量子计算即服务:不买量子计算机,租用即可
量子计算机售价数百万到数千万美元,需要极低温环境(超导路线)或超高真空环境(离子阱路线),运维复杂度极高。对于绝大多数企业来说,购买和维护一台量子计算机既不可能也没必要。
量子计算即服务(QCaaS, Quantum Computing as a Service)解决了这个问题——通过云平台,用户可以按需租用量子计算资源,按使用时间或执行的任务数量付费。就像AWS让企业不需要自建数据中心一样,QCaaS让企业不需要自建量子计算机。
2026年,QCaaS市场进入了快速增长期。根据BCG 2026年6月报告,全球QCaaS市场规模预计达到$8.5亿,年增长率约60%。虽然绝对值不大,但增速惊人。
全球量子云平台格局
| 平台 | 云服务商 | 量子硬件 | 2026 H1收入 | 用户数 | 特点 |
|---|---|---|---|---|---|
| Amazon Braket | AWS | IonQ, Rigetti, QuEra, Xanadu | $2.5亿 | 8万+ | 硬件阵容最广 |
| Azure Quantum | 微软 | Quantinuum, IonQ | $2.0亿 | 6万+ | 量子-经典混合最优 |
| Google Quantum AI | Google Cloud | Google自家 | $1.5亿 | 3万+ | 硬件性能最强 |
| IBM Quantum | IBM Cloud | IBM自家 | $1.8亿 | 15万+ | 用户社区最大 |
| 本源量子云 | 本源量子 | 本源自家 | ¥1.5亿 | 2万+ | 中国量子云代表 |
| 阿里云量子 | 阿里云 | 中科大/本源 | ¥0.8亿 | 1万+ | 中国云服务商入场 |
Amazon Braket:硬件"超市"模式
Amazon Braket的策略是"不做硬件,只做平台"——把尽可能多的量子硬件接入AWS云平台,让用户自由选择。
截至2026年6月,Braket接入了6种量子硬件:
| 硬件 | 类型 | 比特数 | 拓扑 | 价格/小时 |
|---|---|---|---|---|
| IonQ Aria | 离子阱 | 25 | 全连接 | $500 |
| IonQ Forte | 离子阱 | 36 | 全连接 | $1,200 |
| Rigetti Ankaa-3 | 超导 | 84 | 方格 | $300 |
| QuEra Aquila | 中性原子 | 256 | 可编程 | $800 |
| Xanadu Borealis | 光子 | 216 | 全连接 | $600 |
| Oxford Quantum Circuits | 超导 | 32 | 专有 | $400 |
Braket的核心优势是"选择权"——用户可以在不同硬件上运行相同的量子电路,比较性能,选择最适合自己问题的硬件。同时,Braket提供了"Braket Hybrid Jobs"(量子-经典混合作业),将量子任务和经典计算(EC2)紧密结合。
2026年6月,Braket推出了"Braket Direct"——用户可以预约量子硬件的专属时间段,而非与其他人共享队列。这解决了此前量子云用户最大的痛点:排队等待时间长(有时需要数小时甚至数天)。
Azure Quantum:量子-经典混合的标杆
微软Azure Quantum的差异化策略是"量子-经典混合计算"——将量子处理器与经典HPC(高性能计算)和AI深度集成。
Azure Quantum Elements
2026年,Azure Quantum Elements(量子+AI+经典HPC的融合平台)在化学和材料科学领域取得了显著进展:
- 2026年3月,Azure Quantum Elements帮助一家制药公司筛选了1,000万种候选分子,利用量子计算模拟了最有前景的500种候选分子的电子结构,将药物筛选周期从18个月缩短到6个月。
- 2026年5月,微软与巴斯夫(BASF)合作,使用Azure Quantum Elements优化了新型电池材料的配方,发现了一种新的固态电解质候选材料。
Quantinuum的硬件突破
Azure Quantum的核心硬件合作伙伴是Quantinuum(霍尼韦尔量子计算部门分拆出的公司)。2026年,Quantinuum的H2离子阱量子计算机(56个物理比特)实现了:
- 单比特门保真度:99.997%(业界最高)
- 两比特门保真度:99.8%
- 量子体积(Quantum Volume):2²²(约420万)
Quantinuum的高保真度使其成为"逻辑比特演示"的理想平台。2026年4月,Quantinuum在Azure Quantum上演示了4个逻辑比特的编码和计算——这是当时业界最大的逻辑比特系统。
微软的定价策略
Azure Quantum在2026年推出了创新的定价模式:
- “量子信用”(Quantum Credits):类似Azure的计算信用,企业可以预付费用获得量子算力的折扣。
- “按结果付费”(Pay-per-Result):对于量子化学模拟任务,客户只为"有用的结果"(如达到化学精度的能量计算)付费,而非按使用时间付费。
Google Quantum AI:硬件性能的巅峰
Google的量子云策略是"用最好的硬件建立最高壁垒"——不追求最多样的硬件选择,而是追求最强的硬件性能。
2026年,Google Quantum AI的Willow芯片(105个物理比特)通过Google Cloud提供服务。Google量子云的特点:
- 最高性能:Willow芯片的量子体积和纠错演示都是业界领先。
- 深度集成:与Google Cloud的AI/ML服务(Vertex AI、TPU)深度集成,便于量子-经典混合开发。
- Cirq原生:Google的Cirq量子编程框架与Willow硬件精确匹配,噪声模型更准确。
但Google量子云的劣势也很明显:只有一种硬件(Google自家),如果用户的问题不适合超导量子比特,就没有其他选择。
IBM Quantum:社区驱动的生态
IBM Quantum的策略是"社区驱动"——通过Qiskit开源框架和庞大的用户社区建立生态壁垒。
IBM Quantum Network在2026年拥有超过200个成员(包括企业、大学和研究机构),全球Qiskit社区超过50万开发者。IBM量子云的用户数量是竞争对手的2-3倍。
2026年,IBM Quantum Heron芯片(156个物理比特)在IBM Cloud上提供服务。IBM量子云的核心优势:
- Qiskit Runtime:大幅缩短量子-经典循环的延迟。
- Qiskit Serverless:2026年新推出的功能,简化量子-经典混合工作负载的部署。
- 教育和认证:IBM提供Qiskit开发者认证,2026年已有超过1万人获得认证。
中国量子云服务:追赶中的差异化
中国的量子云服务在2026年取得了显著进展。
本源量子云
本源量子是中国最大的量子计算公司,2026年运营着"本源量子云"平台,提供:
- 本源"悟源"超导量子计算机(72个物理比特)
- 本源"悟源二号"超导量子计算机(128个物理比特,2026年Q2上线)
- QPanda量子编程框架
- 量子化学模拟、量子机器学习等应用服务
本源量子云在2026年6月宣布用户数突破2万,日均提交量子任务超过1,000个。本源量子的定价策略是"低价渗透"——每小时使用费约¥500-800,仅为AWS Braket同类硬件的1/3-1/2。
阿里云量子
阿里云在2026年将量子计算服务整合到其"阿里云智能计算"平台中,提供中科大"祖冲之三号"和本源量子计算资源的云化接入。阿里云的优势在于经典云基础设施的完善——量子-经典混合工作负载可以在阿里云上无缝运行。
量子云的定价演变
量子云的定价模式在2026年正在从"按时间"转向"按价值":
| 定价模式 | 说明 | 适用场景 | 代表平台 |
|---|---|---|---|
| 按使用时间 | 按量子处理器使用时长付费 | 通用 | 所有平台 |
| 按任务数 | 按提交的量子任务数量付费 | 标准化任务 | IBM, Braket |
| 按结果付费 | 只为达到目标精度的结果付费 | 量子化学模拟 | Azure Quantum |
| 订阅制 | 按月/年付费,不限使用次数 | 高频用户 | IBM, 本源 |
| 预留实例 | 预付费用,锁定低价 | 大客户 | AWS Braket |
2026年,量子云的使用成本正在快速下降——单个量子任务的成本从2020年的约$100降至2026年的$1-10。成本的下降是量子云用户增长的关键驱动力。
量子云与传统云的融合
2026年,量子云与经典云服务的融合正在加速:
- “量子函数”:类似AWS Lambda,用户只需编写量子电路函数,云平台自动处理硬件调度和执行。
- “量子数据库”:AWS和Azure正在开发量子优化的数据库查询引擎,用量子算法加速特定类型的数据库查询。
- “量子安全服务”:云平台开始提供量子安全加密服务(如量子密钥分发),为客户的经典数据提供"量子级"安全保护。
2026下半年的量子云看点
- AWS Braket的新硬件:AWS预计在2026年下半年接入Rigetti的下一代Ankaa-4芯片(256个物理比特)和QuEra的下一代中性原子处理器。
- Azure Quantum的"量子超级计算机"路线图:微软计划在2026年底发布"拓扑量子比特"的最新进展,这可能彻底改变量子云的格局。
- Google Quantum的纠错服务:如果Google在2026年Q4实现d=9纠错,Google Cloud将提供"逻辑比特"服务——用户可以租用逻辑比特而非物理比特。
- 中国量子云的国际化:本源量子正在探索向东南亚和中东地区提供量子云服务。
量子云服务是量子计算商业化的"前沿阵地"。2026年,虽然量子计算机还不能解决真正的实际问题,但通过云平台,数以万计的开发者、研究人员和企业正在学习如何使用量子计算——当量子硬件成熟时,他们将是最先受益的人。