世界上最“敏锐”的眼：单光子探测器，量子时代的视网膜

一、看见一颗光子，到底有多难

上一篇《世界上最“孤独”的光》里，我们认识了单光子发射器——量子时代的“心脏”，负责把光子一颗一颗精准地发出去。

但发射只是上半场。

一颗以光速奔袭而来的光子，如何在抵达的瞬间被“抓住”、被“看清”？这就要请出今天的主角——单光子探测器（Single-Photon Detector），量子时代的“视网膜”。

一个管发出，一个管看见，合在一起，量子信息的世界才算真正睁开了眼睛。

看见单个光子，是自然界给精密测量出的最苛刻考题。

一支普通激光笔的功率约1毫瓦，每秒射出的光子数以万亿计；而单光子探测器要捕捉的，是一次只来一颗、能量仅约10⁻¹⁹焦耳的光子。

这份能量小到什么程度？把它放大亿亿倍，才勉强够点亮一只LED一瞬间。

更麻烦的是，探测器还必须在“没有信号”时保持绝对沉默——任何一点热噪声引起的误报，都可能被当成光子，让整个系统信以为真。

所以，衡量单光子探测器的核心，是它能否又快、又准、又安静地回答四个问题。

来了没有（探测效率）？来了几个（光子数分辨）？何时到达（时间抖动）？从哪个方向来（空间分辨）？这四个问题，恰好对应量子技术最在意的四件事：信号别漏、数目别数错、时刻别报偏、位置别搞混。

二、量子之眼：它是整个量子技术的“读出”环节

量子通信的成码率，几乎直接由探测器效率决定。

量子密钥分发（QKD）里，信息驮在单光子上一路狂奔，经过上百公里光纤或上千公里星地链路后，往往衰减到每个脉冲只剩零点几个光子——探测器效率每差10%，成码率就实打实地掉一截。

我国科研团队刷新的千公里级光纤量子密钥分发世界纪录、“墨子号”卫星实现的星地量子通信，背后都是单光子探测器在终端“值守”。

有行业统计显示，全球已有超过27个城市部署了以单光子探测器为核心的QKD安全通信网络。

图1 “墨子号”量子科学实验卫星（图源：公开报道概念图）

光量子计算的“算力兑现”，同样押在探测器身上。

“九章”系列光量子计算原型机用光子完成高斯玻色采样，运算的最后一环，是数清每个输出端口“蹦出来”几个光子——这个环节由超导纳米线单光子探测器（SNSPD）担纲。

探测器效率低一分，采样就要多跑许多轮；暗计数多一分，计算结果就掺一分假。

可以说，没有高效率的“量子之眼”，光量子计算的优越性无从谈起。

图2 “九章三号”光量子计算原型机（图源：公开报道概念渲染图）

在经典世界，它同样是“暗弱光感知”的天花板。

单光子激光雷达能在极远距离、极弱回光下完成三维成像；卫星激光测距靠它给千里之外的反射光掐秒表；天文观测中，系外行星的微弱光子、深空激光通信的数据流，都要靠它捕捉；生物医学的荧光寿命成像，则用它给单个分子“计时”。

凡是光弱到“数着颗收”的场景，都是它的主场。

三、门派林立：从真空管到纳米线

单光子探测器的江湖，五代技术同台竞技。

最年长的是光电倍增管（PMT），真空管结构，增益高、暗计数低，在可见光波段服役了大半个世纪，至今仍是高能物理实验的主力，但体积大、怕磁场，近红外波段无能为力。

第二代是雪崩光电二极管（APD/SPAD），半导体工艺、可室温或半导体制冷工作，InGaAs材料可覆盖1550纳米通信波段，“墨子号”的星地实验用的就是这类器件——优点是便宜皮实，短板是暗计数和后脉冲偏高，极限指标与超导器件拉开差距。

SiPM则把成千上万个SPAD像素集成到一片芯片上，是车载激光雷达的主流选择。

超导阵营里还有“称重派”TES（转变边沿传感器），能量分辨本领一流、能直接称出光子能量，但响应慢——时间抖动在纳秒量级、计数率不到1MHz，跟不上高速场景。

真正的“六边形战士”，是超导纳米线单光子探测器（SNSPD）。

它的原理与半导体探测器完全不同：超导材料的能隙只有毫电子伏特量级，而在1550纳米通信波段，一颗光子的能量约0.8电子伏特——足以在纳米线上拆散成千上万个库珀对，形成“热点”，瞬间掐断超导、输出一个电脉冲。

配上2~4K的低温工作环境，SNSPD交出的成绩单是：探测效率最高冲到98%以上、暗计数低至每秒个位数、时间抖动几十皮秒、计数率数十MHz，四项关键指标全面领先。

它的代价，是离不开一台低温制冷机。

图3 SNSPD器件结构示意：Si衬底／DBR反射镜／NbN-SiO₂-NbN三明治结构／双层纳米线（图源：中科院上海微系统所，经光子盒整理）

四、2026年的中国答卷：SNSPD“三级跳”

今年7月，中国科学院上海微系统与信息技术研究所李浩、尤立星团队的超导单光子探测工作被行业媒体系统盘点：99%探测效率、32光子数分辨、千像素面阵，一口气完成“三级跳”。

这三跳，分别回答了“看得见”“数得清”“照得全”三个问题。

第一跳，把探测效率的天花板顶到了99%。

传统单层纳米线结构里，“吸收效率”与“响应效率”是一对冤家：线厚了好吸收光却不好产生响应，线薄了响应灵敏光却容易漏过去。

团队设计出“超导／绝缘层／超导”三明治结构——两层NbN超导薄膜中间夹3纳米厚的二氧化硅，两层膜共同吸光、每层依然足够薄，把这对矛盾巧妙解耦；再叠加法布里-珀罗光学腔，器件在1550纳米通信波段的系统探测效率达到99%。

作为参照，美国NIST与NASA JPL在2013年创下的著名纪录是93%。

更难得的是工程良率：同一批次45个器件中，73%效率大于80%、36%大于90%——这意味着它从“实验室孤品”走向了“可批量制备”。

第二跳，是从“有没有”到“有几个”——32光子数分辨。

国际主流的光子数分辨方案靠分束器或延时线把光拆成多路再分别计数，但拆光本身就会带来损耗。

上海微系统所团队反其道而行：把敏感区做成32个可独立响应、共用读出通道的纳米线单元——光子触发几个单元，输出脉冲幅度就有几档，从一根读出线上的脉冲高度就能直接反推光子数目。

没有分光损耗，单光子效率保持98%，可分辨光子数达到32，是目前单通道SNSPD方案中公开报道的最高值；2光子探测保真度87.4%，时间抖动低至40皮秒，计数率41MHz。

第三跳，是从单点探测器到千像素“相机”。

单光子激光雷达和天文成像要求知道光子“从哪来”，这需要成百上千个探测器协同工作。

团队先后研制出4×4、8×8、32×32阵列，其中32×32阵列（1024像素）采用行列复用架构：上下两层纳米线分别按行、列连接，光子触发某一像元后由行列“符合”确定坐标——1024个像素只靠64路读出线寻址，像素良率94%，1550纳米波段本征探测效率最高77%。

至此，SNSPD同时握住了光子的数量、时间和空间三种信息。

图4 32×32 SNSPD阵列行列复用架构示意（图源：中科院上海微系统所，经光子盒整理）

五、从实验室到货架：一只眼睛的产业化

科研突破的最后一公里，是变成买得到、用得稳的产品。

上海微系统所团队孵化的赋同量子，是国内率先实现SNSPD规模产业化的企业，产品线覆盖超导纳米线芯片、功能化模组、整机系统和配套低温设备，累计出货300多套，国内商用市场占有率超过80%，在探测效率、通道集成度、暗计数等关键指标上优于国际同类商用产品。

放眼全球，ID Quantique、Single Quantum、Photon Spot、Quantum Opus与赋同量子共同占据第一梯队。

市场正在给这只“量子之眼”开出越来越高的估值。

据行业咨询报告，2025年全球单光子探测器市场规模约8.7亿美元，其中SNSPD贡献超过四成；亚太地区以34.2%的份额首次超越北美，成为最大区域市场；预计到2030年，市场规模将攀升至约24.6亿美元。

量子密钥分发仍是第一大应用，而生物医学成像与车载激光雷达正以约27%和32%的年增速，成为拉动市场的新的双引擎。

图5 赋同量子超导单光子探测系统（图源：赋同量子）

结语

发出一颗光子，再看见这颗光子——量子时代最动人的闭环，正在被一步步焊牢。

上一篇的主角单光子发射器，解决“从哪来”；这一篇的主角单光子探测器，守住“到没到”。

一个在源头点亮量子信息的最小单元，一个在终端守住最后的诚实。

当探测效率冲上99%、千像素面阵睁开、成本随产业化逐年下探，这只世界上最敏锐的眼，看到的不只是光子，还有量子技术通向千行百业的路。

下一篇，这双眼睛望向哪个领域？欢迎留言告诉我们。

主要资料来源

· 光子盒QUANTUMCHINA《超导单光子探测器完成三级跳：99%探测效率、32光子数分辨、千像素面阵》，2026年7月31日

· 产业世界《全球单光子探测器行业发展咨询报告（2026）》，2026年8月

· Market Growth Reports《Single Photon Detectors Market Report》，2026年8月

· 中科院上海微系统所SNSPD相关研究论文（Optics Express 28, 36884；Photonics Research等）

世界上最“精准”的指挥家：量子测控系统

一位是“孤独的光”——单光子发射器，负责一颗一颗地产生光子；一位是“敏锐的眼”——单光子探测器，负责把最微弱的光信号看个明白。

但一台量子计算机要真正跑起来，还缺一位灵魂人物：它要告诉每一个量子比特什么时候做什么动作，还要时刻盯着设备运转是否正常。

这位幕后主角，就是量子测控系统——量子计算机的指挥家，也是它的神经中枢。

一、既要下指令，又要盯状态：量子计算机的“指挥家” 量子测控系统干的，归根结底是两件事：配置和控制计算过程，监测设备运行状态。

你可以把量子计算机想象成一支交响乐团：量子比特是乐手，量子程序是乐谱，而测控系统就是站在乐团前面的指挥家。

每个乐手的每一次起落，都由它精准调度；演奏中任何一个音符走偏，它也要第一时间发现。

这位指挥家还得兼任调音师——量子态的读取、系统的校准、故障的定位，全都归它管。

具体来说，用户提交的量子程序，最终会被翻译成一系列微波或激光脉冲。

脉冲的频率决定“对哪个比特说话”，相位和幅度决定“做什么操作”，持续时间决定“做多久”。

测控系统负责把这些指令精确地送到每一个量子比特“手”上，再把计算结果读出来。

它是经典世界与量子世界之间的桥梁——没有它，再强大的量子芯片也无法工作。

图1 量子计算实验室：机柜中的测控电子设备与低温实验装置（图源：公开报道） 二、为什么这么难：在比深空还冷的地方，弹一场纳秒级的钢琴 量子测控难，难在“既要快、又要准、还得冷”。

超导量子计算机里，量子比特的工作温度约为10毫开尔文，比星际深空还要冷两个数量级以上。

在这样极端的环境下，操纵一个量子比特，需要向它发射只有几纳秒到几十纳秒长的微波脉冲，脉冲的幅度、相位、频率都要控制得极其精确——稍有偏差，量子比特就会“听错指令”，计算结果随之出错。

量子系统对控制精度要求极高，因此测控系统是保证任务能够按设定方式运行的重要组成部分。

比“发指令”更难的，是“听回音”。

读取量子态时，比特反射回来的信号极其微弱，必须依靠工作在低温环境的低噪声放大器逐级放大，才能从噪声里分辨出量子比特到底是0还是1。

而且这些参数还不是静态的：比特频率会漂移，门保真度会随电磁环境波动。

所以测控系统还要持续校准，出现异常时更要能定位问题出在芯片、低温环境还是电子学。

行业里有句直白的判断：“测控是量子计算的灵魂。

”这是相干科技创始人金贻荣的观点——芯片提供的是能力的上限，测控决定这个上限能兑现到什么程度。

“祖冲之号”量子计算原型机总师朱晓波在WAIC 2026上的提醒更为犀利：不要相信任何“千比特、万比特”的炒作，精度不足、错误率没降下来，规模再大都没有意义。

而精度与错误率的守门人，正是测控系统。

三、拆开看：指挥家的“四大件” 一套完整的量子测控系统，核心可以拆成波形发生、信号采集、时序同步、实时反馈“四大件”。

· 任意波形发生器（AWG）：负责“下指令”，把量子指令转换成精确的微波或激光脉冲波形，是操控量子比特的“键盘”； · 高速模数采集（ADC）：负责“读状态”，把反射回来的微弱模拟信号转换成数字信号，解调判决出量子态是0还是1； · 时序同步：成百上千个通道必须在同一时钟节拍下对齐，同步误差以皮秒计； · 快速反馈：量子纠错要求系统在几百纳秒内完成“读取—判决—修正”的闭环，反馈慢了，错误就会扩散。

以中微达信最新的ZW-QCS580快速反馈量子计算测控系统为例，它按功能拆成XY操控、Z线控制、读取解模判决、反馈支持、测控支持几个单元，面向量子纠错和千比特级量子计算系统的控制需求设计，测控效率较上一代产品提升了10倍以上，并已完成大规模量子计算系统的整机集成验证。

这套系统的演化速度，也折射出整个行业的节奏。

2016年，苏黎世仪器公司与荷兰代尔夫特理工QuTech合作，推出了可支撑7个超导量子比特的集成测控系统；2017年，是德科技做到100通道；2018年，本源量子研制出40通道测控系统，这是国内第一套完整的量子计算机控制系统；而今天，头部企业的产品已经瞄准千比特级——八年时间，通道规模放大了上百倍。

图2 中微达信ZW-QCS580量子计算测控系统：五大功能单元各司其职（图源：中微达信） 四、从机房搬进“冰箱”：低温CMOS的大趋势 测控系统最大的物理瓶颈，是那根从室温通向10毫开尔文的电缆。

今天，每一个量子比特都需要独立的测控线路。

比特数上千，就意味着上千根同轴电缆要像瀑布一样，从300K的室温一路穿进接近绝对零度的“冰箱”——热负荷、信号串扰、传输延迟和成本全部随之爆炸。

相干科技测算过：一台百比特规模的超导量子计算机，测控系统能占到整机成本的60%以上；而且测控电子学和低温线路的数量与比特数近乎线性相关——比特翻倍，测控成本跟着翻倍，稀释制冷机的成本反而可以随规模摊薄。

测控由此成为量子计算走向规模化最难摊薄的一条成本曲线。

行业的解法，是把测控芯片“下沉”到低温端，这就是低温CMOS技术。

把控制电路做成耐低温的专用芯片，部署到4K甚至更冷的温区，紧挨着量子芯片工作，室温到低温的电缆数量就能缩减一个数量级。

英特尔、谷歌、IBM、微软等巨头均有布局，行业数据显示，低温控制芯片已能把单比特测控成本拉低约42%。

国内在这条赛道上，已经跑出了标志性成果。

中微达信联合电子科技大学、南方科技大学研发的“西岭”硅基量子比特操控芯片，基于65nm CMOS工艺，能在60毫开尔文的极低温下稳定运行，静态功耗仅60微瓦，操控精度达4.6微伏，先后入选集成电路顶级会议ISSCC 2025、刊发于IEEE《固态电路杂志》，并获《自然·电子学》推荐、评为该刊量子计算芯片领域年度亮点。

它与面向超导比特操控的“贡嘎”、面向超导比特读取的“峨眉”一起，构成了“蜀山”系列低温CMOS测控芯片组。

此外，中微达信的低温低噪声放大器已向国内外科研机构和企业交付，年销售额达数千万元，部分型号功耗仅为国际同类产品的几分之一。

图3 “蜀山”系列低温CMOS测控芯片组：贡嘎、峨眉、西岭（图源：中微达信） 图4 低温低噪声放大器等射频测控模块（图源：中微达信） 五、最贵的一环，也是最“卡脖子”的一环 如果说量子芯片是皇冠，测控系统就是皇冠上最值钱的那颗宝石。

光子盒研究院与iCVTank的预测显示：全球量子计算测控系统市场规模将从2022年的0.16亿美元，增至2025年的5.45亿美元，2030年达到约210亿美元；到2035年，测控系统将以约996亿美元的规模、近40%的占比，超越量子芯片本身，成为量子计算产业链中价值最高的环节。

原因不难理解——系统控制与集成的复杂度，会随比特数加速攀升。

但格局上，这一环长期由海外巨头主导。

罗德与施瓦茨（收购了瑞士苏黎世仪器）、是德科技占据了全球测控系统绝大部分市场份额，荷兰Qblox等专精厂商紧随其后。

国产阵营里，中微达信、本源量子、国盾量子已经站稳脚跟：国盾量子作为“祖冲之三号”项目唯一企业参与主体，为其提供测控系统等核心组件；中微达信2026年8月完成数亿元B轮融资，半年内连融两轮，其“量子计算测控系统及其核心芯片”还入选了工信部先进计算赋能新质生产力典型应用案例，是国内量子科技领域仅有的两家入选主体之一。

不过也要清醒地看到：在极低温制冷机与高端测控芯片环节，国产化率目前仍低于20%，追赶空间与追赶压力同样巨大。

图5 中微达信机架式量子测控设备：单台24路射频通道（图源：川观新闻） 六、结语：万比特时代，得测控者得天下 量子计算的竞争，正在从“谁的比特多”转向“谁的系统稳”。

当行业从原型机走向工程化、从物理比特走向逻辑比特，决定成败的不再是单点指标，而是测控精度、实时纠错和系统工程能力。

千比特时代，测控要解决通道扩展、信号串扰与快速反馈；万比特时代，低温CMOS、高密度低温互连、量超智融合调度，每一项都是必须啃下的硬骨头。

从单光子发射器的“孤独的光”，到单光子探测器的“敏锐的眼”，再到测控系统的“精准的指挥家”——发射、探测、测控，三大件合璧，一台量子计算机才真正睁开了眼睛、挺直了脊梁。

量子时代的精彩大幕，正由这位幕后的指挥家，一纳秒一纳秒地指挥着拉开。

世界上最“精准”的指挥家：量子测控系统

一位是“孤独的光”——单光子发射器，负责一颗一颗地产生光子；一位是“敏锐的眼”——单光子探测器，负责把最微弱的光信号看个明白。

但一台量子计算机要真正跑起来，还缺一位灵魂人物：它要告诉每一个量子比特什么时候做什么动作，还要时刻盯着设备运转是否正常。

这位幕后主角，就是量子测控系统——量子计算机的指挥家，也是它的神经中枢。

一、既要下指令，又要盯状态：量子计算机的“指挥家” 量子测控系统干的，归根结底是两件事：配置和控制计算过程，监测设备运行状态。

你可以把量子计算机想象成一支交响乐团：量子比特是乐手，量子程序是乐谱，而测控系统就是站在乐团前面的指挥家。

每个乐手的每一次起落，都由它精准调度；演奏中任何一个音符走偏，它也要第一时间发现。

这位指挥家还得兼任调音师——量子态的读取、系统的校准、故障的定位，全都归它管。

具体来说，用户提交的量子程序，最终会被翻译成一系列微波或激光脉冲。

脉冲的频率决定“对哪个比特说话”，相位和幅度决定“做什么操作”，持续时间决定“做多久”。

测控系统负责把这些指令精确地送到每一个量子比特“手”上，再把计算结果读出来。

它是经典世界与量子世界之间的桥梁——没有它，再强大的量子芯片也无法工作。

图1 量子计算实验室：机柜中的测控电子设备与低温实验装置（图源：公开报道） 二、为什么这么难：在比深空还冷的地方，弹一场纳秒级的钢琴 量子测控难，难在“既要快、又要准、还得冷”。

超导量子计算机里，量子比特的工作温度约为10毫开尔文，比星际深空还要冷两个数量级以上。

在这样极端的环境下，操纵一个量子比特，需要向它发射只有几纳秒到几十纳秒长的微波脉冲，脉冲的幅度、相位、频率都要控制得极其精确——稍有偏差，量子比特就会“听错指令”，计算结果随之出错。

量子系统对控制精度要求极高，因此测控系统是保证任务能够按设定方式运行的重要组成部分。

比“发指令”更难的，是“听回音”。

读取量子态时，比特反射回来的信号极其微弱，必须依靠工作在低温环境的低噪声放大器逐级放大，才能从噪声里分辨出量子比特到底是0还是1。

而且这些参数还不是静态的：比特频率会漂移，门保真度会随电磁环境波动。

所以测控系统还要持续校准，出现异常时更要能定位问题出在芯片、低温环境还是电子学。

行业里有句直白的判断：“测控是量子计算的灵魂。

”这是相干科技创始人金贻荣的观点——芯片提供的是能力的上限，测控决定这个上限能兑现到什么程度。

“祖冲之号”量子计算原型机总师朱晓波在WAIC 2026上的提醒更为犀利：不要相信任何“千比特、万比特”的炒作，精度不足、错误率没降下来，规模再大都没有意义。

而精度与错误率的守门人，正是测控系统。

三、拆开看：指挥家的“四大件” 一套完整的量子测控系统，核心可以拆成波形发生、信号采集、时序同步、实时反馈“四大件”。

· 任意波形发生器（AWG）：负责“下指令”，把量子指令转换成精确的微波或激光脉冲波形，是操控量子比特的“键盘”； · 高速模数采集（ADC）：负责“读状态”，把反射回来的微弱模拟信号转换成数字信号，解调判决出量子态是0还是1； · 时序同步：成百上千个通道必须在同一时钟节拍下对齐，同步误差以皮秒计； · 快速反馈：量子纠错要求系统在几百纳秒内完成“读取—判决—修正”的闭环，反馈慢了，错误就会扩散。

以中微达信最新的ZW-QCS580快速反馈量子计算测控系统为例，它按功能拆成XY操控、Z线控制、读取解模判决、反馈支持、测控支持几个单元，面向量子纠错和千比特级量子计算系统的控制需求设计，测控效率较上一代产品提升了10倍以上，并已完成大规模量子计算系统的整机集成验证。

这套系统的演化速度，也折射出整个行业的节奏。

2016年，苏黎世仪器公司与荷兰代尔夫特理工QuTech合作，推出了可支撑7个超导量子比特的集成测控系统；2017年，是德科技做到100通道；2018年，本源量子研制出40通道测控系统，这是国内第一套完整的量子计算机控制系统；而今天，头部企业的产品已经瞄准千比特级——八年时间，通道规模放大了上百倍。

图2 中微达信ZW-QCS580量子计算测控系统：五大功能单元各司其职（图源：中微达信） 四、从机房搬进“冰箱”：低温CMOS的大趋势 测控系统最大的物理瓶颈，是那根从室温通向10毫开尔文的电缆。

今天，每一个量子比特都需要独立的测控线路。

比特数上千，就意味着上千根同轴电缆要像瀑布一样，从300K的室温一路穿进接近绝对零度的“冰箱”——热负荷、信号串扰、传输延迟和成本全部随之爆炸。

相干科技测算过：一台百比特规模的超导量子计算机，测控系统能占到整机成本的60%以上；而且测控电子学和低温线路的数量与比特数近乎线性相关——比特翻倍，测控成本跟着翻倍，稀释制冷机的成本反而可以随规模摊薄。

测控由此成为量子计算走向规模化最难摊薄的一条成本曲线。

行业的解法，是把测控芯片“下沉”到低温端，这就是低温CMOS技术。

把控制电路做成耐低温的专用芯片，部署到4K甚至更冷的温区，紧挨着量子芯片工作，室温到低温的电缆数量就能缩减一个数量级。

英特尔、谷歌、IBM、微软等巨头均有布局，行业数据显示，低温控制芯片已能把单比特测控成本拉低约42%。

国内在这条赛道上，已经跑出了标志性成果。

中微达信联合电子科技大学、南方科技大学研发的“西岭”硅基量子比特操控芯片，基于65nm CMOS工艺，能在60毫开尔文的极低温下稳定运行，静态功耗仅60微瓦，操控精度达4.6微伏，先后入选集成电路顶级会议ISSCC 2025、刊发于IEEE《固态电路杂志》，并获《自然·电子学》推荐、评为该刊量子计算芯片领域年度亮点。

它与面向超导比特操控的“贡嘎”、面向超导比特读取的“峨眉”一起，构成了“蜀山”系列低温CMOS测控芯片组。

此外，中微达信的低温低噪声放大器已向国内外科研机构和企业交付，年销售额达数千万元，部分型号功耗仅为国际同类产品的几分之一。

图3 “蜀山”系列低温CMOS测控芯片组：贡嘎、峨眉、西岭（图源：中微达信） 图4 低温低噪声放大器等射频测控模块（图源：中微达信） 五、最贵的一环，也是最“卡脖子”的一环 如果说量子芯片是皇冠，测控系统就是皇冠上最值钱的那颗宝石。

光子盒研究院与iCVTank的预测显示：全球量子计算测控系统市场规模将从2022年的0.16亿美元，增至2025年的5.45亿美元，2030年达到约210亿美元；到2035年，测控系统将以约996亿美元的规模、近40%的占比，超越量子芯片本身，成为量子计算产业链中价值最高的环节。

原因不难理解——系统控制与集成的复杂度，会随比特数加速攀升。

但格局上，这一环长期由海外巨头主导。

罗德与施瓦茨（收购了瑞士苏黎世仪器）、是德科技占据了全球测控系统绝大部分市场份额，荷兰Qblox等专精厂商紧随其后。

国产阵营里，中微达信、本源量子、国盾量子已经站稳脚跟：国盾量子作为“祖冲之三号”项目唯一企业参与主体，为其提供测控系统等核心组件；中微达信2026年8月完成数亿元B轮融资，半年内连融两轮，其“量子计算测控系统及其核心芯片”还入选了工信部先进计算赋能新质生产力典型应用案例，是国内量子科技领域仅有的两家入选主体之一。

不过也要清醒地看到：在极低温制冷机与高端测控芯片环节，国产化率目前仍低于20%，追赶空间与追赶压力同样巨大。

图5 中微达信机架式量子测控设备：单台24路射频通道（图源：川观新闻） 六、结语：万比特时代，得测控者得天下 量子计算的竞争，正在从“谁的比特多”转向“谁的系统稳”。

当行业从原型机走向工程化、从物理比特走向逻辑比特，决定成败的不再是单点指标，而是测控精度、实时纠错和系统工程能力。

千比特时代，测控要解决通道扩展、信号串扰与快速反馈；万比特时代，低温CMOS、高密度低温互连、量超智融合调度，每一项都是必须啃下的硬骨头。

从单光子发射器的“孤独的光”，到单光子探测器的“敏锐的眼”，再到测控系统的“精准的指挥家”——发射、探测、测控，三大件合璧，一台量子计算机才真正睁开了眼睛、挺直了脊梁。

量子时代的精彩大幕，正由这位幕后的指挥家，一纳秒一纳秒地指挥着拉开。