量子計算行業(yè)市場分析報告2024年

2024年量子計算行業(yè)市場分析報告匯報人：XXX日期：XXX1contents目錄行業(yè)發(fā)展概述行業(yè)環(huán)境分析行業(yè)現(xiàn)狀分析行業(yè)格局及趨勢12342Part01行業(yè)發(fā)展概述行業(yè)定義行業(yè)發(fā)展歷程行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈3行業(yè)定義量子計算以量子比特為基本單元，利用量子疊加和干涉等原理實現(xiàn)并行計算，能在某些計算復雜問題上提供指數(shù)級加速，是未來計算能力跨越式發(fā)展的重要方向，將對傳統(tǒng)技術體系產(chǎn)生沖擊、進行重構，成為引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向的顛覆性創(chuàng)新。量子計算按技術路線不同，可分為兩大類:一是以超導和硅半導體等為代表的人造粒子路線，二是以離子阱、光量子和中性原子為代表的天然粒子路線。人造粒子路線可重用半導體集成電路制造工藝，在比特數(shù)量擴展方面具有一定優(yōu)勢，但在提升邏輯門精度等指標方面受到基礎材料和加工工藝等限制。天然粒子具有長相干時間和高邏輯門精度等優(yōu)勢，但在比特數(shù)量擴展等方面面臨挑戰(zhàn)。4行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游量子計算行業(yè)目前處于早期探索階段，核心參與者不多，產(chǎn)業(yè)鏈上中下游各環(huán)節(jié)已初具雛形。產(chǎn)業(yè)鏈上游包括硬件和軟件開發(fā)工具供應商，其中硬件為最大構成部分，涵蓋稀釋制冷機、低溫組件、真空系統(tǒng)、光學探測器、激光器、測控系統(tǒng)等。中游則為量子計算機樣機制造商及軟件廠商。其中原型機是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的核心部分，目前超導、離子阱、光量子、硅半導體和中性原子等技術路線發(fā)展較快，其中超導路線備受青睞，離子阱、光量子和中性原子路線獲得較多初創(chuàng)企業(yè)關注。量子計算應用探索主要集中在生物制藥、化學模擬、量化金融、航空航天等領域。產(chǎn)業(yè)鏈上游概述5行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中游國盾量子圍繞量子信息技術的產(chǎn)業(yè)化應用開展業(yè)務，主要業(yè)務分為量子保密通信產(chǎn)品及相關信息技術服務、量子計算及測量儀器設備兩大板塊。公司量子計算儀器設備產(chǎn)品及服務可分為超導量子計算子系統(tǒng)、整機解決方案以及云平臺三部分；目前主要包括室溫超導量子計算操控系統(tǒng)“ez-QEngine”到控制軟件系統(tǒng)“ez-QApplication”、低溫信號傳輸系統(tǒng)“ez-QLeads&Components”等。2023年5月，國盾量子發(fā)布新一代量子計算云平臺，接入“祖沖之號”同款176比特超導量子計算機，刷新了我國云平臺的超導量子計算機比特數(shù)紀錄。2023年國盾量子營業(yè)收入為56億元，同比增長187%。產(chǎn)業(yè)鏈中游概述6行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈下游中國長城從事的主要業(yè)務包括計算產(chǎn)業(yè)、系統(tǒng)裝備及其他業(yè)務。近年來，中國長城持續(xù)關注量子計算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢，并保持一定的研發(fā)投入。此前，中國長城與湖南知名高校共建了量子實驗室——中國長城量子實驗室，主要開展基于光量子和拓撲超導量子計算的基礎科研，以及量子芯片加工設備等方面的科研工作。2023年上半年中國長城研發(fā)投入為88億元，同比增長4%。產(chǎn)業(yè)鏈下游概述7Part02行業(yè)環(huán)境分析行業(yè)政治環(huán)境行業(yè)經(jīng)濟環(huán)境行業(yè)社會環(huán)境行業(yè)驅(qū)動因素8行業(yè)政治環(huán)境國家層面量子計算行業(yè)相關政策:量子計算作為下一代計算技術的代表，已經(jīng)引起了全球范圍內(nèi)的廣泛關注，多個國家已將量子計算列入科技進步清單進行重點部署。我國也頒發(fā)了一系列支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，以搶占科技變革的制高點。2024年1月，工業(yè)和信息化部、教育部等七部門聯(lián)合發(fā)布了《關于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，提出要加強可容錯通用量子計算技術研發(fā)，提升物理硬件指標和算法糾錯性能，推動量子軟件、量子云平臺協(xié)同布置，發(fā)揮量子計算的優(yōu)越性，探索向垂直行業(yè)應用滲透。地區(qū)層面量子計算行業(yè)相關政策:地區(qū)層面，各地地方政府也將量子計算列為重點研發(fā)領域。2023年12月，江蘇省發(fā)布了《江蘇省加強基礎研究行動方案》，表示要聚焦量子通信、量子計算機和量子精密測量等重要前沿方向取得突破。重點方向為量子材料、超導量子計算與固態(tài)量子模擬、量子保密通信、量子芯片、量子傳感與精密測量等。隨著安徽省于2024年2月發(fā)布的《安徽省未來產(chǎn)業(yè)先導區(qū)建設方案（試行）》中提出，要加快量子通信、量子計算、量子精密測量技術突破和產(chǎn)業(yè)化，前瞻布局量子芯片、量子算法等量子計算關鍵技術，引領新一輪信息革命。9Part03行業(yè)現(xiàn)狀分析行業(yè)現(xiàn)狀行業(yè)痛點10行業(yè)現(xiàn)狀量子計算已成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前沿領域。加快發(fā)展量子科技，對促進高質(zhì)量發(fā)展、保障國家安全具有非常重要的作用。未來量子計算市場規(guī)模將不斷增加，技術發(fā)展?jié)摿薮?。?shù)據(jù)顯示，全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模在2022年達到13億美元，預計到2025年超過50億美元，到2028年突破300億美元。量子計算將加快進入商業(yè)化試應用階段。11行業(yè)痛點實用化落地尚未突破量子計算系統(tǒng)十分脆弱，易受到外部環(huán)境噪聲、系統(tǒng)中粒子間的相互作用等復雜因素的交互影響而引發(fā)退相干效應，導致量子態(tài)失真，從而影響算法運行結(jié)果的保真度和準確性。目前量子計算難以實用落地的主要原因在于樣機的相干操控比特規(guī)模、邏輯門保真度和線路深度等關鍵性能指標仍極為有限，量子算法、量子糾錯編碼方案等未完全成熟，難以支撐具有明確加速優(yōu)勢的算法實施。部分核心硬件仍依賴于進口雖然近年來，我國不斷加強量子計算軟硬件技術攻關力度，并在部分環(huán)節(jié)取得了明顯的突破，但仍存在部分核心硬件高度依賴于進口的局面。如液態(tài)氦制冷劑、低溫同軸電纜等，生產(chǎn)主要集中在歐美企業(yè)，致使我國量子計算供應鏈穩(wěn)定性面臨較大挑戰(zhàn)。國內(nèi)量子計算軟件企業(yè)競爭力較弱除了硬件研發(fā)之外，我國量子算法、軟件開發(fā)也與國外存在較大差距。量子計算軟件是連接用戶與硬件的關鍵紐帶，目前全球已有許多專業(yè)的量子軟件、算法初創(chuàng)公司，但國內(nèi)相關軟件企業(yè)數(shù)量極少，且創(chuàng)新成果有限、應用探索推動力較弱。未來我國在量子計算軟硬件方面提升空間仍較大。12123行業(yè)壁壘行業(yè)壁壘技術壁壘:量子計算是量子信息技術中最具標志性的顛覆性技術，量子計算具有跨學科、高精尖的技術特點，涉及計算機科學、物理學和數(shù)學等各個方面，技術壁壘十分高，要求企業(yè)具備較強的技術實力與豐富的研發(fā)資源。人才壁壘:量子計算行業(yè)屬于知識密集型行業(yè)，需要擁有大量專業(yè)知識扎實、創(chuàng)新意識強、經(jīng)驗豐富的研發(fā)人員和管理人員。雖然國內(nèi)已有不少高校和科研院所開展量子技術相關課程和研究工作，但是學業(yè)有成者還需要經(jīng)過較長時間產(chǎn)業(yè)化的實踐經(jīng)驗積累。行業(yè)新進者在短期內(nèi)難以吸引、培養(yǎng)出一支深刻理解量子計算技術、具備相關企業(yè)管理經(jīng)驗的人才隊伍。資金壁壘:量子計算行業(yè)具有較高的資金壁壘，技術研發(fā)需要大量的資金支持。且自量子計算的原始思想提出至今40多年中，全球尚未實現(xiàn)量子計算的任何實際應用，未來技術研發(fā)與應用仍需要投入大量資金，這對企業(yè)的資本實力與融資能力極高，且投資回報存在不確定性。行業(yè)壁壘量子計算行業(yè)具有較高的資金壁壘，技術研發(fā)需要大量的資金支持。且自量子計算的原始思想提出至今40多年中，全球尚未實現(xiàn)量子計算的任何實際應用，未來技術研發(fā)與應用仍需要投入大量資金，這對企業(yè)的資本實力與融資能力極高，且投資回報存在不確定性。量子計算行業(yè)屬于知識密集型行業(yè)，需要擁有大量專業(yè)知識扎實、創(chuàng)新意識強、經(jīng)驗豐富的研發(fā)人員和管理人員。雖然國內(nèi)已有不少高校和科研院所開展量子技術相關課程和研究工作，但是學業(yè)有成者還需要經(jīng)過較長時間產(chǎn)業(yè)化的實踐經(jīng)驗積累。行業(yè)新進者在短期內(nèi)難以吸引、培養(yǎng)出一支深刻理解量子計算技術、具備相關企業(yè)管理經(jīng)驗的人才隊伍。資金壁壘人才壁壘技術壁壘量子計算是量子信息技術中最具標志性的顛覆性技術，量子計算具有跨學科、高精尖的技術特點，涉及計算機科學、物理學和數(shù)學等各個方面，技術壁壘十分高，要求企業(yè)具備較強的技術實力與豐富的研發(fā)資源。流通環(huán)節(jié)有待完善量子計算產(chǎn)品種類繁多，消費數(shù)量較大，質(zhì)量參差不齊，試劑流通管理難以完善，導致量子計算行業(yè)目前在流通領域還面臨許多問題。（1）在產(chǎn)品的流通中，許多環(huán)節(jié)缺少安全的冷鏈和冷庫設施供應。在目前運輸多為汽車和鐵路運輸?shù)那闆r下，量子計算行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)普遍采用運輸箱內(nèi)置冰凍袋的冷藏方式，在高溫天氣或長距離運輸?shù)那闆r下無法確保運輸溫度的穩(wěn)定，影響試劑的安全性。（2）監(jiān)管人員技術水平有待提高。量子計算產(chǎn)品是一種高技術含量的產(chǎn)品，產(chǎn)品研發(fā)涉及生物學、信息技術、電子技術、工程學等多項學科，而目前從事量子計算行業(yè)的人員50%以上是工商、質(zhì)檢管理等專業(yè)背景的人員，缺少必要的專業(yè)技術知識。知識背景的不匹配使得管理流程漏洞頻發(fā)，量子計算行業(yè)整體監(jiān)管水平有待提高。（3）中間環(huán)節(jié)加價嚴重。出于安全的考慮，國家對量子計算行業(yè)進出口標準與流程嚴格把控，環(huán)節(jié)復雜，中間環(huán)節(jié)加價嚴重，代理公司的介入可能使產(chǎn)品出廠價格上漲至少一倍以上，導致產(chǎn)品市場競爭力下降，阻礙本土量子計算行業(yè)企業(yè)的國際化進程。流通環(huán)節(jié)問題中間環(huán)節(jié)加價嚴重供應鏈質(zhì)量監(jiān)管Part04行業(yè)競爭格局及趨勢行業(yè)發(fā)展趨勢行業(yè)競爭格局行業(yè)代表企業(yè)16&&&行業(yè)競爭格局概述行業(yè)競爭格局概述中國政府正大力推動社會資本進入量子計算行業(yè)，對量子計算行業(yè)產(chǎn)品需求被迅速拉動，需求量呈現(xiàn)上升趨勢，量子計算行業(yè)企業(yè)進軍國民經(jīng)濟大產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略窗口期已經(jīng)來臨。量子計算行業(yè)各業(yè)態(tài)企業(yè)競爭激烈，當前，市場上50%以上的量子計算行業(yè)企業(yè)有外資介入，包括中外獨（合）資、臺港澳與境內(nèi)合資、外商獨資等，純內(nèi)資本土量子計算行業(yè)企業(yè)數(shù)目較少，約占量子計算行業(yè)企業(yè)總數(shù)的25%。此外，商業(yè)銀行逐步進入量子計算行業(yè)，興業(yè)銀行、中心銀行、民生銀行等先后成立金融公司，涉足設備融資租賃業(yè)務。中國本土量子計算行業(yè)企業(yè)根據(jù)租賃公司股東背景及運營機制的不同又可以劃分為廠商系、獨立系和銀行系三類三類量子計算行業(yè)企業(yè)各有優(yōu)劣勢：（1）量子計算行業(yè)企業(yè)具有設備技術優(yōu)勢，主要與母公司設備銷售聯(lián)動，以設備、耗材的銷售利潤覆蓋融資租賃成本；（2）獨立系量子計算行業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度高，易形成差異化商業(yè)模式，提供專業(yè)化的融資租賃服務；（3）銀行系量子計算行業(yè)企業(yè)背靠銀行股東，能夠以較低成本獲取資金，且在渠道體系等方面具備一定優(yōu)勢。行業(yè)競爭格局科技巨頭和初創(chuàng)企業(yè)為促進量子計算產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要推動力量，歐美為量子計算企業(yè)聚集度和活躍度最高地區(qū)。IBM、Google、Intel、微軟、亞馬遜等國際科技巨頭布局量子計算較早，技術處于行業(yè)領先水平。IonQ、Rigetti、Quantinuum、IQM等多類型初創(chuàng)企業(yè)在硬件、軟件、算法等領域開展創(chuàng)新，參與量子計算生態(tài)建設。國內(nèi)市場，華為、百度、騰訊等科技企業(yè)相繼成立了量子實驗室，進行量子計算技術研發(fā)。此外還涌現(xiàn)了大量的初創(chuàng)企業(yè)，如本源量子、啟科量子、國盾量子、玻色量子、圖靈量子、量旋科技、弧光量子、中科酷源、幺正量子等，為我國量子計算發(fā)展中作出了重要貢獻。18行業(yè)發(fā)展趨勢