2020年量子科技行業(yè)市場(chǎng)分析報(bào)告

2020年量子科技行業(yè)市場(chǎng)分析報(bào)告2020年11月量子科技上升為國家戰(zhàn)略，二次產(chǎn)業(yè)浪潮將至1.1政治局會(huì)議集體學(xué)習(xí)，量子科技上升為國家戰(zhàn)略政治局集體學(xué)習(xí)，量子科技產(chǎn)業(yè)重要性凸顯。10月16日下午，中共中央政治局就量子科技研究和應(yīng)用前景舉行第二十四次集體學(xué)習(xí)。習(xí)近平總書記在主持學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)表了講話，強(qiáng)調(diào)了量子科技的重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略價(jià)值，認(rèn)為量子科技是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進(jìn)行重構(gòu)的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向。在此次學(xué)習(xí)講話中，習(xí)近平總書記從不同維度對(duì)國內(nèi)量子科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了部署，突出強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和前瞻布局、健全政策支持體系、加快基礎(chǔ)研究突破和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、培養(yǎng)造就高水平人才隊(duì)伍、促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新以及各級(jí)黨委政府的落實(shí)，量子科技產(chǎn)業(yè)的重要性凸顯。圖表1政治局會(huì)議對(duì)量子科技產(chǎn)業(yè)的具體部署政策重點(diǎn) 具體措施量子科技發(fā)展具有重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略價(jià)值，是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進(jìn)行重構(gòu)發(fā)展量子科技的重要性 的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向，……，必須堅(jiān)定不移走自主創(chuàng)新道路，堅(jiān)定信心、埋頭苦干，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控，保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全，增強(qiáng)我國科技應(yīng)對(duì)國際風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)的能力。要加強(qiáng)戰(zhàn)略研判，堅(jiān)持創(chuàng)新自信，敢啃硬骨頭，在組織實(shí)施長周期重大項(xiàng)目中加強(qiáng)頂層設(shè)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和前瞻布局 計(jì)和前瞻布局，加強(qiáng)多學(xué)科交叉融合和多技術(shù)領(lǐng)域集成創(chuàng)新，形成我國量子科技發(fā)展的體系化能力。要保證對(duì)量子科技領(lǐng)域的資金投入，同時(shí)帶動(dòng)地方、企業(yè)、社會(huì)加大投入力度。要加大對(duì)健全政策支持體系 科研機(jī)構(gòu)和高校對(duì)量子科技基礎(chǔ)研究的投入，加強(qiáng)國家戰(zhàn)略科技力量統(tǒng)籌建設(shè)，完善科研管理和組織機(jī)制。要統(tǒng)籌量子科技領(lǐng)域人才、基地、項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)全要素一體化配置，加快推進(jìn)量子科技重大加快基礎(chǔ)研究突破和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目實(shí)施。要加大關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，不畏艱難險(xiǎn)阻，勇攀科學(xué)高峰，在量子科技領(lǐng)域再取得一批高水平原創(chuàng)成果。要加快量子科技領(lǐng)域人才培養(yǎng)力度，加快培養(yǎng)一批量子科技領(lǐng)域的高精尖人才，建立適應(yīng)量子科技發(fā)展的專門培養(yǎng)計(jì)劃，打造體系化、高層次量子科技人才培養(yǎng)平臺(tái)。要圍繞量子科技前沿方向，加強(qiáng)相關(guān)學(xué)科和課程體系建設(shè)，造就一批能夠把握世界科技大勢(shì)、善于統(tǒng)培養(yǎng)造就高水平人才隊(duì)伍籌協(xié)調(diào)的世界級(jí)科學(xué)家和領(lǐng)軍人才，發(fā)現(xiàn)一批創(chuàng)新思維活躍、敢闖“無人區(qū)”的青年才俊和頂尖人才。要建立以信任為前提的頂尖科學(xué)家負(fù)責(zé)制。完善科技人員績效考核評(píng)價(jià)機(jī)制，營造有利于激發(fā)科技人才創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)。要提高量子科技理論研究成果向?qū)嵱没⒐こ袒D(zhuǎn)化的速度和效率，積極吸納企業(yè)參與量子科技發(fā)展，引導(dǎo)更多高校、科研院所積極開展量子科技基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研發(fā)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新 研深度融合和協(xié)同創(chuàng)新。要加強(qiáng)量子科技領(lǐng)域國際合作，提升量子科技領(lǐng)域國際合作的層次和水平。資料來源：新華社，市場(chǎng)研究部量子科技產(chǎn)業(yè)獲政策持續(xù)支持，已上升為國家戰(zhàn)略。回顧過去多年國家對(duì)量子科技產(chǎn)業(yè)的支持，中國對(duì)量子科技的布局較為超前。早在2006年發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》中，就已經(jīng)提出“重點(diǎn)研究量子通信的載體和調(diào)控原理及方法，量子計(jì)算，電荷－自旋－相位－軌道等關(guān)聯(lián)規(guī)律以及新的量子調(diào)控方法”。在2013年發(fā)布的《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃（2012—2030年）》中，再次強(qiáng)調(diào)了“為空間網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)和量子網(wǎng)絡(luò)研究提供必要的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證條件”。2015年發(fā)布的《中國制造2025》中，提出“積極推動(dòng)量子計(jì)算”的規(guī)劃。2016年的“十三五規(guī)劃”以及《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，均對(duì)量子計(jì)算、量子通信、量子密鑰技術(shù)等研發(fā)和應(yīng)用提出了要求，量子科技已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略。量子信息技術(shù)或?qū)⒊蔀橹袊皳Q道超車”的核心技術(shù)之一。我們認(rèn)為，當(dāng)前正處于國家“十四五”規(guī)劃編制的重要窗口期，政治局會(huì)議集體學(xué)習(xí)量子科技，再次凸顯量子科技作為國家戰(zhàn)略的頂層設(shè)計(jì)。量子信息技術(shù)在面向“十四五”乃至更長遠(yuǎn)的未來，有望成為中國在全球科技產(chǎn)業(yè)中“換道超車”、掌握產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)的重要核心技術(shù)，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。產(chǎn)業(yè)在政策的驅(qū)動(dòng)下，將進(jìn)一步迎來加速發(fā)展。4/26圖表2中國對(duì)量子科技產(chǎn)業(yè)的重要支持政策梳理時(shí)間2006/022011/072013/022015/052016/032016/052016/112016/122016/122017/052018/01

發(fā)布機(jī)構(gòu)政策名稱具體內(nèi)容《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)研究量子通信的載體和調(diào)控原理及方法，量子計(jì)算，電荷國務(wù)院－自旋－相位－軌道等關(guān)聯(lián)規(guī)律以及新的量子調(diào)控方法，受限綱要（2006－2020年）》小量子體系的新量子效應(yīng)，人工帶隙材料的宏觀量子效應(yīng)《國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展突破光子信息處理、量子通信、量子計(jì)算、太赫茲通信、新科技部型計(jì)算系統(tǒng)體系、網(wǎng)構(gòu)軟件、量數(shù)據(jù)處理、智能感知與交互等規(guī)劃》重點(diǎn)技術(shù)，攻克普適服務(wù)、人機(jī)物交互等核心關(guān)鍵技術(shù)等國務(wù)院《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長建設(shè)未來網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施，主要包括：原創(chuàng)性網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)……期規(guī)劃（2012—2030年）》高性能集成電路驗(yàn)證以及量子通信網(wǎng)絡(luò)等開放式網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)系統(tǒng)全面突破第五代移動(dòng)通信（5G）技術(shù)、核心路由交換技術(shù)、超國務(wù)院《中國制造2025》高速大容量智能光傳輸技術(shù)、“未來網(wǎng)絡(luò)”核心技術(shù)和體系架構(gòu)，積極推動(dòng)量子計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等發(fā)展全國人大《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)在空天海洋、信息網(wǎng)絡(luò)、生命科學(xué)、核技術(shù)等領(lǐng)域，培育一批發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)?！?gòu)建量子通信和泛在安全物聯(lián)網(wǎng)面向2030年，堅(jiān)持有所為有所不為，在量子通信、信息網(wǎng)絡(luò)、國務(wù)院《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》智能制造和機(jī)器人……等領(lǐng)域，充分論證，把準(zhǔn)方向，明確重點(diǎn)，再部署一批體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目和工程國務(wù)院《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)。布局太赫茲通信、可見光通信等技發(fā)展規(guī)劃》術(shù)研發(fā)，持續(xù)推動(dòng)量子密鑰技術(shù)應(yīng)用國務(wù)院《“十三五”國家信息化規(guī)劃》加強(qiáng)量子通信、未來網(wǎng)絡(luò)、類腦計(jì)算、人工智能……基因編輯等新技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)和前沿布局，構(gòu)筑新賽場(chǎng)先發(fā)主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-以技術(shù)創(chuàng)新為突破，帶動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、工信部物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、3D打印、量子通信等領(lǐng)域核心2020年）》技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化科技部、教育部量子通信研究面向多用戶聯(lián)網(wǎng)的量子通信關(guān)鍵技術(shù)和成套設(shè)、中科院、國家《“十三五”國家基礎(chǔ)研究專項(xiàng)規(guī)備，率先突破量子保密通信技術(shù)，建設(shè)超遠(yuǎn)距離光纖量子通信自然科學(xué)基金委劃》網(wǎng)，開展星地量子通信系統(tǒng)研究，構(gòu)建完整的空地一體廣域量員會(huì)子通信網(wǎng)絡(luò)體系，與經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無縫鏈接《國務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研優(yōu)化國家科技計(jì)劃基礎(chǔ)研究支持體系。拓展實(shí)施國家重大科技國務(wù)院項(xiàng)目，加快實(shí)施量子通信與量子計(jì)算機(jī)、腦科學(xué)與類腦研究究的若干意見》等“科技創(chuàng)新2030—重大項(xiàng)目”中央辦公廳、國《金融和重要領(lǐng)域密碼應(yīng)用與創(chuàng)新大力推動(dòng)密碼科技創(chuàng)新，加強(qiáng)密碼基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用2018/07研究，促進(jìn)密碼與量子技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工務(wù)院辦公廳發(fā)展工作規(guī)劃（2018-2022年）》智能、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)融合創(chuàng)新量子科技發(fā)展具有重大科學(xué)意義和戰(zhàn)略價(jià)值，是一項(xiàng)對(duì)傳統(tǒng)技2020/10中央政治局第二十四次集體學(xué)習(xí)術(shù)體系產(chǎn)生沖擊、進(jìn)行重構(gòu)的重大顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，將引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向資料來源：市場(chǎng)研究部整理5/261.2量子科技產(chǎn)業(yè)即將迎來第二次浪潮量子力學(xué)的發(fā)展促使量子科技產(chǎn)業(yè)第一次浪潮興起。量子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，是不可分割的微觀粒子（譬如光子和電子等）的統(tǒng)稱。量子力學(xué)研究和描述微觀世界基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其相互作用，與相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大理論基礎(chǔ)，上世紀(jì)中葉，隨著量子力學(xué)的蓬勃發(fā)展，以現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)和凝聚態(tài)物理為代表的量子科技第一次浪潮興起。其中誕生了激光器、半導(dǎo)體和原子能等具有劃時(shí)代意義的重大科技突破，為現(xiàn)代信息社會(huì)的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。然而，受限于對(duì)微觀物理系統(tǒng)的觀測(cè)與操控能力不足，這一階段的主要技術(shù)特征是認(rèn)識(shí)和利用微觀物理學(xué)規(guī)律，例如能級(jí)躍遷、受激輻射和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，但對(duì)于物理介質(zhì)的觀測(cè)和操控仍然停留在宏觀層面，例如電流、電壓和光強(qiáng)?；A(chǔ)研究帶來技術(shù)突破，量子科技產(chǎn)業(yè)即將迎來第二次發(fā)展浪潮。進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著激光原子冷卻、單光子探測(cè)和單量子系統(tǒng)操控等微觀調(diào)控技術(shù)的突破和發(fā)展，以精確觀測(cè)和調(diào)控微觀粒子系統(tǒng)，利用疊加態(tài)和糾纏態(tài)等獨(dú)特量子力學(xué)特性為主要技術(shù)特征的量子科技第二次浪潮即將來臨。量子科技浪潮的演進(jìn)，有望改變和提升人類獲取、傳輸和處理信息的方式和能力，為未來信息社會(huì)的演進(jìn)和發(fā)展提供強(qiáng)勁動(dòng)力。量子科技將與通信、計(jì)算和傳感測(cè)量等信息學(xué)科相融合，形成全新的量子信息技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)前量子科技主要應(yīng)用于量子計(jì)算、量子通信和量子測(cè)量三大領(lǐng)域。量子信息技術(shù)是指通過對(duì)光子、電子和冷原子等微觀粒子系統(tǒng)及其量子態(tài)進(jìn)行精確的人工調(diào)控和觀測(cè)，借助量子疊加和量子糾纏等獨(dú)特物理現(xiàn)象，以經(jīng)典理論無法實(shí)現(xiàn)的方式獲取、傳輸和處理信息。當(dāng)前量子科技主要包括量子計(jì)算、量子通信和量子測(cè)量三大技術(shù)領(lǐng)域。圖表3量子科技的三大技術(shù)領(lǐng)域資料來源：《量子信息技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2018）》，市場(chǎng)研究部6/261）量子計(jì)算：算力的飛躍。量子計(jì)算以量子比特為基本單元，通過量子態(tài)的受控演化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)計(jì)算，具有經(jīng)典計(jì)算無法比擬的巨大信息攜帶和超強(qiáng)并行處理能力。量子計(jì)算技術(shù)所帶來的算力飛躍，有可能成為未來科技加速演進(jìn)的“催化劑”，一旦取得突破，將在基礎(chǔ)科研、新型材料與醫(yī)藥研發(fā)、信息安全與人工智能等經(jīng)濟(jì)社會(huì)的諸多領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性影響，其發(fā)展與應(yīng)用對(duì)國家科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要促進(jìn)作用。2）量子通信：傳輸?shù)母甙踩?。量子通信利用微觀粒子的量子疊加態(tài)或量子糾纏效應(yīng)等進(jìn)行信息或密鑰傳輸，基于量子力學(xué)原理保證信息或密鑰傳輸安全性，主要分量子隱形傳態(tài)和量子密鑰分發(fā)兩類。量子通信和量子信息網(wǎng)絡(luò)的研究和發(fā)展，將對(duì)信息安全和通信網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域產(chǎn)生重大變革和影響，成為未來信息通信行業(yè)的科技發(fā)展和技術(shù)演進(jìn)的關(guān)注焦點(diǎn)之一。3）量子測(cè)量：測(cè)量精度的顯著提升。量子測(cè)量基于微觀粒子系統(tǒng)及其量子態(tài)的精密測(cè)量，完成被測(cè)系統(tǒng)物理量的執(zhí)行變換和信息輸出，在測(cè)量精度、靈敏度和穩(wěn)定性等方面比傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)有明顯優(yōu)勢(shì)。量子測(cè)量主要包括時(shí)間基準(zhǔn)、慣性測(cè)量、重力測(cè)量、磁場(chǎng)測(cè)量和目標(biāo)識(shí)別五個(gè)方向，應(yīng)用涵蓋基礎(chǔ)科研、空間探測(cè)、生物醫(yī)療、慣性制導(dǎo)、地質(zhì)勘測(cè)、災(zāi)害預(yù)防等領(lǐng)域。量子計(jì)算：打破摩爾定律的鋒利之茅2.1從量子計(jì)算的前世今生，看量子計(jì)算優(yōu)勢(shì)何在？上世紀(jì)50年代提出量子計(jì)算概念，當(dāng)前處于第二次“量子革命”。1959年，美國理論物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（RichardFeynman）提出利用量子效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算的概念。從技術(shù)趨勢(shì)上來看，第一次量子革命啟動(dòng)了基于量子力學(xué)原理的最初一輪技術(shù)革命，人類開始認(rèn)識(shí)和掌握微觀物質(zhì)世界的物理規(guī)律并加以應(yīng)用，誕生了包括激光、半導(dǎo)體和磁共振成像（MRI）等具有劃時(shí)代的重大科技突破。本輪的量子科技創(chuàng)新屬于第二次“量子革命”。受益于激光原子冷卻、單光子探測(cè)和單量子系統(tǒng)操控等微觀調(diào)控技術(shù)的突破和發(fā)展，人類得以精確觀測(cè)和調(diào)控微觀粒子系統(tǒng)。量子計(jì)算是一種基于量子力學(xué)的計(jì)算模式，量子計(jì)算機(jī)擁有的計(jì)算能力存在遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的潛力。經(jīng)典計(jì)算機(jī)在執(zhí)行某些任務(wù)時(shí)遇到瓶頸，例如：1）大數(shù)因數(shù)分解；2）數(shù)據(jù)庫隨機(jī)搜索。而量子計(jì)算中提出的大數(shù)質(zhì)因子（Shor算法）、隨機(jī)數(shù)據(jù)庫搜索（Grover算法）就很好的解決了這兩個(gè)問題。從量子計(jì)算的路線圖來看，短期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)，即代表量子計(jì)算裝置在特定測(cè)試案例上表現(xiàn)出超越所有經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力；中期實(shí)現(xiàn)量子模擬計(jì)算機(jī)，即使用經(jīng)典計(jì)算機(jī)來模擬某些量子算法；遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)量子通用計(jì)算機(jī)。7/26圖表4量子計(jì)算發(fā)展路線圖資料來源：賽迪智庫，市場(chǎng)研究部從“薛定諤的貓”，到“疊加態(tài)”理論，再到量子比特。“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)是這樣描述的：把一只貓放進(jìn)一個(gè)封閉的盒子里，然后把這個(gè)盒子連接到一個(gè)裝置，其中包含一個(gè)原子核和毒氣設(shè)施。設(shè)想這個(gè)原子核有50%的可能性發(fā)生衰變。衰變時(shí)發(fā)射出一個(gè)粒子，這個(gè)粒子將會(huì)觸發(fā)毒氣設(shè)施，從而殺死這只貓。根據(jù)量子力學(xué)的原理，未進(jìn)行觀察時(shí)，這個(gè)原子核處于已衰變和未衰變的疊加態(tài)，因此，這只可憐的貓就應(yīng)該相應(yīng)地處于“死”和“活”的疊加態(tài)。非死非活，又死又活，狀態(tài)不確定，直到有人打開盒子觀測(cè)它。科研人員在物理世界中的電子自旋中也找到了這樣的疊加態(tài)，電子可以同時(shí)是“上”和“下”，電子的自旋狀態(tài)是“上”和“下”按一定幾率的疊加。物理學(xué)家們把電子的這種混合狀態(tài)，稱為疊加態(tài)。量子比特在狀態(tài)編碼時(shí)就具有這樣的特性。圖表5薛定諤的貓與量子疊加態(tài)理論資料來源：優(yōu)酷，市場(chǎng)研究部8/26量子計(jì)算就是在量子力學(xué)允許的范圍內(nèi)操縱量子比特。量子計(jì)算是基于量子力學(xué)的新型計(jì)算方式，利用量子疊加和糾纏等物理特性，以微觀粒子構(gòu)成的量子比特為基本單元，通過量子態(tài)的受控演化實(shí)現(xiàn)計(jì)算處理。隨著量子比特?cái)?shù)量增加，量子計(jì)算算力可呈指數(shù)級(jí)規(guī)模拓展，理論上具有經(jīng)典計(jì)算無法比擬的巨大信息攜帶和超強(qiáng)并行處理能力。為什么量子計(jì)算有這樣的優(yōu)勢(shì)？由于量子比特可以同時(shí)處于比特0和比特1的狀態(tài)，量子門操縱它時(shí)，實(shí)際上同時(shí)操縱了其中的比特0和比特1的狀態(tài)。操縱1個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)操縱2個(gè)狀態(tài)。為什么說量子計(jì)算就可以實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算。而經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的傳統(tǒng)Bit位，一位只能編碼一個(gè)狀態(tài)。量子計(jì)算可以在一個(gè)量子位上，操控2個(gè)比特位，因此當(dāng)一個(gè)量子計(jì)算機(jī)同時(shí)操控N個(gè)量子比特的時(shí)候，它實(shí)際上能夠同時(shí)操控2N個(gè)狀態(tài)，其中每個(gè)狀態(tài)都是一個(gè)N位的經(jīng)典比特，QPU算力隨比特?cái)?shù)n的增長呈冪指數(shù)2n增長，這就是量子計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算能力。圖表6經(jīng)典比特vs量子比特Qubit資料來源：賽迪咨詢，市場(chǎng)研究部2.2量子計(jì)算目前進(jìn)展到了什么程度？各國政府都非常重視量子科技，國外巨頭紛紛投入量子計(jì)算研發(fā)。政府層面上來看，目前全球主要的經(jīng)濟(jì)體都計(jì)劃保持對(duì)量子信息的投資。美國近十年來，已通過“量子信息科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃”等項(xiàng)目，以每年約2億美元的投入力度，持續(xù)支持量子信息各領(lǐng)域研究。歐盟2016年推出“量子宣言”旗艦計(jì)劃，在未來十年投資10億歐元，支持量子計(jì)算、通信、模擬和傳感四大領(lǐng)域的研究和應(yīng)用推廣，并在2018年11月正式啟動(dòng)首批20個(gè)研究項(xiàng)目。日本文部科學(xué)省2013年成立量子信息和通信研究促進(jìn)會(huì)以及量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu)，計(jì)劃未來十年內(nèi)投資400億日元，支持量子通信和量子信息領(lǐng)域的研發(fā)。企業(yè)層面上來看，谷歌、IBM、英特爾和微軟等科技巨頭近年來大舉進(jìn)軍量子計(jì)算領(lǐng)域，并且與耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)系統(tǒng)等科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合攻關(guān)共性技術(shù)，主要集中在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域，目前這些企業(yè)已經(jīng)在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域取得較好成果。9/26具體到產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，加拿大公司D-Wave一直在自行研發(fā)能夠運(yùn)行量子退火算法的量子計(jì)算機(jī)。根據(jù)公司的披露，D-Wave下一代量子計(jì)算平臺(tái)，包括了研發(fā)中的量子處理器和云服務(wù)的更新，完整的系統(tǒng)將會(huì)在最近兩年以本地安裝與云服務(wù)兩種方式的形式投入市場(chǎng)。IBM發(fā)布的超導(dǎo)量子比特的量子計(jì)算云平臺(tái)IBMResearchQuantumExperience，公眾可以在頁面上注冊(cè)賬號(hào)，編寫量子算法，通過云平臺(tái)模擬或者實(shí)際使用位于IBM實(shí)驗(yàn)室的量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行自己的算法。谷歌也推出了72比特的量子計(jì)算芯片“狐尾松”。圖表7IBM的量子計(jì)算原型機(jī)（一） 圖表8IBM的量子計(jì)算原型機(jī)（二）資料來源：IBMQuantum，市場(chǎng)研究部 資料來源：量子客，市場(chǎng)研究部量子計(jì)算是國家戰(zhàn)略，我國目前的參與者以科研機(jī)構(gòu)和高校為主。我國將量子科技確定為國家戰(zhàn)略。高校和科研機(jī)構(gòu)方面，我國主要有中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)、中國科學(xué)院、清華大學(xué)、南京大學(xué)、北京計(jì)算科學(xué)研究中心等高校和機(jī)構(gòu)參與量子計(jì)算的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在相關(guān)領(lǐng)域已取得一定成果。從各國高水平SCI論文總量和熱點(diǎn)論文來看，美國位列第一，我國、德國分列第二和第三位。企業(yè)方面，阿里巴巴、騰訊、百度和華為等也積極參與產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，紛紛建立相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，阿里與中科大聯(lián)合發(fā)布量子計(jì)算云平臺(tái)，華為宣布了由量子計(jì)算模擬器和編程框架組成的云平臺(tái)。今年9月，百度、本源量子等企業(yè)先后發(fā)布了自己的最新量子計(jì)算云平臺(tái)，使普通用戶也能通過云技術(shù)使用量子計(jì)算。我國在量子計(jì)算方面未來需要在算法、器件、生態(tài)方向?qū)崿F(xiàn)突破。在量子計(jì)算領(lǐng)域的細(xì)分領(lǐng)域，我國的科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)取得了一些研究成果，具有一定的國際地位，同時(shí)也要意識(shí)到我國與美國及歐洲主要國家之間，仍然存在差距。10/262.3技術(shù)路線多樣化，短期仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)量子計(jì)算還處于原型機(jī)研發(fā)階段，技術(shù)上仍面臨多項(xiàng)挑戰(zhàn)。從技術(shù)的維度出發(fā)量子計(jì)算機(jī)面臨以下四方面的問題。1）擴(kuò)展性。在進(jìn)行量子計(jì)算的時(shí)候，要保持量子比特處于相干態(tài)中，而且隨著量子比特?cái)?shù)量增加，保持相干態(tài)變得越來越難，進(jìn)行量子比特的進(jìn)一步擴(kuò)展困難重重。2）相干時(shí)間短。在極其短暫的時(shí)間段內(nèi)，完成一定邏輯操作，對(duì)于量子邏輯門之間的切換速度要求非常高。退相干相對(duì)于量子門操作時(shí)間要足夠長，以保證在系統(tǒng)退相干之前能夠完成整個(gè)量子計(jì)算的過程。3）去相干糾錯(cuò)。量子計(jì)算機(jī)因?yàn)闊o法避免量子比特退相干出錯(cuò)，引入了糾錯(cuò)機(jī)制；而由于去相干的糾錯(cuò)機(jī)制，目前還無法實(shí)現(xiàn)1個(gè)真正的能夠容錯(cuò)的滿足量子計(jì)算的邏輯比特。4）輸入和末態(tài)的測(cè)量。要能夠把量子比特初始化為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，即要求量子計(jì)算的輸入態(tài)是已知的，同時(shí)具備對(duì)量子計(jì)算末態(tài)進(jìn)行測(cè)量的能力。圖表9量子計(jì)算機(jī)的層級(jí)劃分資料來源：KEYSIGHT，市場(chǎng)研究部量子計(jì)算存在多種技術(shù)路線，目的是制作出最基本的物理實(shí)現(xiàn)粒子。目前實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算存在多種技術(shù)路線，主要包括離子阱、量子點(diǎn)、拓?fù)淞孔?、核自?電子自旋、超導(dǎo)體系等。無論采用何種物理機(jī)制，目的都是為了制作出糾纏態(tài)的最基本粒子。但總體上仍然處于探索性研究階段，哪一個(gè)方案是最優(yōu)方案還沒有塵埃落定。一方面要高度關(guān)注目前看來非常有競(jìng)爭力的方案，另一方面要保持一個(gè)相對(duì)寬廣的研究面，支持不同方案的自由探索和相互競(jìng)爭，做到點(diǎn)面兼顧。圖表10量子計(jì)算中的部分技術(shù)流派資料來源：《量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀2015（5）》，市場(chǎng)研究部11/26超導(dǎo)量子計(jì)算路線具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。就目前而言，谷歌、IBM、英特爾等企業(yè)均在積極開展超導(dǎo)量子比特實(shí)驗(yàn)研究，超導(dǎo)量子電路具有一定相對(duì)優(yōu)勢(shì)。超導(dǎo)量子計(jì)算利用超低溫“凍結(jié)”粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)粒子狀態(tài)的控制。由于超導(dǎo)量子電路的能級(jí)結(jié)構(gòu)可通過外加電磁信號(hào)進(jìn)行調(diào)控，電路的設(shè)計(jì)定制的可控性強(qiáng)，。同時(shí)，得益于基于現(xiàn)有的成熟集成電路工藝，超導(dǎo)量子電路具有多數(shù)量子物理體系難以比擬的可擴(kuò)展性。國際上的研究顯示，利用超導(dǎo)器件，有望在不遠(yuǎn)的將來，演示量子技術(shù)在計(jì)算方面的優(yōu)勢(shì)，率先實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。圖表11超導(dǎo)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀資料來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，市場(chǎng)研究部2.4產(chǎn)業(yè)化仍處初級(jí)階段，技術(shù)突破或?qū)韽V闊市場(chǎng)量子計(jì)算并行能力強(qiáng)、能耗低，作為基礎(chǔ)科技的突破未來有望賦能多個(gè)行業(yè)。與經(jīng)典計(jì)算相比，量子計(jì)算具有以下特點(diǎn)：①并行計(jì)算能力更強(qiáng)。由于量子疊加效應(yīng)，量子計(jì)算過程中的幺正變換可以對(duì)處于疊加態(tài)的所有分量同時(shí)進(jìn)行操作，因此量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)進(jìn)行多路并行運(yùn)算。在解決實(shí)際問題時(shí)量子處理器可以利用量子疊加性快速遍歷問題的各種可能性并找到正確答案。②能耗更低。傳統(tǒng)芯片的特征尺寸很?。〝?shù)納米）時(shí)，量子隧穿效應(yīng)開始顯著，電子受到的束縛減小，使得芯片功能降低、能耗提高，這即是傳統(tǒng)摩爾定律面臨失效的原因。量子計(jì)算中的幺正變換屬于可逆操作，因而信息處理過程中的能耗較低，這有利于大幅提升芯片的集成度，進(jìn)而提升量子計(jì)算機(jī)算力。作為基礎(chǔ)科技，量子計(jì)算機(jī)具備超級(jí)計(jì)算能力。一旦實(shí)現(xiàn)突破，將在新材料研發(fā)、生物醫(yī)療、金融分析乃至人工智能領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，徹底改變當(dāng)前消費(fèi)、醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)、金融、基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域的發(fā)展格局，能夠促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會(huì)生產(chǎn)力的提高。12/26圖表12經(jīng)典計(jì)算機(jī)Vs量子計(jì)算機(jī)資料來源：本源量子，市場(chǎng)研究部產(chǎn)業(yè)化處于初期階段，若實(shí)現(xiàn)突破未來市場(chǎng)規(guī)模空前。量子計(jì)算在核心挑戰(zhàn)沒有突破之前，市場(chǎng)主要集中于研發(fā)階段，其空間有限，不過量子計(jì)算是一個(gè)快速增長的市場(chǎng)。根據(jù)IDC的預(yù)測(cè)，到2027年，全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到107億美元，與2017年相比，10年內(nèi)增長超過40倍。而前期的商業(yè)模式最有可能以云服務(wù)的方式來實(shí)現(xiàn)。量子和傳統(tǒng)計(jì)算的異構(gòu)解決方案將是實(shí)現(xiàn)過渡的主要方式，即將量子和古典計(jì)算結(jié)合成一個(gè)“混合量子/古典”層來加速計(jì)算，應(yīng)用程序可以通過API選擇量子計(jì)算（或傳統(tǒng)計(jì)算）作為計(jì)算層。這種方法使應(yīng)用程序能夠分時(shí)共享基于云的量子計(jì)算資源，這些資源將由公共云服務(wù)提供商提供。如果基于邏輯量子比特的制造和集成能力達(dá)到基礎(chǔ)量子計(jì)算所需的最低要求，實(shí)現(xiàn)突破，BCG預(yù)計(jì)，到2030年，量子計(jì)算的應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到500多億美元。圖表13量子芯片技術(shù)體系對(duì)比資料來源：賽迪智庫，市場(chǎng)研究部13/26量子通信：守護(hù)信息安全的堅(jiān)固之盾3.1量子通信是什么？量子密鑰分發(fā)基于量子力學(xué)保證密鑰分發(fā)的安全性。量子通信主要分為量子隱形傳態(tài)（QT）和量子密鑰分發(fā)（QKD）兩類，目前QT研究仍主要局限在各種平臺(tái)和環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)探索，因此產(chǎn)業(yè)化的主要是QKD。QKD利用量子比特來編碼信息，并使通信雙方能產(chǎn)生并分享一個(gè)隨機(jī)的、安全的密鑰，來加密和解密消息。QKD通信基于IBM公司在1984年提出的BB84協(xié)議，具體來說，QKD量子通信有以下步驟：1）在密鑰分發(fā)信道上生成一組糾纏光子對(duì)；2）發(fā)送方和測(cè)量方分別隨機(jī)選擇測(cè)量基（兩種偏振態(tài)的一種）；3）發(fā)送方和接收方通過經(jīng)典信道溝通測(cè)量的結(jié)果；4）收發(fā)兩方確定加密密鑰；5）發(fā)送方將擬傳遞的信息流通過密鑰加密后傳送給接收方。根據(jù)信息論鼻祖香農(nóng)證明的“無條件安全的”密鑰條件：密鑰真隨機(jī)且“只使用一次”、密鑰與明文等長且按位進(jìn)行二進(jìn)制異或操作，QKD量子通信能夠在數(shù)學(xué)上被嚴(yán)格證明是安全的。圖表14傳送方使用不同的偏振態(tài)表示“0”和“1” 圖表15接收方和傳送方通過傳統(tǒng)信道確認(rèn)密鑰資料來源：搜狐科技，市場(chǎng)研究部 資料來源：搜狐科技，市場(chǎng)研究部圖表16點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子秘鑰分發(fā)系統(tǒng)（QKD）工作原理資料來源：國盾量子招股說明書，市場(chǎng)研究部14/26由于量子信道采用光纖、自由空間（包括衛(wèi)星鏈路）等無理媒介，量子通信目前主要是光纖量子通信和衛(wèi)星量子通信。光纖量子通信需要解決量子態(tài)光信號(hào)極低光功率和探測(cè)器超高靈敏度的問題，所以通常需要獨(dú)立的暗光纖進(jìn)行傳輸，目前全球最高的無中繼傳輸距離可達(dá)到420公里，我國實(shí)現(xiàn)的最高水平為200公里。因此通過光纖可以實(shí)現(xiàn)城域范圍的量子通信網(wǎng)絡(luò)，而城際之間則必須通過中繼器，且需要路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。2016年，我國首顆量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”成功發(fā)射，量子通信中繼是其實(shí)現(xiàn)的主要功能之一。通過量子衛(wèi)星上的有效載荷生成和接收特定波段的光，量子衛(wèi)星可以將地面多個(gè)城市建立起的城際量子通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，從而實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)通信。此外，在量子通信的應(yīng)用上，目前有量子加密手機(jī)等終端產(chǎn)品問世，在傳統(tǒng)手機(jī)信息傳輸中加入了量子加密芯片從而保護(hù)通信隱私，但一方面由于“真隨機(jī)性”通過算法無法實(shí)現(xiàn)，另一方面芯片成本較高，量子手機(jī)的推廣還需時(shí)日。圖表17通過光纖可實(shí)現(xiàn)城域量子通信網(wǎng) 圖表18“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信資料來源：中國科普博覽，市場(chǎng)研究部 資料來源：國盾量子官網(wǎng)，市場(chǎng)研究部3.2為什么需要量子通信？未來傳統(tǒng)加密算法將隨著量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)變得脆弱。傳統(tǒng)的保密通信技術(shù)基于數(shù)學(xué)算法，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系健全，但其廣泛使用的公鑰密碼所依賴的因子分解和離散對(duì)數(shù)問題，將在高算力的問世下變得脆弱。以AES算法為例，如果采用窮舉法，其所需破解時(shí)間隨著算力的提升呈指數(shù)級(jí)下降，如果采用量子計(jì)算機(jī)，秀爾博士的算法證明量子計(jì)算可快速破解大多數(shù)傳統(tǒng)非對(duì)稱加密。美國的科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)了使用2000萬個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)破解2048位的RSA加密信息只需要8小時(shí)。盡管目前最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)只有70位，但在可以預(yù)見的將來，量子計(jì)算的飛速發(fā)展迫使開發(fā)出更先進(jìn)的加密算法或是使用“嚴(yán)格安全”的量子通信。量子通信無法被竊聽。棱鏡門事件令全球通信基礎(chǔ)設(shè)施的安全性接受考驗(yàn)，除了強(qiáng)大的加密算法，如何防止信息被竊聽也是信息安全的重要因素。對(duì)于無線通信，無線電頻譜是共享的，加密算法及其重要，但密鑰容易被竊取且難做到一文一密；對(duì)于光纖通信，使用探針技術(shù)可輕易獲取光信號(hào)而不被通信雙方發(fā)現(xiàn)。對(duì)于量子通信，首先單光子不可分割，竊聽者無法獲取完整的密鑰，并且由于量子“測(cè)不準(zhǔn)”原理，一旦竊聽者對(duì)光信號(hào)實(shí)施測(cè)量就會(huì)改變光子的量子態(tài)，從而令通信雙方的密鑰比對(duì)不一致，竊聽就會(huì)被發(fā)現(xiàn)。15/26圖表19采用窮舉法破解不同長度的密鑰所需時(shí)間隨算力增強(qiáng)迅速減少資料來源：SDNLAB，市場(chǎng)研究部量子通信未來有望實(shí)現(xiàn)低成本產(chǎn)業(yè)化。量子通信和傳統(tǒng)光通信完全可實(shí)現(xiàn)光傳輸網(wǎng)絡(luò)復(fù)用從而降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，目前基于1550nm的C波段DV-QKD系統(tǒng)與1310nm的O波段光通信系統(tǒng)共纖混傳在運(yùn)營商的測(cè)試中已經(jīng)能夠滿足50公里的城域傳輸。此外傳統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景可以通過部署量子網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)通信加密的輕量化改造，國盾量子已推出面對(duì)企業(yè)、銀行、公安、政務(wù)等多領(lǐng)域的解決方案。當(dāng)前，一套QKD產(chǎn)品的價(jià)格約30萬元，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)硬件加密方案，隨著未來產(chǎn)品批量化成本有較大下降空間。圖表20利用量子“測(cè)不準(zhǔn)”原理量子通信無法被竊聽 圖表21傳統(tǒng)通信方式加入量子網(wǎng)關(guān)可實(shí)現(xiàn)保密傳輸資料來源：中國科普博覽，市場(chǎng)研究部 資料來源：國盾量子官網(wǎng)，市場(chǎng)研究部16/263.3當(dāng)前市場(chǎng)仍小眾但意義重大當(dāng)前市場(chǎng)主要集中在對(duì)保密要求高的黨政軍金融系統(tǒng)。1）受制于技術(shù)因素，量子通信目前帶寬較低，以國盾量子為例，其QKD設(shè)備最高成碼率為80kbps，僅適合進(jìn)行公文或語音傳輸；2）量子通信成本較高，一套QKD加密設(shè)備約30萬，一套量子城域網(wǎng)需要成百上千套QKD，如果傳輸距離較長還需要中繼和路由設(shè)備。因此目前量子通信市場(chǎng)主要在對(duì)保密性要求極高的黨政市場(chǎng)、軍用市場(chǎng)、金融市場(chǎng)。政府投資方面，發(fā)改委《關(guān)于組織實(shí)施2018年新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程的通知》提出建設(shè)國家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)一期工程。我國政府IT支出規(guī)模每年在千億元左右，未來投入量子保密通信網(wǎng)的比重應(yīng)該會(huì)增加。軍用市場(chǎng)方面，我國國防信息化開支近幾年保持10%-12%的平穩(wěn)增長，新時(shí)代的國防信息化對(duì)于安全保密的投入逐年增加。金融方面，量子保密通信系統(tǒng)已進(jìn)入工商銀行、中國銀行、交通銀行、民生銀行、浦發(fā)銀行以及北京農(nóng)商行等多家銀行的長期規(guī)劃中。圖表22我國政府IT支出已達(dá)千億規(guī)模圖表23我國國防信息化開支保持平穩(wěn)增長政府IT支出規(guī)模（億元）YoY國防信息化開支（億元）YoY120012.00%300020%100010.00%250015%20008008.00%15006006.00%10%10004005%4.00%5002002.00%00%00.00%201420152016201720182019資料來源：IDC，市場(chǎng)研究部資料來源：中研普華，市場(chǎng)研究部中國量子通信實(shí)行三步走戰(zhàn)略。關(guān)于量子通信，我國是三步走的策略：一是通過光纖實(shí)現(xiàn)城域量子通信網(wǎng)絡(luò)；二是通過量子中繼器實(shí)現(xiàn)城際量子通信網(wǎng)絡(luò)；三是通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)可覆蓋全球的廣域量子通信網(wǎng)。我們認(rèn)為未來的量子通信將實(shí)現(xiàn)三大擴(kuò)展：一是區(qū)域的擴(kuò)展，從京津冀、長三角、海南等區(qū)域城際量子網(wǎng)擴(kuò)展到全國、全球；二是產(chǎn)品的擴(kuò)展，未來將出現(xiàn)光電集成度更高、功能更豐富的加密芯片和設(shè)備；三是應(yīng)用的擴(kuò)展，隨著量子通信帶寬的增加以及網(wǎng)絡(luò)覆蓋的加深，基于圖片、視頻、VR等傳輸形式的應(yīng)用將出現(xiàn)。目前量子通信技術(shù)主要用于在黨政軍系統(tǒng)建立量子保密通信網(wǎng)，但長期來看有望引領(lǐng)量子互聯(lián)網(wǎng)的革命，出現(xiàn)量子物聯(lián)網(wǎng)、量子云計(jì)算等先進(jìn)形態(tài)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì)，我國量子通信整體市場(chǎng)規(guī)模2019年達(dá)到325億元，同比增長19%。17/26圖表24量子通信發(fā)展三步走戰(zhàn)略資料來源：國盾量子招股說明書，市場(chǎng)研究部圖表25量子通信整體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè) 圖表26量子時(shí)代將出現(xiàn)量子互聯(lián)網(wǎng)資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，市場(chǎng)研究部 資料來源：國盾量子官網(wǎng)，市場(chǎng)研究部3.4中國處于產(chǎn)業(yè)化第一梯隊(duì)，QKD設(shè)備多家爭鳴我國基礎(chǔ)研究實(shí)力全球領(lǐng)先，具有產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。2015年后，全球量子通信專利申請(qǐng)和授權(quán)快速增長，顯示出產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入快速導(dǎo)入期。根據(jù)中國信通院，2018年，我國在量子通信全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量方面位居第一，專利授權(quán)僅次于美國。我國在量子通信產(chǎn)業(yè)化方面走在國際前列，形成了以潘建偉院士和郭光燦院士等學(xué)科領(lǐng)頭人為代表創(chuàng)立的多家量子通信企業(yè)和以合肥為代表的量子通信產(chǎn)業(yè)集群。國際電信聯(lián)盟（ITU）對(duì)量子信息技術(shù)發(fā)展演進(jìn)保持高度關(guān)注，由我國主要推動(dòng)的面向網(wǎng)絡(luò)的量子信息技術(shù)研究焦點(diǎn)組（FG-QIT4N）2019年6月成立，由中美俄專家共同擔(dān)任主席。18/26圖表27中國量子通信專利申請(qǐng)數(shù)量全球第一資料來源：中國信通院，中國信息通信研究院知識(shí)產(chǎn)權(quán)中心，市場(chǎng)研究部我國已建成“一主多地”的量子通信政務(wù)廣域網(wǎng)。京滬干線是我國在2013年前瞻部署建設(shè)的世界首條遠(yuǎn)距離量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，全長1979公里，于2017年建成，標(biāo)志著我國已實(shí)現(xiàn)量子通信核心部件的自主供給。截至2018年底，我國已建成的實(shí)用化光纖量子保密通信網(wǎng)絡(luò)總長達(dá)7000余公里，包括京滬、京漢、滬合、漢廣、武合等干線以及武漢城域網(wǎng)、北京城域網(wǎng)、濟(jì)南市黨政機(jī)關(guān)量子通信專網(wǎng)、宿州量子保密通信黨政軍警專網(wǎng)等多地城域網(wǎng)。圖表28我國已建成以“京滬干線”為主的量子保密通信廣域網(wǎng)資料來源：中科大，市場(chǎng)研究部我國已形成完整的量子通信產(chǎn)業(yè)鏈，但存在“下強(qiáng)上弱”的缺點(diǎn)。量子通信產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的光器件、電芯片，中游的主設(shè)備（QKD、量子路由器、量子交換機(jī)、量子波分、衛(wèi)星地面站等）以及下游的軟件平臺(tái)、系統(tǒng)集成等。同光通信設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈類似，量子通信產(chǎn)業(yè)鏈也存在“下強(qiáng)上弱”的特點(diǎn)，我國雖然擁有全球最長的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)并且實(shí)現(xiàn)了核心設(shè)備的全國產(chǎn)，目前核心設(shè)備供應(yīng)商出現(xiàn)了國盾量子、問天量子、中創(chuàng)為等多家重磅科技公司。但上游的脈沖光源、單光子探測(cè)器、光調(diào)制器等國產(chǎn)性能和國外還有差距，部分電芯片如FPGA等比較依賴進(jìn)口。19/26圖表29中國量子保密通信產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖資料來源：市場(chǎng)研究部整理傳統(tǒng)光通信廠商入局CV-QKD，產(chǎn)業(yè)化有望再加速。量子通信分為DV-QKD（離散變量量子密鑰分發(fā)）和CV-QKD（連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)）。CV-QKD是第二代量子密鑰分發(fā)技術(shù)，在發(fā)射端使用電磁場(chǎng)的正交分量來調(diào)制信息，在接收端使用相干探測(cè)技術(shù)來解調(diào)信息，使得CV-QKD可以借鑒和繼承相干光通信中的成熟技術(shù)。與DV-QKD相比，CV-QKD短距離成碼率較高，能滿足更豐富的應(yīng)用，同時(shí)更適合與經(jīng)典光通信網(wǎng)絡(luò)融合，是具有前景的下一代量子通信技術(shù)。華為、烽火等傳統(tǒng)光通信廠商已經(jīng)入局入局CV-QKD產(chǎn)業(yè)鏈，通過學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合，有望迅速拉低成本。圖表30CV-QKD使用連續(xù)光譜作為信息載體 圖表31傳統(tǒng)光通信廠商入局CV-QKD資料來源：NaturePhotonics，市場(chǎng)研究部 資料來源：中國信通院，市場(chǎng)研究部20/26投資建議量子計(jì)算距離商業(yè)化仍有距離，重點(diǎn)關(guān)注量子通信產(chǎn)業(yè)投資價(jià)值。由于量子計(jì)算當(dāng)前仍處于研究探索的實(shí)驗(yàn)室階段，距離商業(yè)化落地仍有距離，因此在上市公司層面沒有太多可供選擇的投資標(biāo)的。相對(duì)而言，量子通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于商業(yè)化的初期，具有更大的二級(jí)市場(chǎng)投資價(jià)值。量子通信產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游主要包含基礎(chǔ)光電元器件、量子通信核心元器件、量子通信傳輸干線、量子系統(tǒng)平臺(tái)、以及應(yīng)用層五個(gè)環(huán)節(jié)。其中基礎(chǔ)光電元器件和核心設(shè)備是支撐起量子通信的技術(shù)和硬件基礎(chǔ)；量子傳輸干線是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程量子通信通信及量子網(wǎng)絡(luò)的傳輸渠道；量子系統(tǒng)平臺(tái)主要負(fù)責(zé)對(duì)信息進(jìn)行整合處理并根據(jù)需求做出相關(guān)指令，是維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)健康運(yùn)轉(zhuǎn)的軟件基礎(chǔ)；應(yīng)用層則為量子通信產(chǎn)業(yè)化的下游，主要為軍事國防、政務(wù)、金融、互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用。量子通信產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注基礎(chǔ)元器件供應(yīng)商，核心設(shè)備制造商，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營商以及下游應(yīng)用層。標(biāo)的關(guān)注國盾量子、凱樂科技、光迅科技、亨通光電、神州信息、三力士、浙江東方、藍(lán)盾股份等。圖表32量子通信產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)注標(biāo)的股票代碼 股票簡稱688027.SH 國盾量子600260.SH 凱樂科技002281.SZ 光迅科技600487.SH 亨通光電000555.SZ 神州信息002224.SZ 三力士600120.SH 浙江東方300297.SZ 藍(lán)盾股份資料來源：WIND，市場(chǎng)研究部

股價(jià)（元）總市值(億元)PE_TTM328.88263.10444.5213.19131.9922.3034.40239.8956.7015.71306.7828.5419.46188.8446.846.9050.3435.277.89175.7822.326.9787.11-7.5821/264.1國盾量子：量子通信主設(shè)備制造龍頭科大國盾量子于2020年7月9日登陸科創(chuàng)板上市，是國內(nèi)量子通信行業(yè)的龍頭企業(yè)，第一家從事量子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的公司，國內(nèi)最大的量子通信設(shè)備制造商和量子信息系統(tǒng)服務(wù)提供商，相關(guān)技術(shù)專利數(shù)量全國第一。公司主要從事量子通信產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、解決方案以及技術(shù)支持。公司參與建設(shè)合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)、金融信息量子通信驗(yàn)證網(wǎng)、濟(jì)南量子通信實(shí)驗(yàn)網(wǎng)、和京滬干線，為“十八大”、抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵、“十九大”、杭州G20峰會(huì)等提供量子安全保障。公司建成全球首個(gè)大容量商用化超長距離量子共纖傳輸應(yīng)用，同時(shí)為各大銀行包括北京農(nóng)商銀行、交通銀行企業(yè)網(wǎng)銀、網(wǎng)商銀行云上量子通信加密、工商銀行異地?cái)?shù)據(jù)千里級(jí)量子加密傳輸應(yīng)用提供并解決方案。公司主要產(chǎn)品包括量子保密通信網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備、量子安全應(yīng)用產(chǎn)品、核心組件以及管理與控制軟件四大門類。公司主要產(chǎn)品被部署在量子保密通信骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)，產(chǎn)品與技術(shù)得到了充分驗(yàn)證,公司產(chǎn)品在國家重大活動(dòng)保障中發(fā)揮作用。圖表33國盾量子主要產(chǎn)品體系資料來源：國盾量子招股說明書，市場(chǎng)研究部4.2凱樂科技：量子通信產(chǎn)品率先量產(chǎn)凱樂科技專注于大通信產(chǎn)業(yè)閉環(huán)和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，是高端通信設(shè)備軟硬件的制造服務(wù)商，在通信光纖、光纜、通信硅管制造方面在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。大通信產(chǎn)業(yè)閉環(huán)產(chǎn)品包括光纖、光纜、數(shù)據(jù)線纜、量子通信數(shù)據(jù)鏈產(chǎn)品、自主可控計(jì)算平臺(tái)、智能指控終端等民用和軍用產(chǎn)品。公司投資量子通信技術(shù)數(shù)據(jù)鏈產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，擬投資新建一個(gè)生產(chǎn)中心及研發(fā)中心，用于量子通信技術(shù)數(shù)據(jù)鏈產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)。公司量子通信產(chǎn)品已經(jīng)率先量產(chǎn)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況未來將成為公司業(yè)績?cè)鲩L的強(qiáng)勁動(dòng)力。22/26圖表34凱樂科技營收及毛利率情況(億元)圖表35凱樂科技利潤及利潤增速(億元)營業(yè)收入毛利率利潤利潤增速(同比)180.00169.5822%10.00227.60%9.16250%151.38158.6019.95%9.008.61160.00200%140.0020%8.008.06120.0017.05%18%7.00150%100.006.0084.2116%5.00100%15.11%3.7580.004.00105.15%60.0038.5914%3.002.46-6.01%50%32.3040.0013.08%2.0013.53%11.58%1.20-42.65%12%0%20.0010.10%1.000.0010%0.00-50%2015/12/312016-12-312017-12-312018-12-312019-12-312020-06-302015/12/312016-12-312017-12-312018-12-312019-12-312020-06-30資料來源：wind，市場(chǎng)研究部資料來源：wind，市場(chǎng)研究部4.3光迅科技：基本面逆勢(shì)上行，毛利率不斷提升光迅科技成立于2001年,前身是1976年成立的郵電部固體器件研究所,2009年8月在深交所上市。光迅科技是國內(nèi)光器件龍頭企業(yè)，上游核心光電子器件供貨商，是目前中國唯一有能力對(duì)光電子器件進(jìn)行系統(tǒng)性、戰(zhàn)略性研究