算法可使工业设计效率提升高达14.6%。 风险为技术研发与迭代、产业落地进度、下游应用场景需求不及预期。
主要观点
- 量超融合是将量子计算与经典计算分工协作、优势互补的新型计算范式:量子计算机适合并行运算、矩阵运算线性代数,经典计算机擅长逻辑运算、浮点运算,可提高计算效率并降低成本。
- 当前量子计算仍处NISQ阶段(拥有约50至1000个物理量子比特、尚未实现完整纠错),与需1万个逻辑比特(约1亿个物理比特)的FTQC差距较大,业界普遍认为距实现容错计算还有约8—10年。
- NISQ硬件面临三大制约:相干时间(超导量子比特通常微秒到毫秒级、离子阱数秒、中性原子阵列在6,100个量子比特规模下达13秒相干时间)、错误率(当前量子门错误率约1/100至1/1,000)与可扩展性。
- 量超融合并非直接攻克NISQ短板,而是通过VQA(经典计算机完成参数优化)、SQD、电路编织等算法,在FTQC实现之前先行利用量子计算的并行优势。
- 2026年年初,日本理化学研究所与IBM将富岳超算与IBM Quantum Heron结合、基于SQD工作流计算铁硫分子电子结构,创下量子计算机上规模最大、精度最高的化学模拟纪录;IBM还提出经典纠缠构建与电路编织,已在5个量子比特的量子处理器上实现水分子10个自旋轨道的表征。
- 完整的量超融合计算架构包含用户交互、系统服务、计算后端三层;任务执行分穿插式与拆分式两种,后端物理连接分紧凑式与分布式,20Qubit处理器的计算空间是两块10Qubit处理器的500多倍。
- 自2022年英伟达发布CUDA-Q(QODA)以来量超融合平台全球加快部署:2024年5月本源悟空接入长三角枢纽芜湖集群,标志中国通算、智算、超算、量算四算合一体系正式建成;2026年1月合肥量超融合计算中心上线(2台本源180+比特超导、1台12比特离子阱与巢湖明月超算),是我国首个本地化部署、支持多技术路线的量超融合计算平台。
- 英伟达卡位全球量超融合基础设施:软件层CUDA-Q官方称已兼容约75%的公开可用QPU;硬件层NVQLink基于以太网RDMA,量子控制器到GPU往返延迟平均3.84微秒、1,000次采样最大仅3.96微秒,全球已有十余家顶尖超算中心及17家QPU制造商采用。
- 2026年9月14日英伟达推出CUDA-Q Logical编排层,将容错架构、量子纠错编码等抽象模型融入编译流程:Iceberg Quantum已基于该平台建模1000个逻辑量子比特(对应约15万个物理量子比特),美国费米实验室将容错系统设计评估时间由约5个月缩短至3周。
- 国内呈政企协同快速推进格局:政府端上海、芜湖、成都、陕西、北京、甘肃等地量超融合算力中心相继落地;产业端本源量子2020年12月发布国内首个量子计算操作系统框架本源司南,中电信量子天衍云平台提供基于批处理与基于会话两种融合算力架构。
- 本周板块行情:9月14日-9月18日Wind量子技术指数(884208.WI)+1.41%,以2025年12月31日为基准累计+8.00%(同期沪深300指数-3.09%);A股量子科技标的平均涨跌幅+7.25%,涨幅前五为频准激光(+12.5%)、华立股份(+11.9%)、国仪公司(+10.1%)、格尔软件(+9.5%)、国芯科技(+8.7%);美股QUANTUM X LABS(+24.8%)居前;港股国富量子(-6.6%)。
- 行业与个股催化密集:美国能源部9月17日启动Quantum Genesis Q竞赛、计划投入最高2.15亿美元,要求参与者部署至少100个逻辑量子比特的容错量子计算机;IonQ和Synopsys报告量子算法可使复杂工业设计效率提升高达14.6%;量域芯创完成数千万元天使轮融资;三菱电机投资OptQC;富士通开源发布含超过100个软件组件的OpenQARP。
论述逻辑
- 量子计算仍处NISQ阶段,相干时间、错误率与可扩展性三大制约使其无法独立支撑商业化(距容错计算约8—10年)→ 量超融合通过VQA、SQD、电路编织等算法用经典算力弥补量子短板,在FTQC之前先行释放量子并行优势,并获富岳×Heron化学模拟创纪录、IBM 5量子比特表征水分子自旋轨道等案例验证 → 由此形成混合与协同并重的量超融合系统范式,架构分为用户交互、系统服务、计算后端三层 → 自2022年英伟达发布CUDA-Q以来全球加速部署:英伟达以CUDA-Q(兼容约75%公开可用QPU)+NVQLink(往返延迟平均3.84微秒)+新推CUDA-Q Logical卡位基础设施;国内政企协同,合肥、北京、甘肃等平台相继上线 → 叠加美国能源部2.15亿美元容错竞赛、IonQ工程仿真加速14.6%等催化 → 报告认为量超融合或开启量子计算应用新周期、开启下一代算力周期。
关键展望
- 业界普遍认为当前处于NISQ后期阶段,距离实现容错计算还有约8—10年。
- IBM在2023年12月路线图中宣称计划于2033年布局以量子为中心的超级计算,包含超过1000个逻辑量子比特;黄仁勋2025年6月公开表示每个下一代超级计算机都将配备一个QPU并与GPU连接。
- 美国能源部Quantum Genesis Q竞赛计划投入最高2.15亿美元,参与者需部署拥有至少100个逻辑量子比特、能够执行数亿次容错操作和科学演示程序的量子计算机(SRQC)。
- 东洋株式会社采购的第二台IQM Spark计划2027年初投入运行,此前购置的IQM Radiance 20比特量子计算机计划2026年底安装于AIST运营的G-QuAT。
- 风险提示:技术研发与迭代不及预期、产业落地进度不及预期、下游应用场景需求不及预期。
推荐标的
- 报告为中小盘主题周报,未给出个股评级或目标价,仅跟踪量子科技板块行情:A股涨幅前五为频准激光(+12.5%)、华立股份(+11.9%)、国仪公司(+10.1%)、格尔软件(+9.5%)、国芯科技(+8.7%),后五为神州信息(-0.9%)、吉大正元(-0.4%)、纬德信息(+2.0%)、科大国创(+2.1%)、国盾量子(+3.3%)。
- 美股方面本周涨幅居前标的:QUANTUM X LABS(+24.8%)、QUANTUM COMPUTING(+8.9%)、IONQ(+6.5%)、QUANTINUUM(+5.2%)、RIGETTI COMPUTING(+3.2%);港股国富量子(-6.6%);图16表内A股标的市值前三为国仪公司-U(378亿元)、国盾量子(360亿元)、频准激光(319亿元)。
- 个股动态涉及公司:IonQ与Synopsys(量子算法使工业设计效率提升高达14.6%)、Infleqtion(qLDPC集成CUDA-Q Logical,每逻辑量子比特约6个物理数据量子比特、较表面码码率提升约五倍)、Quantum Computing Inc.(与HBKU签三年协议)、IQM(采用CUDA-Q Logical,东洋采购第二套IQM Spark)、量域芯创(数千万元天使轮融资)。
关键图表
图1. 量子计算技术目前仍处于 NISQ 阶段

图2. 电路编织:将超出硬件能力的大量子电路“切碎”

图3. 异构混合算力涵盖多种量子及经典算力间的混合

图4. 对计算任务的执行可分为“穿插式”与“拆分式”

图5. 表 1: 2024 年至今量超融合主要进展梳理:全球范围内,量超融合计算平台正加快部署

图6. CUDA-Q Logical 将纠错和逻辑比特操作抽象成了一个标准化的编排层

图7. 表 3: NVQLink 在量子计算硬件生态中具备诸多应用场景及合作伙伴

图8. 本源量子量超协同工作流程:高级语言应用——量子编译器编译为可执行程序

图9. 基于会话的交互式融合算力架构可提高计算效率、增强系统稳定性、降低操

图10. 频准激光、华立股份、国仪公司表现出色

图11. 神州信息、吉大正元领跌

图12. 本周 A 股相关标的平均涨跌幅为+7.25%
