【東吳證券】計算機行業(yè)深度報告：量子信息：下一場信息革命

wangzj@wangshijie@增持（維持） 從2019年的11.2億美元增長到2030年的25.27億美元，市場規(guī)模呈現(xiàn)們預(yù)計后續(xù)會有更多支持政策落地。建議關(guān)注量子信息產(chǎn)業(yè)鏈投資機光迅科技、電科網(wǎng)安、亨通光電、亞光科技、金卡智能、中國長城等。 4 5 5 6 8 9 4 6 7 4 9圖1：量子信息三大領(lǐng)域數(shù)據(jù)來源：中科院物理所，東吳證券研究所表1：量子信息領(lǐng)域概況領(lǐng)域概念釋義應(yīng)用場景典型研發(fā)產(chǎn)品遵循量子力學規(guī)律來調(diào)控量子信息單勘探等領(lǐng)域，通過量子處理器來模擬量元進行計算的新型子系統(tǒng)運行狀態(tài):在人工智能、量化金號”利用量子力學原理，通過移動量子號、信息和量子態(tài)主要是量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)技融交易互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)，電力系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)嶒灳W(wǎng)絡(luò)、東京高速量子通信網(wǎng)保密通信骨干線路“京滬干線"基于量子體系糾等特性，實現(xiàn)對量別等五大領(lǐng)域，覆蓋軍事國防、航空航涉器件磁力計、原子干涉加速度數(shù)據(jù)來源：世界科技研究與發(fā)展前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，東吳證券研究所圖2：量子比特對比傳統(tǒng)比特數(shù)據(jù)來源：中科院物理所，東吳證券研究所算法，證明了量子計算機在解決特定問題上超越經(jīng)典圖3：量子計算發(fā)展生命周期示意圖數(shù)據(jù)來源：ICVTA&K，東吳證券研究所術(shù)發(fā)展必然要經(jīng)過的一個階段，也是量子計算各種路線探索和人才積累的關(guān)鍵階段。越多，要求也就越高。術(shù)是量子計算機實現(xiàn)所必須的，其發(fā)展趨勢與成熟程度都會對其應(yīng)用產(chǎn)生嚴重影的是實現(xiàn)對大量量子比特及其測控系統(tǒng)集成和小型化，是降低量子計算機的研發(fā)成本、信息技術(shù)及應(yīng)用將進入全面高速發(fā)展階段，也將成為人類征服自然的一個新的里程碑！來模擬分子和材料結(jié)構(gòu)。這將有助于加快新材料和新藥物表2：量子計算應(yīng)用場景分析（2035年）金融服務(wù)傳統(tǒng)能源航空航天與國防券研究所但比特數(shù)量和門操作速度方面瓶頸也同樣突出；3）光量子和硅半導體路線目前在比特比特數(shù)量規(guī)模、門保真度和相干時間等指標方面提升迅速。圖4：量子計算硬件主要技術(shù)路線數(shù)據(jù)來源：中國信通院，東吳證券研究所這一接近萬億級別的市場規(guī)模標志著量子計算會在此進入全面成熟和商業(yè)化的關(guān)鍵階段，預(yù)示著未來量子計算將在各個領(lǐng)域帶來深遠而持久的影響。圖5：全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模（2021~2035單位：十億美元）數(shù)據(jù)來源：ICVTA&K，東吳證券研究所年，上游市場規(guī)模呈現(xiàn)出顯著的增長趨勢，市場總規(guī)模由2023年不到20億美元增長到圖6：全球量子計算上游產(chǎn)業(yè)規(guī)模（2023-2035單位：十億美元）數(shù)據(jù)來源：ICV&光盒子《2024全球量子計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望》，東吳證券研究所全球已有數(shù)十家公司和研究機構(gòu)推出了不同類型的量子計算云平臺積極爭奪產(chǎn)業(yè)生態(tài)應(yīng)用研究，我國下游行業(yè)用戶對量子計算重視程度有限，開展應(yīng)用探索動力仍需提升。圖7：量子計算產(chǎn)業(yè)生態(tài)數(shù)據(jù)來源：信通院，東吳證券研究所比起經(jīng)典計算機，53量子比特完成1百圖8：70量子比特的Sycamore實現(xiàn)了量子優(yōu)勢數(shù)據(jù)來源：谷歌官網(wǎng)，東吳證券研究所微軟預(yù)計10年內(nèi)完成量子超級計算機的構(gòu)建。公司將未來量子計算分為Rigetti。彈性階段，從嘈雜的物理量子比特過渡到可靠的邏輯量子比特，增加每個邏輯量子比特的物理量子比特數(shù)，使物理量子比特更穩(wěn)定，或者兩者兼而有之；規(guī)模階段，設(shè)計出一臺規(guī)?；?、可編程的量子超級計圖9：量子超級計算機的測量數(shù)據(jù)來源：微軟官網(wǎng)，東吳證券研究所圖10：IBM將量子開發(fā)路線圖延長至2033年數(shù)據(jù)來源：IBM官網(wǎng)，東吳證券研究所并在單個稀釋制冷器中包含超過一英里的高密度低溫柔性IO接線。性能可與4圖11：“祖沖之二號”量子處理器圖數(shù)據(jù)來源：光子盒，東吳證券研究所子不確定性原理、量子相干疊加和量子非定域性等量子力學的基本物理原理。系統(tǒng)的狀態(tài)。子A和B，無論相隔多遠，只要把其中一個粒子（A的攜帶，在一個地方神秘地消失，又在另一個地方神秘地出現(xiàn)。圖12：量子隱形傳態(tài)原理數(shù)據(jù)來源：面包板社區(qū)，東吳證券研究所接（包括地面光纖和衛(wèi)星-地面站兩種實現(xiàn)方式現(xiàn)階段以地面光纖后，能實現(xiàn)基于量子安全技術(shù)的高等級安全通信服務(wù)，為涉及國計民生的政務(wù)、金融、跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā)，此舉標志著我國已成功構(gòu)建出天地一體化廣域量抗量子密碼（PQC也稱后量子密碼，是能夠抵抗量子計算對公鑰密碼代密碼體系的崩潰也不再是理論上的風險。以RSA-2048算法為例，Shor算法破解效ECDSA的成本，大約需要2000萬都市區(qū)的金融服務(wù)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和電信公司試點量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大門。全衛(wèi)星通信測試中，QuSecure成功地將量子彈性再通過下行鏈路傳回地球。所有這些通信均受到QuSecure的量子安全層（Quantum更強的數(shù)據(jù)保護?；ヂ?lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)成立后量子應(yīng)用協(xié)議工作組(POUIP)，開始從加密技術(shù)標準和技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭中占據(jù)一席之地，掌握自主的量子時代信息安全保障能力。圖13：量子通信產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)來源：光子盒，東吳證券研究所量子通信從目前已經(jīng)發(fā)展的形態(tài)來看，主要是由量子物理加密產(chǎn)品與技術(shù)（例如250200500圖14：2023-2030年全球量子通信市場規(guī)模250200500196.810.826.754.620232024E2025E2030E全球量子通信市場規(guī)模預(yù)測（億美元）數(shù)據(jù)來源：ICVTA&K，東吳證券研究所間分辨率等方面提供全新測量傳感方案和應(yīng)用。量子計算機和量子通信被廣泛認為是最有前途的量子應(yīng)用，但技術(shù)研發(fā)進展較慢，圖15：量子精密測量與經(jīng)典測量對比數(shù)據(jù)來源：ICVTank，光子盒，東吳證券研究所型機。圖16：當前量子精密測量主要技術(shù)路徑進展數(shù)據(jù)來源：ICVTank，光子盒，東吳證券研究所材料、器件差異性大，給上游整合和優(yōu)化帶來圖17：量子測量產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)來源：中國信通院，東吳證券研究所量設(shè)備產(chǎn)品包括量子時鐘、量子重力儀、量子磁力計及其衍生產(chǎn)品、光量子雷達冷原子鐘多用于計量、授時、基礎(chǔ)科研等場景，同時其設(shè)千秒穩(wěn)10-1~10-13量級，純電學元件驅(qū)動，無需光學器件和恒溫加熱系統(tǒng)，對磁場不敏感，易實現(xiàn)芯片化，未來應(yīng)用前景廣闊。低成本。心磁圖儀、量子掃描顯微鏡、量子電流互感器等，商業(yè)化成后者仍處于原理驗證階段。優(yōu)化，有望成為超越現(xiàn)有傳感測量手段的下一代技術(shù)方案演進方向。在工程化應(yīng)用場景中實現(xiàn)落地樣機整體能力指標如何滿足實際場景中全方位應(yīng)用需求，仍是需要產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界開展協(xié)同推動并突破的科技成果轉(zhuǎn)化瓶頸。圖18：2019-2030年全球量子精密測量市場規(guī)模5025.2725.272019202220252030量子精密測量全球市場規(guī)模預(yù)測(億美元）數(shù)據(jù)來源：ICVTA&K，東吳證券研究所圖19：量子計算產(chǎn)業(yè)鏈標的梳理（單位：億元）數(shù)據(jù)來源：互動易，各公司官網(wǎng)，東吳證券研究所注：表中收入和歸母凈利潤數(shù)據(jù)為2024年wind一致預(yù)期數(shù)據(jù)，PE為對應(yīng)2024年動態(tài)PE，所有數(shù)據(jù)時間為2024年4月4日