量子信息技術(shù)專題研究：量子技術(shù)蓬勃發(fā)展長期成長空間廣闊-國元證券

請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分量子信息技術(shù)專題研究報告量子是數(shù)學(xué)概念，用來描述光子、質(zhì)子、中子、電子、介子等基本粒子的能量特性，它是能表現(xiàn)出某物質(zhì)或物理量特性的最小單元。量子科技包括量子通信、量子計算、量子精密測量三方面應(yīng)用，在保障信息傳輸安全、提高運(yùn)算速度、提升測量精度等方面，可以突破經(jīng)典技術(shù)的瓶頸，將成為信息、能源、材料和生命等領(lǐng)域重大技術(shù)創(chuàng)新的源泉，為保障國家安全和支撐國民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供核心戰(zhàn)略力量。量子通信是利用量子比特作為信息載體來進(jìn)行信息交互的通信技可在確保信息安全等方面突破經(jīng)典信息技術(shù)的極限。量子通信是最先走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化的量子信息技術(shù)，從產(chǎn)業(yè)鏈來看，量子通信上下游已基本形成。國內(nèi)有國科量子、問天量子等專業(yè)從事量子通信業(yè)務(wù)量子計算機(jī)利用量子比特(qubit)來進(jìn)行計算和存儲數(shù)據(jù)，具有量子疊加態(tài)和量子糾纏態(tài)等特性，使得量子計算機(jī)可以在短時間內(nèi)處理大規(guī)基準(zhǔn)測試中建立了史無前例的量子優(yōu)勢，5分鐘內(nèi)即進(jìn)的超級計算機(jī)需要10億億億年才能完成的計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模將從2023年的47億美元增長至2035年的8117億美元。球范圍內(nèi)企業(yè)、政府、研究機(jī)構(gòu)提供以增強(qiáng)型量子傳感器為代心關(guān)鍵器件、用于分析測試的科學(xué)儀器裝備、賦能行業(yè)應(yīng)用的量子計算云平臺和量子計算科普教育核心業(yè)務(wù)，全棧研制開發(fā)量子計格爾軟件在抗量子密碼領(lǐng)域重點布局，發(fā)布了全量子一體化和數(shù)據(jù)安全解決方案，集成了量子隨機(jī)數(shù)、量子密鑰分發(fā)等先進(jìn)的量吉大正元的研發(fā)團(tuán)隊圍繞抗量子密碼的設(shè)計、分析、實展工作，精通基于格、多變元、哈希等抗量子密碼技術(shù)路線，已經(jīng)為特定領(lǐng)域算法征集設(shè)計了多個原創(chuàng)抗量子算法。量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展低于預(yù)期的風(fēng)險；行業(yè)競爭加劇的風(fēng)險；宏觀經(jīng)28%-2%-17%-32%12/273/276/269/2512/25軟件與服務(wù)滬深300資料來源：Wind《國元證券行業(yè)研究-2025年計算機(jī)行業(yè)策略報告：“AI+應(yīng)《國元證券行業(yè)研究-國產(chǎn)操作系統(tǒng)行業(yè)專題報告：關(guān)鍵核心基礎(chǔ)軟件，國產(chǎn)替代空間廣闊》2024.12.請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分2/20 3 4 5 7 9 3 4 5 6 7 7 7 8 9 ?近鉆頭隨鉆測量儀器 請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分學(xué)家阿蘭·阿斯佩(AlainAspect)、美國理論和實驗物理學(xué)家約翰·弗朗西斯·克勞澤界中不成立，并開創(chuàng)了量子信息這一學(xué)科，量子在于量子力學(xué)如何允許兩個或多個粒子以糾纏態(tài)存在。糾纏粒子對中的一個粒子的狀態(tài)，決定了另一個粒子的狀態(tài)，即使這兩個粒子相距很遠(yuǎn)。AlainAspect、JohnClauser和AntonZeilinger各自使用“兩個粒子即使在分離時也表現(xiàn)的像一個單元”以量子信息科學(xué)為代表的量子科技正在不斷形成新的科學(xué)前沿，激發(fā)革命性的科技圖1：量子信息技術(shù)的（潛在）應(yīng)用場景及領(lǐng)域資料來源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人官網(wǎng)，國元證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分4/20量子通信是量子信息學(xué)的一個重要分支。量子通信是利用量子比特作為信息載體來進(jìn)行信息交互的通信技術(shù)，可在確保信息安全等方面突根據(jù)中國科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院的介紹，量子通信有兩種最典型的而實現(xiàn)原理上無條件安全的量子保密通信。量子隱形傳態(tài)是指利用量子糾纏來直接0圖2：全球量子通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測（2023-2035E，單位：十億美元）020232025E2030E資料來源：iCVTA&K，光子盒，國元證券研究所也將逐漸應(yīng)用至更多設(shè)備，從而帶動整體市場快速發(fā)展。另請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分2035年，總產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到560.8億美元。隨著量子通信與安全的發(fā)展，未來將會有更多電信運(yùn)營商的加入，這將反過來推動量量子計算是一種全新的計算模式，利用量子力學(xué)原理來實現(xiàn)超越傳統(tǒng)計算機(jī)的計算使得量子計算機(jī)可以在短時間內(nèi)處理大規(guī)模的并行計算，從而實現(xiàn)超越傳統(tǒng)計算機(jī)的計算能力，這使得它在加密、優(yōu)化問題求解、藥物研發(fā)等領(lǐng)域具有巨大的潛力。有了不少可觀的突破，為產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。例如，IBM推出的可擴(kuò)展“九章三號”的成功構(gòu)建則標(biāo)志著量子比特的穩(wěn)定性和糾纏性質(zhì)的控制已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，使得量子計算機(jī)在解決某些特定問題上表現(xiàn)出色等。圖3：量子計算發(fā)展生命周期示意圖資料來源：iCVTA&K，光子盒，國元證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分子芯片Willow，使他們能夠展示首個“低于閾值”的量子計算——這是構(gòu)建足夠精圖4：Willow芯片的性能指標(biāo)一覽資料來源：返樸微信公眾號，國元證券研究所史性突破：糾錯后的邏輯量子比特錯誤率低于所有參與糾錯的物理量谷歌用了5年時間，終于從Sycamore進(jìn)化到Willow，退相干時間取得了5倍的提請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分圖5：Willow芯片的退相干性能有了大幅提升資料來源：返樸微信公眾號，國元證券研究所圖6：包含105個量子比特的Willow芯片資料來源：返樸微信公眾號，國元證券研究所量子計算產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入快速成長周期。隨著量子計算機(jī)硬件的不斷升級和算法的不斷投入，以爭取在全球量子計算領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢。圖7：全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測（2023-2035E，單位：十億美元）020232025E2030E資料來源：iCVTA&K，光子盒，國元證券研究所根據(jù)iCVTA&K的數(shù)據(jù)，2023年全球量子計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到47億美元，2035年的體產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖侔l(fā)展。在2028年至2035年，受益于通用量子計算機(jī)的技術(shù)進(jìn)步和會在此進(jìn)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)域帶來請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向量子計量標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著精密測量開始2023年，量子精密測量領(lǐng)域呈現(xiàn)多樣性和分散性。圖8：2023年量子精密測量產(chǎn)業(yè)發(fā)展周期示意圖資料來源：iCVTA&K，光子盒，國元證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分圖9：全球量子精密測量產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測（2023-2035E，單位：十億美元）54321054321020232025E2030E資料來源：iCVTA&K，光子盒，國元證券研究所球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等導(dǎo)航和定位系統(tǒng)對高精度時間測量的依賴性也在增加，量子n量子重力儀和量子重力梯度儀具有更高的靈敏度和抗干擾能力，使其在復(fù)雜地n量子磁力計的高精度和靈敏度使其成為新材料研發(fā)領(lǐng)域的重要工具。在新能源和開發(fā)。而隨著新材料需求的增加，量子磁力計將在這一領(lǐng)域獲得更多關(guān)注。隨著市場認(rèn)知的提高和成本的降低，量子傳感器將在未來幾年內(nèi)持續(xù)發(fā)揮其不備是支撐起量子通信的技術(shù)和硬件基礎(chǔ)；量子傳輸干線是實現(xiàn)遠(yuǎn)程量子通信及量子網(wǎng)絡(luò)的傳輸渠道；量子系統(tǒng)平臺主要負(fù)責(zé)對信息進(jìn)行整合處理并根據(jù)需求做出相關(guān)請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分圖10：量子信息產(chǎn)業(yè)鏈全景圖資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，國元證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分我國量子信息政策演進(jìn)分為三個階段，第一階段重點在于推動量子信息關(guān)鍵技術(shù)研表1：國家政策推動量子信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展布局先進(jìn)高效的算力體系，加快云計算、人工智能等技術(shù)規(guī)范應(yīng)用，探索運(yùn)用邊緣計算和量子技術(shù)突破現(xiàn)有算力瓶頸，為金融數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供精準(zhǔn)高效的算開展量子計算、量子通信、量子測量等關(guān)鍵技制定未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，開辟量子技術(shù)、生命科學(xué)等新賽道，創(chuàng)建一批未來產(chǎn)部、科學(xué)技術(shù)部、交通督管理委員會、中國科以實施意見為指南，圍繞腦機(jī)接口、量子信息等專形成完備的未來產(chǎn)業(yè)政策體系。加快量子、光子等計算技術(shù)創(chuàng)新突破。加強(qiáng)可容錯通用量子計算技術(shù)研發(fā)，提升物理硬件指標(biāo)和算法糾錯性能，推動量子軟程實施方案（2023-參考架構(gòu)、基準(zhǔn)測評等基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)。聚焦量子計算領(lǐng)域，研制量子計算處理器、量子編譯器、量子計算機(jī)操作系統(tǒng)、量子云平臺、量子人工智能、量子優(yōu)化、量子仿真等標(biāo)準(zhǔn)。聚焦量子通信領(lǐng)域，研制量子在人工智能、量子信息、腦科學(xué)等前沿領(lǐng)域?qū)嵤┮慌罢靶?、?zhàn)略性國家重大科技項目。以需求為導(dǎo)向，增強(qiáng)國家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)服務(wù)瞄準(zhǔn)量子信息等戰(zhàn)略性前瞻性領(lǐng)域，發(fā)揮我國社會主義制度優(yōu)勢、新型舉國體《中華人民共和國國民個五年規(guī)劃和2035年會議聚焦量子信息、光子與微納電子、網(wǎng)絡(luò)通信、人工智能、生物醫(yī)藥、現(xiàn)代能源系統(tǒng)等重大創(chuàng)新領(lǐng)域組建一批國家實驗室，重組國家重點實驗室，形成結(jié)構(gòu)合腦科學(xué)、生物育種、空天科技、深地深海等前沿領(lǐng)域，2021年作為“十四五”開局之年，無論是作為頂層設(shè)請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分域的科技攻關(guān)任務(wù)圍繞量子通信技術(shù)研發(fā)、量子測量技術(shù)突破和量子計算的產(chǎn)品研請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分為全世界的科技工作者提供探知微觀世界的一把尺子，獲得“2021年安徽省科學(xué)技效地推動技術(shù)的發(fā)展，探索并創(chuàng)造人類的未來。研究機(jī)構(gòu)提供以增強(qiáng)型量子傳感器為代表的核心關(guān)鍵器件、用于分析測試的科學(xué)儀器裝備、賦能行業(yè)應(yīng)用的核心技術(shù)解決方案列、油氣勘探系列、微弱信號測量系列、氣體吸附分析系列、教學(xué)產(chǎn)品資料來源：國儀量子官網(wǎng)，國元證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分資料來源：國儀量子官網(wǎng)，國元證券研究所波譜儀EPR200-Plus，標(biāo)志著國儀請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分圖13：玄微XWS2-200資料來源：本源量子官網(wǎng)，國元證券研究所格爾軟件股份有限公司是中國商用密碼領(lǐng)域的骨干企業(yè)，是國內(nèi)較早研制和推出公鑰密碼基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)產(chǎn)品的廠商，是國家科技支撐計劃商用密碼基礎(chǔ)設(shè)施項目的牽新型應(yīng)用保駕護(hù)航，全力打造成為國內(nèi)全棧全域的信息安全服務(wù)提供商。因此，圍繞抗量子計算的新一代密碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)遷移已成為大國博弈的戰(zhàn)略抓格爾軟件在抗量子密碼領(lǐng)域重點布局，并發(fā)布了全量子一體化網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全計算攻擊的安全屏障。請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分圖14：格爾抗量子密碼產(chǎn)品體系圖資料來源：格爾軟件微信公眾號，國元證券研究所包括安全接入層面、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)的改造以及應(yīng)用和數(shù)據(jù)層面的遷移，并研發(fā)了抗量子密碼卡并發(fā)布了基于抗量子密碼算法的多種產(chǎn)品，具備提供全套抗量子密碼服務(wù)的能力。此外，格爾軟件還積極與部分行業(yè)頭部客請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分圖15：抗量子密碼遷移路徑設(shè)計資料來源：格爾軟件微信公眾號，國元證券研究所次測試基于唯亞威通訊技術(shù)有限公司研制的抗量子密碼測試平臺，完成了格爾抗量子密碼(PQC)安全認(rèn)證網(wǎng)關(guān)基于傳統(tǒng)加密算法和抗量子密碼(PQC)混合加密算法的密碼方面的前沿探索且多有建樹。請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分圖16：吉大正元“元安全”隱私計算產(chǎn)品概述資料來源：商用密碼展微信公眾號，國元證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分1)量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展低于預(yù)期的風(fēng)險：量子技術(shù)是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革產(chǎn)品更新?lián)Q代加快、市場份額難以保持的風(fēng)險；整體經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長和高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展導(dǎo)向為行業(yè)的發(fā)展提供了有利的宏放變慢，可能會對行業(yè)內(nèi)企業(yè)的發(fā)展環(huán)境和市場需求造成不利影響。股價漲幅相對基準(zhǔn)指數(shù)介于5%與15%之間行業(yè)指數(shù)表現(xiàn)相對基準(zhǔn)指數(shù)介于-10%~股價漲幅相對基準(zhǔn)指數(shù)介于-5%與5%之間指數(shù)，香港市場基準(zhǔn)為恒生指數(shù)，美國市場基準(zhǔn)為標(biāo)普500或三板做市指數(shù)（針對做市轉(zhuǎn)讓標(biāo)的北交所作者具有中國證券業(yè)協(xié)會授予的證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格或相當(dāng)?shù)膶I(yè)勝任能力，以勤勉的職業(yè)態(tài)度，獨(dú)立、客觀地出具本報告。本人承諾報告所采用的數(shù)據(jù)均來自合規(guī)渠道，分析邏輯基于作者的職業(yè)操守和專業(yè)能力，本報告清晰準(zhǔn)確地反映了本人的研究觀點并通過合理判斷得出結(jié)論，結(jié)論不受任何第三方的授意、影響，特此聲明。證券投資咨詢業(yè)務(wù)是指取得監(jiān)管部門頒發(fā)的相關(guān)資格的機(jī)構(gòu)及其咨詢?nèi)藛T為證券投資者或客戶提供證券投資的相關(guān)信息、分析、預(yù)測或建議，并直接或間接收取服務(wù)費(fèi)用的活動。證券研究報