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1、證券研究報告 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明 行業深度報告通信行業深度報告通信 20242024 年年 0404 月月 2727 日日 Table_Title量子信息技術大發展,產業升級賦能新量子信息技術大發展,產業升級賦能新質生產力質生產力 核心觀點核心觀點:Table_Summary量子信息技術研發壁壘高周期長,資金投入賦能核心技術攻關持續推進。量子信息技術研發壁壘高周期長,資金投入賦能核心技術攻關持續推進。量子信息科技帶來重要的科學意義和巨大的潛在應用價值,全球加快技術研發攻關,領域競爭較為激烈。從產業周期上來看,國際學術界一般認為實現通用量子計算機仍需 10 年甚
2、至更長時間。歐美等發達國家的政府、科研機構和產業資本正在不斷完善戰略部署,穩步增加研發投入。近年來,美國啟動了為期 10 年的“國家量子行動法案”,歐盟正式實施“量子技術旗艦項目”,英國發布國家量子戰略等,全球政府發揮主導和引領作用不斷加強。從科研基礎來看,我國論文及專利主要來自高校和科研院所,而歐美量子信息領域研究專利中,科技企業申請數量占據主導,產業界的創新引領作用較強,我國科技成果仍需進一步向產業轉化。目前中美研發投入資金量級差距較小,我國量子計算重要研究中心的數量有望不斷增加。伴隨我國量子信息企業數量和投融資規模的不斷增長,量子關鍵核心技術攻關和產業化水平有望持續推進。我國量子通信產業
3、鏈逐步完備自主可控,行業高成長規模有望持續攀升。我國量子通信產業鏈逐步完備自主可控,行業高成長規模有望持續攀升。量子計算方面,產業鏈主要分為量子算法、量子硬件以及量子應用三部分,由于量子算法復雜程度較高,且耗費時間相對較長,故主要以高校及國家牽頭的技術研究組成,研究成果產業化進程相對較緩慢。量子硬件中,國內軟硬件整體皆呈現互聯網廠商牽頭,專業研究機構以大學及相關部門為主,海外軟件方面更分散,硬件層面則較為集中。量子通信方面,網絡及其應用不斷演進,目前具備設備全鏈生產能力。目前量子通信技術可構建超光速信息網絡,利用量子隱形傳態以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特點,不僅滿足軍事信息網絡
4、的特殊需求,也滿足民用領域對于低時延高帶寬的需求,應用前景光明。伴隨未來我國天空一體化通信的建設,量子信息行業呈現高成長性,量子通信市場規模有望持續攀升。投資建議:投資建議:我們認為當前量子通信及量子計算產業化進程將隨著我國新質生產力以及學術界的推動而持續提升,當前量子計算及量子通信產業化前景相對較好,且我國居世界領先位置,預計隨著超導技術的不斷突破,量子計算機技術路線的逐步確定,以及量子計算算法的持續演進,量子計算及量子通信依靠其高保密性,低時延及高可靠性等特點,應用場景逐步從特種場景向民用消費級領域拓展,從而拓寬市場空間。同時,因量子計算機當前所需芯片制程并非限制條件,故而量子領域我國有望
5、保持領先態勢,引領國際量子技術發展及演化,于量子時代中延續我國在電信領域的領先態勢。建議關注:中電信控股,量子通信重點標的國盾量子(688027),光傳輸重點標的中天科技(600522),量子芯片重點標的光迅科技(002281)等。風險提示:風險提示:國內外政策和技術摩擦不確定性的風險;全球量子信息行業競爭加劇的風險;技術開發不確定性的風險;市場開拓不及預期的風險等。通信通信 推薦推薦 (維持維持)分析師分析師 趙良畢趙良畢 :010-80927619:zhaoliangbi_分析師登記編碼:S0130522030003 Table_IndustryDataTable_IndustryData
6、相對滬深相對滬深 300300 表現圖表現圖 20242024-0404-2626 資料來源:中國銀河證券研究院 相關研究相關研究 Table_Research【銀河通信】行業周報_增值電信試點揚帆起,云網智聯 AI+潮共涌-30%-20%-10%0%10%20%30%通信滬深300 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。2 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 目目 錄錄 一、量子技術全球布局加速,技術創新持續活躍機遇大一、量子技術全球布局加速,技術創新持續活躍機遇大 .3 3(一)量子科研攻關加速發展
7、,成為全球科技競爭關注熱點.3(二)我國產業政策支持力度強,創新驅動發展能力持續提升.4(三)技術路線多元并行發展,創新成果有望不斷顯現.6(四)生態構建增強自主可控能力,技術應用有望持續拓展.7 二、量子計算持續積極探索,量子通信產業鏈逐步完備二、量子計算持續積極探索,量子通信產業鏈逐步完備 .8 8(一)算法為量子計算核心動能,技術不斷演進云平臺快速發展.8(二)量子通信網絡及其應用不斷演進,目前具備設備全鏈生產能力.11(三)量子科技全球加速推進,技術不斷演進云平臺快速發展.13(四)量子信息行業呈現高成長性,量子通信市場規模有望持續攀升.16 三、投資建議三、投資建議 .1717 四、
8、風險提示四、風險提示 .2020 ZYqVoYrVgVaViWoPoP9PcM9PpNrRmOsOjMnNtPkPtQmMbRrQrMxNmQtPMYsRmR 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。3 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 一、一、量子技術全球布局加速,技術創新持續活躍機遇大量子技術全球布局加速,技術創新持續活躍機遇大 (一)量子科研攻關加速發展,成為全球科技競爭關注熱點(一)量子科研攻關加速發展,成為全球科技競爭關注熱點 量子信息技術是未來產業發展的重要方向。量子信息技術是未來產業發展的
9、重要方向。量子信息科技主要包含量子通信、量子計算和量子精密檢測三個主要研究方向。具體來看,量子通信量子通信包括量子密鑰分發和量子隱形傳態兩種應用方式,其中量子密鑰分發是指利用量子態來加載信息,通過一定的協議在遙遠地點的通信雙方共享密鑰,是最先走向實用化和產業化的量子信息技術。量子計算量子計算具有強大的并行計算和模擬能力,能在某些計算復雜問題上提供指數級加速,是未來計算能力跨越式發展的重要方向。量子精密檢測量子精密檢測利用量子資源和量子調控帶來的量子計量給精密測量帶來新的發展契機,有望實現如時間、電場、磁場等物理量超越經典技術極限的精密測量。經過四十余年的發展,量子信息技術目前已經從僅有學術界關
10、注的基礎科學研究和前沿技術探索,逐步開啟產業界共同參與的工程應用研究和未來產業培育。圖圖1 1:量子信息科研論文數量量子信息科研論文數量 圖圖2 2:量子信息專利數增加,產業化水平提升量子信息專利數增加,產業化水平提升 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 全球量子信息布局加速,產業增長趨勢已基本明確。全球量子信息布局加速,產業增長趨勢已基本明確。從全球布局來看,量子信息企業歐美聚集度較高,全球占比超過 60%,美國和歐洲是量子信息產業生態的活躍地區。中國量子信息領域相關企業占比約 30%,其中量子通信領域中國相關企業數量最多。美國代表性量子計算企業包括
11、IBM、Google、Intel、微軟、亞馬遜等科技巨頭成立的研發部門,IonQ、Rigetti、QCI、QuEra 等多類型初創企業在硬件、軟件、算法等領域開展創新。我國華為、百度、騰訊等企業近年來相繼成立量子實驗室,在軟硬件研發、算法研究、應用探索、量子計算云平臺等方面積極布局,但相對美國科技企業而言投入推動力度仍較為有限。圖圖3 3:量子信息領域企業分布量子信息領域企業分布 圖圖4 4:中美兩國量子信息企業占比較高中美兩國量子信息企業占比較高 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 0篇1,000篇2,000篇3,000篇4,000篇量子計算量子通信量
12、子測量后量子加密05001,0001,5002,0002,5002013A2014A2015A2016A2017A2018A2019A2020A2021A2022A2023A量子計算量子通信量子測量后量子加密020406080100量子計算量子通信量子測量后量子加密中國美國歐洲28.60%18.70%7.80%7.40%6.50%4.40%美國中國加拿大英國德國法國日本其他 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。4 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 量子信息行業呈現研發周期長,研發資金投入推動特征。量
13、子信息行業呈現研發周期長,研發資金投入推動特征。由于量子信息科技重要的科學意義和巨大的應用價值,歐美等發達國家的政府、科研機構和產業資本正在不斷完善戰略部署,穩步增加研發投入。2018 年,美國啟動了為期 10 年的“國家量子行動法案”,歐盟正式實施“量子技術旗艦項目”。2023 年 3 月,英國發布國家量子戰略,將在 2024 到 2034 年間提供 25 億英鎊的政府投資,并吸引至少 10 億英鎊的額外私人投資。由于技術上的難度,國際學術界一般認為實現通用量子計算機仍需 10年甚至更長時間。圖圖5 5:量子計算技術成熟度預測曲線量子計算技術成熟度預測曲線 資料來源:Gartner,中國銀河
14、證券研究院(二)我國產業政策支持力度強,創新驅動發展能力持續提升(二)我國產業政策支持力度強,創新驅動發展能力持續提升 量子信息屬于我國戰略新興產業,受到產業政策持續支持。量子信息屬于我國戰略新興產業,受到產業政策持續支持。中央各部委近年來出臺一系列相關量子信息產業政策,自 2016 年起兩會政府工作報告均提及量子信息科技。2023 年 12 月,中央經濟工作會議上再次強調加快量子計算等前沿技術研發和應用推廣。24 年兩會期間,國務院國資委指出,2025年中央企業戰略性新興產業收入的占比要達 35%,在量子信息等方面提前布局。我國量子信息企業主要分布在京津冀、長三角等地,合肥市已成為量子產業聚
15、集地。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。5 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 表表1 1:我國量子技術政策持續支持我國量子技術政策持續支持 時間時間 政策文件政策文件 主要內容主要內容 2024 年 3 月 政府工作報告 一些關鍵核心技術攻關取得新突破,超級計算機、衛星導航、量子信息、人工智能等領域創新成果不斷涌現。2024 年 1 月 關于推動未來產業創新發展的實施意見 聚焦元宇宙、腦機接口、量子信息等重點領域,制定標準化路線。2023 年 12 月 中央經濟工作會議 打造生物制造、商業航天、低
16、空經濟等若干戰略性新興產業,開辟量子、生命科學等未來產業新賽道。2023 年 2 月 質量強國建設綱要 突破量子化計量及扁平化量值傳遞關鍵技術。2023 年 1 月 關于促進數據安全產業發展的指導意見 支持后量子密碼算法、密態計算等技術在數據安全產業的發展應用。2022 年 12 月 中央經濟工作會議 要加快新能源、人工智能、生物制造、綠色低碳、量子計算等前沿技術研發和應用推廣,支持專精特新企業發展。2022 年 12 月 擴大內需戰略規劃綱要(2022-2035 年)增強國家廣域量子保密通信骨干網絡服務能力。2022 年 8 月 “十四五”國家科學技術普及發展規劃 強化腦科學、量子計算等戰略
17、導向基礎研究領域的科普。2022 年 1 月 計量發展規劃(2021-2035 年)加強量子計量、量值傳遞扁平化和計量數字化轉型技術研究。2022 年 1 月 關于加強國家現代先進測量體系建設的指導意見 推動以量子物理為基礎的高準確度、高穩定性計量基準、計量標準建設。2021 年 12 月 “十四五”國家信息化規劃 加強量子通信等關鍵前沿領域的戰略研究布局和技術融通創新。2021 年 3 月“十四五”規劃和 2035 年遠景目標綱要 加快布局量子計算、量子通信、神經芯片、DNA 存儲等前沿技術,資料來源:Wind,中國銀河證券研究院 我國量子信息產業當前技術成熟度整體較低,量子信息行業投融資有
18、望提升。我國量子信息產業當前技術成熟度整體較低,量子信息行業投融資有望提升。從投資總額來看,根據前瞻產業研究數據,2023 年全球量子信息投資規模達到 386 億美元,其中中國投資總額達 150 億美元,占比位居全球前列。重點投資細分領域為量子軟件、量子硬件等技術領域,投資額占比分別為22.53%、18.21%。目前我國給予量子通信高度的關注和推動,支持量子技術發展和開展量子保密通信網絡的建設,量子通信市場規模增長迅速。圖圖6 6:量子信息技術投資賽道占比情況量子信息技術投資賽道占比情況 資料來源:中商產業研究,中國銀河證券研究院 量子技術等前沿領域創新成果不斷涌現。量子技術等前沿領域創新成果
19、不斷涌現。在城際量子通信網絡方面,我國建成了國際上首條遠距離光纖量子保密通信骨干網“京滬干線”。在衛星量子通信方面,我國研制并成功發射了世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”,在國際上率先實現了星地量子通信。在光量子體系,我國構建了 76 光子的光量子計算原型機“九章”,在超導量子體系,我國先后構建了 62 qubits 超導量子計算原型機“祖沖之號”??傮w來說,我國量子信息技術科研不斷推進,成果不斷顯現。22.53%22.53%18.21%18.21%14.81%14.81%12.19%12.19%10.19%10.19%22.07%22.07%量子軟件量子硬件Enabling technolo
20、gies量子計算量子通信其他 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。6 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖7 7:我國量子技術新成果不斷涌現我國量子技術新成果不斷涌現 圖圖8 8:“九章”系列光量子計算原型機“九章”系列光量子計算原型機 資料來源:證券時報,中國銀河證券研究院 資料來源:物理學報,中國銀河證券研究院(三)技術路線多元并行發展,創新成果有望不斷顯現(三)技術路線多元并行發展,創新成果有望不斷顯現 量子計算研究的核心任務是實現多量子比特的相干操縱。量子計算研究的核心任務是實現多量子比特
21、的相干操縱。根據相干操縱量子比特的規模,國際學術界設定了如下三個“里程碑”。第一個是實現“量子計算優越性”,即量子計算機對特定問題的計算能力超越經典超級計算機,達到這一里程碑需要約 50 個量子比特的相干操縱。第二個是實現專用量子模擬機,應用于組合優化、量子化學、機器學習等特定問題,為特定領域提供初步算力服務。達到這一里程碑需要實現千量子比特的相干操縱和高精度量子邏輯門,是當前的主要研究任務。第三個是在量子糾錯的輔助下實現可編程通用量子計算機,即相干操縱至少數百萬個量子比特,能在密碼分析、新材料設計、氣象預報、生物制藥等方面發揮巨大作用。圖圖9 9:量子計算的量子計算的 3 3 個發展階段個發
22、展階段 圖圖1010:“祖沖之”系列超導量子計算原型機“祖沖之”系列超導量子計算原型機 資料來源:物理學報,中國銀河證券研究院 資料來源:物理學報,中國銀河證券研究院 量子計算硬件目前有多種技術路線,處于并行發展階段。量子計算硬件目前有多種技術路線,處于并行發展階段。大致可以分為兩大類,一是基于微觀結構形成能級系統的“人造粒子”路線,如超導和硅半導體,二是直接操控微觀粒子的天然粒子路線,如離子阱、光量子和中性原子。在量子計算硬件技術路線中,超導路線專利數量占比超過 50%,光量子和中性原子路線技術創新熱度高于離子阱和硅半導體。量子通信領域中量子密鑰分發技術專利占比超過 70%,器件、設備等系統
23、研發類專利數量眾多,量子信息網絡技術成熟度不足,相關專利尚未大量涌現。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。7 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖1111:量子計算的主要技術方案量子計算的主要技術方案 圖圖1212:量子計算主要技術路線關鍵指標現狀量子計算主要技術路線關鍵指標現狀 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院(四)生態構建增強自主可控能力,技術應用有望持續拓展(四)生態構建增強自主可控能力,技術應用有望持續拓展 量子云平臺發展迭代迅速,生態成熟度有望提
24、升。量子云平臺發展迭代迅速,生態成熟度有望提升。硬件、軟件、算法是三大支柱,云平臺是集成三者面向用戶提供服務的應用與產業生態匯聚點。量子計算軟件需要滿足量子計算的底層理論與算法邏輯,提供面向不同技術路線和硬件方案的量子指令集,編譯功能與中間表示,并提供基于開源的編程語言框架,特異性與專業性較強,目前處于設計開發與生態構建的早期階段。圖圖1313:量子計算技術體系框架及生態量子計算技術體系框架及生態 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 量子技術應用有望持續演進。量子技術應用有望持續演進。我國的城域量子通信網絡技術已初步滿足實用化要求,自主研制的量子通信裝備已經為黨的“十八大”“十九大”、紀念抗
25、戰勝利 70 周年閱兵、北京冬奧會、杭州亞運會等國家重要活動提供了信息安全保障。在城際量子通信網絡方面,我國建成了國際上首條遠距離光纖量子保密通信骨干網“京滬干線”,率先在金融、政務、電力等領域開展了遠距離量子保密通信的技術驗證與應用示范。在此基礎上,我國全線貫通了總里程超過 104 km 的國家量子骨干網,覆蓋京津冀、長三角、粵港澳、成渝等重要區域,將推動量子保密通信的規?;瘧?。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。8 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖1414:我國在國際上首次實現百公里級自
26、由空間時間頻率傳遞我國在國際上首次實現百公里級自由空間時間頻率傳遞 資料來源:太空與網絡,中國銀河證券研究院 二、量子計算持續積極探索,量子通信產業鏈逐步完備二、量子計算持續積極探索,量子通信產業鏈逐步完備 (一)(一)算法為量子計算核心動能,算法為量子計算核心動能,技術不斷演進云平臺技術不斷演進云平臺快速發展快速發展 由于量子的基礎為量子力學,量子計算可以實現高速并行計算,其理論基石為量子比特,產業鏈主要分為量子算法、量子硬件以及量子應用三部分。量子算法方面,由于復雜程度較高,且耗費時間相對較長,故最上游主要以高校研究,或國家牽頭的技術研究組成,研究成果產業化進程相對較緩慢;量子硬件中,量子
27、計算機作為實現量子計算的關鍵,是當前產業化進程相對較快的環節;量子應用作為量子信息技術的落地,主要應用于密碼學、量子模擬、量子優化、機器學習、量子通信等。表表2 2:量子計算產業鏈主要可分為量子算法、量子硬件以及量子應用三部分量子計算產業鏈主要可分為量子算法、量子硬件以及量子應用三部分 產業產業鏈位置鏈位置 當前進展當前進展/成熟度成熟度 主要代表主要代表 量子算法量子算法 產業鏈上游 算法更新中,最終路徑并未完全明晰 Shor 算法、Grover 算法、HHL 算法等相對較為知名 量子硬件量子硬件 產業鏈中游 量子計算機為主,正在更新迭代中 仍以高度定制為主(祖沖之、懸鈴木、九章等),通用量
28、子計算機仍在研 量子應用量子應用 產業鏈下游 應用場景相對較窄,成長空間較大 密碼學、量子模擬、量子優化、機器學習、量子通信、人工智能等 資料來源:人民日報,Wikipedia,中國銀河證券研究院 量子算法:量子計算核心動力,持續快速發展中。量子算法:量子計算核心動力,持續快速發展中。量子算法是在量子計算中,于量子計算的現實模型上運行的算法,最常用的模型是量子線路的計算模型。經典(或非量子)算法是有限的指令序列,或用于解決問題的分步驟過程,其中每個步驟或指令都可以在經典計算機上執行。同樣的量子算法是一個循序漸進的過程,其中每個步驟都可以在量子計算機上執行。由于時刻面臨新技術及新挑戰,以及完備的
29、量子計算系統的逐步推進,故而目前量子算法較多,主要以 Shor 算法、Grover 算法、HHL 算法、QAA(量 子 近 似 優化 算法)、QPE(量 子 相 位 估 計)算 法、QFT(量 子 傅 里 葉變 換)算 法、AmplitudeAmplification 算法、QuantumWalk 算法、Simon 算法、VQE(變分量子特征值求解)算法、TensorFlowQuantum(TFQ)框架等為主。表表3 3:主流量子算法簡要對比主流量子算法簡要對比 主要針對問題主要針對問題 應用價值及前景應用價值及前景 SimonSimon 算法算法 密碼破譯 密碼破譯 ShorShor 算法算
30、法 質因數分解 使得 RSA 加密體系受到威脅 CroverCrover 算法算法 量子搜索 搜索速度指數級提升 VQEVQE 組合優化求解 收斂速度較經典算法實現二次方級別加速 TSFTSF 在真實量子處理器上運行混合量子經典模型 可用于量子分類、量子控制和量子近似優化 資料來源:量子發燒友,中國銀河證券研究院 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。9 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 量子軟件:連接用戶與硬件的關鍵紐帶。量子軟件:連接用戶與硬件的關鍵紐帶。在編譯運行和應用開發等領域需要根據量子計算
31、原理特征進行新設計,提供面向不同技術路徑的底層編譯工具,具備邏輯抽象工程的量子中間表示和指令集,以及支撐不同計算問題的應用軟件。目前量子計算軟件處于開放研發和生態建設的早期階段,業界在量子計算應用開發軟件、編譯軟件、EDA 軟件等方面進行布局。量子硬件:量子計算機操作數據,利用量子特性及算法實現超越傳統計算機的計算速率。量子硬件:量子計算機操作數據,利用量子特性及算法實現超越傳統計算機的計算速率。量子計算主要通過量子計算機為操作媒介來解決相應問題,故而其硬件承接主體主要為量子計算機。量子計算是指利用量子的特性,也就是自然界在原子尺度上的特性,來解決復雜的問題,計算速度遠超經典計算機。量子計算機
32、并不是簡單的經典計算機的更快版本,它們是一種根本不同的計算模式,因為量子計算機利用量子力學的基本規律進行計算。量子計算機建設遵循量子計算機建設遵循 DiVincenzoDiVincenzo 原則。原則。根據 IBM 研究員 DiVincenzo 提出的五條原則,建設量子計算機主要需要滿足具有可以良好表征的量子比特并且可拓展、必須有一種方法能夠在計算之前將所有量子比特設置為 0 也就是初始化、要有一套通用量子邏輯門(量子計算機中的通用門就是單量子比特門和雙量子比特的受控非門)、要有一種有效的解決退相干問題的辦法、必須要能通過測量量子比特得到想要的答案。為實現該五條原則,當前量子計算機發展主要通過
33、“三步走”:第一步:實現“量子優第一步:實現“量子優越性”,越性”,即通過高精度地操縱近百個物理比特,高效求解超級計算機無法在合理時間內解決的特定高復雜度數學問題。第二步:研制可操縱數百個量子比特的量子模擬機,第二步:研制可操縱數百個量子比特的量子模擬機,解決一些超級計算機無法勝任、具有重大實用價值的問題。第三步:制造通用量子計算機。第三步:制造通用量子計算機。大幅提高量子比特的操縱精度、集成數量和容錯能力,研制可編程的通用量子計算機。量子計算機路徑較多,當前主要以超導量子計算機及離子阱量子計算機路徑為主。量子計算機路徑較多,當前主要以超導量子計算機及離子阱量子計算機路徑為主。當前量子計算硬件
34、主要朝著百萬量子比特的目標在進行前進,量子計算機整體可分為超導量子計算機,光學量子計算機,量子點量子計算機,離子阱量子計算機,金剛石 nv 色心量子計算機等,其最主要解決的問題便是如何約束量子或帶電粒子,以攻克量子消相干、量子糾纏、量子并行計算、量子不可克隆等難點。各種量子計算機均有其優劣特點,其中超導量子計算機及離子阱成熟度較高,產業投資相對較為領先。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。10 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 表表4 4:幾種不同路徑的量子計算機對比幾種不同路徑的量子計算機對比 主
35、要設計路徑主要設計路徑 優缺點分析優缺點分析 當前產業情況當前產業情況 超導量子計算機超導量子計算機 靠超導電子電路來實現量子處理器,可以用超導體的電荷、相位和磁通量三種方式來形成量子比特 優勢在于量子比特可控性強、拓展性良好、可依托現有成熟的集成電路工藝;為了保障退相干時間,超導量子比特必須在接近絕對零度的真空環境下運行。相對較多(約 42%)光學量子計算機光學量子計算機 利用光子作為量子比特的計算機,它可以利用光子的量子力學特性,如疊加、干涉、糾纏等,來實現高效的并行計算和信息處理。具有量子比特相干時間長、操控簡單、與光纖和集成光學技術相容,拓展性好;很難小型化,量子比特之間邏輯操作困難,
36、無法進行編程。相對較少(約 4%)量子點量子計算機量子點量子計算機 利用半導體量子點中的電子制造量子比特,將其電子的自旋方向編碼為量子態儲存量子信息。與傳統芯片技術有相通之處,比其他方案更具可擴展性,有助于實現芯片產業化;半導體量子比特體積小、數量少且相干性較弱。相對較少(約 4%)離子阱量子計算機離子阱量子計算機 利用電荷與電磁場間的相互作用力來牽制帶電粒子的運動,并利用受限離子的基態和激發態組成兩個能級,作為量子比特。同時,利用微波激光照射操縱量子態,通過連續泵浦光和態相關熒光,實現量子比特的初始化和探測。量子比特品質高、相干時間較長、量子比特的制備和讀出效率較高;量子比特操縱速度相對較慢
37、,隨著量子比特數的增加,量子比特的操縱在技術上有困難。相對較多(約 38%)金剛石金剛石 nvnv 色心量子計算機等色心量子計算機等 基于金剛石中 nv 色心和自旋磁共振為原理,通過控制激光、微波、磁場等物理量,對 nv 色心的自旋進行量子操控和讀出,從而實現量子計算功能的儀器。擁有優秀的自旋退相干性質和室溫下可進行單自旋操控、讀出的突出能力;當前 nv 色心在向多量子比特擴展上的困難制約了該領域研究的進一步發展。相對較少 資料來源:人民日報,人民論壇網,量子客,TQD,QuantumComputingReport,中國銀河證券研究院 量子計算機對于芯片制程需求相對較低,對運行環境有較強需求。
38、量子計算機對于芯片制程需求相對較低,對運行環境有較強需求。對于不同路徑的量子計算機,芯片設計均為其核心之一,但其對制程工藝相較于當前消費電子級芯片并無較大要求,但對于芯片運行環境要求較高。為了實現對量子比特的精確控制,就需要精確控制量子芯片周圍的溫度、震動、噪聲、電磁波等等環境因素,如超導量子計算機分為高溫、低溫及室溫三種,室溫超導當前尚未研制成功,而低溫超導及高溫超導方案均需要較嚴苛的溫度環境,以保障超導量子計算機的穩定運行。圖圖1515:量子計算云平臺后端硬件分布量子計算云平臺后端硬件分布 圖圖1616:TOP10TOP10 量子計算(硬件)公司投資占比量子計算(硬件)公司投資占比 資料來
39、源:量子客,TQD,QuantumComputingReport,中國銀河證券研究院 資料來源:量子客,TQD,QuantumComputingReport,中國銀河證券研究院 超導離子阱退火核磁共振半導體光量子離子阱超導光量子退火硅量子 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。11 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖1717:百度量子平臺全景圖百度量子平臺全景圖 圖圖1818:IBM QIBM Q 量子計算機所需量子芯片制程較低,對溫度要求較高量子計算機所需量子芯片制程較低,對溫度要求較高 資料來
40、源:百度,中國銀河證券研究院 資料來源:大話量子,中國銀河證券研究院 量子應用方面,應用場景較多,應用突破臨界點逐步接近。量子應用方面,應用場景較多,應用突破臨界點逐步接近。近年來,基于中等規模含噪量子處理器(NISO)和專用量子計算機的應用案例探索在國內外廣泛開展,應用場景較豐富,涵蓋了化學、金融、人工智能、交運航空、氣象等眾多行業領域,產業規模估值達到千億美元級別。量子計算公司普遍期待未來數年,在 NISO 系統中完成具有社會經濟價值的計算問題加速求解,實現殺手級應用突破。圖圖1919:量子應用市場空間及市場成熟度指標對比量子應用市場空間及市場成熟度指標對比 資料來源:麥肯錫,信通院,中國
41、銀河證券研究院 注:應用成熟度指標參考信通院量子計算發展態勢研究報告(2023)(二)(二)量子通信網絡及其應用不斷演進,目前具備設備全鏈生產能力量子通信網絡及其應用不斷演進,目前具備設備全鏈生產能力 量子通信的核心設備主要是量子光源、單光子探測器、量子通信的核心設備主要是量子光源、單光子探測器、QKDQKD 設備、量子路由器、量子交換機、量設備、量子路由器、量子交換機、量子隨機數發生器、量子衛星地面站等設備,是支撐量子通信的基石。子隨機數發生器、量子衛星地面站等設備,是支撐量子通信的基石。拆分來看,上游為元器件及核心設備,包括信號處理芯片、光纖光纜、雪崩二極管、射頻器件、量子密鑰分發器、量子
42、路由器、量子交換機、量子隨機發生器等;中游為網絡傳輸線路及系統平臺,包括光纖骨干網、衛星中繼、經典網絡管理子系統、備份與容災子系統、綜合網絡監控子系統、星子密鑰分發子系統、量子網絡管理子系統等;下游消費市場,應用于軍事國防、電子政務、電子商務、能源電力、電子醫療、電信運營等領域。目前,中國在量子保密通信技術的產業化方面已經走在了世界前列,并且已經基本全面實現了核心設備全鏈生產。0+應用成熟度1+應用成熟度2+應用成熟度3+應用成熟度4+應用成熟度0億美元1,000億美元2,000億美元3,000億美元4,000億美元5,000億美元6,000億美元7,000億美元8,000億美元保守估值樂觀估
43、值3-5年5-10年10年 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。12 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 表表5 5:量子通信產業鏈簡析量子通信產業鏈簡析 產品或服務產品或服務 原材料及核心設備原材料及核心設備 元器件:元器件:信號處理芯片、光纖光纜、雪崩二極管、射頻器件等;核心設備:核心設備:量子密鑰分發器、量子路由器、量子隨機分發器、量子交換機、量子點激光器、光量子探測儀等。網絡傳輸干線及系統平臺網絡傳輸干線及系統平臺 網絡傳輸干線:網絡傳輸干線:光纖骨干網、衛星中繼等;系統平臺:系統平臺:經典網
44、絡管理子系統、備份與災容子系統、綜合網絡監控子系統、量子密鑰分發子系統、量子網絡管理子系統、量子密鑰管理子系統等;消費市場消費市場 終端產品:終端產品:量子 IDC、量子電話、量子白板等;應用領域:應用領域:軍事國防、電子政務、電子商務、能源電力、電子醫療、電信運營等 資料來源:中商產業研究院,中國銀河證券研究院 圖圖2020:量子通信產業鏈圖譜量子通信產業鏈圖譜 資料來源:ICV Tank,中國銀河證券研究院 當前,量子通信特種領域應用較多。當前,量子通信特種領域應用較多。由于目前量子通信傳輸速率有限,更適合傳輸信息量小、對保密性要求高的應用場合,因此金融、政府、軍隊成為第一批量子通信客戶。
45、其中,國防領域對量子保密通信技術的應用研究、規劃布局已持續了十余年。國防領域的大量應用場景對量子通信技術有相關的需求,包括全軍共用基礎系統和軍兵種專用系統、戰略保障體系和戰術支撐體系等。隨著量子信息技術的發展,量子通信網絡及其應用不斷演進。隨著量子信息技術的發展,量子通信網絡及其應用不斷演進。目前,量子保密通信的應用主要集中在利用 QKD 鏈路加密的數據中心防護、量子隨機數發生器,并延伸到政務、國防等特殊領域的安全應用;未來,隨著 QKD 組網技術成熟,終端設備趨于小型化、移動化,QKD 還將擴展到電信網、企業網、個人與家庭、云存儲等應用領域;長遠來看,隨著量子衛星、量子中繼、量子計算、量子傳
46、感等技術取得突破,通過量子通信網絡將分布式的量子計算機和量子傳感器連接,還將產生量子云計算、量子傳感網等一系列全新的應用,行業前景廣闊。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。13 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖2121:量子安全直接通信網絡示意圖量子安全直接通信網絡示意圖 資料來源:上海交通大學,中國銀河證券研究院 量子通信民用前景較為廣闊,政策推動技術普及:量子通信民用前景較為廣闊,政策推動技術普及:隨著國盾量子與中電信量子信息科技集團簽訂附條件生效的股份認購暨戰略合作協議,中電信量子集團通
47、過與科大控股等簽訂 一致行動協議,成為公司控股股東。政策方面,政策方面,中央經濟工作會議及政府工作報告指出,打造新興未來產業發展,開辟量子技術等新賽道,創建一批未來產業先導區,國家實驗室體系建設有力推進。伴隨產業結構政策積極推進量子新基建規劃及建設,加強相關領域的產學研合作,量子技術等前沿領域創新成果有望不斷涌現。技術方面,量子通信可以構建超光速信息網絡。技術方面,量子通信可以構建超光速信息網絡??梢岳昧孔与[形傳態以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特點,不僅滿足軍事信息網絡對大容量、高速率傳輸處理及按需共享能力的需要,建立滿足軍事特殊需求的超光速軍事信息網絡,也滿足民用領域對于低時
48、延高帶寬的需求,應用前景光明,當前已有整個京滬干線由 32 座中繼站和 31 段光纖量子通信線路構成主干量子通信線路,另外還包含北京和上海的城域量子通信網絡等應用場景落地,從 0 到 1 向從 1 到 n 擴張進程有望加速。圖圖2222:511 511 公里無中繼公里無中繼 QKD QKD 網絡網絡 圖圖2323:綜合空間對地量子網絡的說明綜合空間對地量子網絡的說明 資料來源:CNCSTO,中國銀河證券研究院 資料來源:中國科學技術大學,中國銀河證券研究院(三)量子科技全球加速推進,技術不斷演進云平臺(三)量子科技全球加速推進,技術不斷演進云平臺快速發展快速發展 量子計算按照軟件及硬件劃分,在
49、海內外目前研究熱度均較高。量子計算按照軟件及硬件劃分,在海內外目前研究熱度均較高。國內軟硬件整體皆呈現互聯網廠商牽頭,專業研究機構以大學及相關部門為主,海外軟件方面更分散,硬件層面則更加集中。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。14 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 表表6 6:全球國家量子信息領域競爭較激烈(截至全球國家量子信息領域競爭較激烈(截至 2023.102023.10)時間時間 戰略規劃戰略規劃/法案法案 國家國家/地區地區 投資規模(美元)投資規模(美元)20142014 國家量子技術
50、規劃 英國 10 年投資約 12.15 億 20182018 光量子躍遷旗艦計劃 日本 投資約 1.2 億/年 國家量子信息科學戰略國家量子倡議(NOI)法案 法國 計劃 5 年投資 12.75 億,實際投資已達 37.38 億 量子技術從科研到市場 德國 投資約 7.1 億 20192019 量子技術發展國家計劃 荷蘭 7 年投資約 7.4 億 國家量子技術計劃 以色列 5 年投資約 3.3 億 國家量子行動計劃 俄羅斯 5 年投資約 5.3 億 20202020 國家量子技術投資計劃 法國 投資約 19.6 億 20212021 量子系統研究計劃 德國 5 年投資約 21.7 億 2022
51、2022 國家量子計算平臺 法國 投資約 1.85 億 芯片與科學法案 美國 4 個量子項目 1.53 億/年 20232023 國家量子戰略 加拿大 投資約 2.7 億 國家量子戰略(NOS)英國 10 年投資 31.8 億 國家量子戰略 澳大利亞 投資約 6.4 億 國家量子技術戰略 丹麥 5 年投資約 1 億 量子科技發展戰略 韓國 2035 年前投資 17.9 億 國家量子任務 印度 2030 年前投資 7.2 億 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 圖圖2424:全球量子計算市場空間及增長率全球量子計算市場空間及增長率 資料來源:novaoneadvisor,中國銀河證券研究院 軟
52、件方面,開放探索百家爭鳴,成熟度仍有較大上升空間。軟件方面,開放探索百家爭鳴,成熟度仍有較大上升空間??煞譃閼瞄_發軟件、編譯軟件以及芯片設計 EDA 軟件,量子計算軟件目前處于開放式探索階段,軟件功能各有側重,量子編程語言和框架、量子編譯器和優化器、量子誤差校正模塊等關鍵功能特性仍需要持續研發,構建完善的軟硬件技術棧和應用生態還有待業界進一步協同推動。應用開發軟件:應用開發軟件:2023 年,PASQAL 發布中性原子量子計算軟件 PulserStudio,使用戶能夠以圖形方式構建量子寄存器并設計脈沖序列。微軟發布 Azure 量子開發套件(ODK)預覽版。PASQAL 推出用于數字模擬量子
53、計算軟件 Qadence。量子計算編譯軟件未來需要持續提升軟硬件協同編譯、調度和優化能力。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0十億美元50十億美元100十億美元150十億美元200十億美元250十億美元20222023202420252026202720282029203020312032量子計算市場空間YoY 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。15 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 表表7 7:國內外代表性量子應用開發軟件國內外代表性量子應用開發軟件 開發軟件名稱
54、開發軟件名稱 應用領域應用領域 發布機構發布機構 量子應用開發軟件量子應用開發軟件 OpenFermoin 化學 Google TesorFlowQuantum 人工智能 PennyLane 機器學習 Xanadu InQuanto 化學 Quantinuum QristtalSDK 化學、經典量子混合應用、自動駕駛 QuantumBrilliance SuperConga 量子物理 ChalmersUniversityofTechnology ChemiQ 化學 本源量子 VQNet 人工智能 HiQFermion 化學 華為 PaddleQuantum 人工智能 百度 QuOmics、Qu
55、Chem、Qudocking、QuSynthesis 化學、生物制藥 圖靈量子 QuFraudDetection、QuPortfolio 金融 資料來源:中國信通院,中國銀河證券研究院 量子計算編譯軟件我國以互聯網廠商牽頭為主,海外軟件發布機構相對較分散。量子計算編譯軟件我國以互聯網廠商牽頭為主,海外軟件發布機構相對較分散。編譯軟件用于明確量子編程邊界并確保程序編譯正確執行,并提供完善且體系化的語法規則用于協調和約束量子操作與經典操作。2023 年,PASQAL 發布中性原子量子計算軟件 PulserStudio,使用戶能夠以圖形方式構建量子寄存器并設計脈沖序列。微軟發布 Azure 量子開發
56、套件(ODK)預覽版。PASQAL 推出用于數字模擬量子計算軟件 Qadence。量子計算編譯軟件未來需要持續提升軟硬件協同編譯、調度和優化能力。表表8 8:國內外代表性量子計算編譯軟件國內外代表性量子計算編譯軟件 軟件名稱軟件名稱 主要特征主要特征 軟件發布機構軟件發布機構 Qiskit 具有 Terra、Aqua、Ignis、Aer 等四個功能模塊,可用于編寫、模擬和運行量子程序 IBM Cirg 針對量子電路精確控制、優化數據結構 Google QDK Q#量子編程語言、編譯器、資源估計器等 微軟 Forest 全棧編程和執行環境,Quil、pyQuil 等組件 Rigetti qbso
57、lv 協助開發者為 D-Wave 機器開發程序 D-Wave StrawberryFields 支持 python 庫原型設計和量子電路優化 Xanadu PulserStudio 以圖形方式構建量子寄存器并設計脈沖序列 PASQAL Oadence 簡化在相互作用的量子比特系統上構建和執行數字模擬量子程序的過程 Super.tech 根據硬件的脈沖級原生門自動優化量子程序 SuperstaQ ProjectQ 基于 python 編譯并對量子電路編譯優化執行 ETHZurich Qulacs 基于 Python/C+編譯,可模擬噪聲量子門、參數化量子門等 KyotoUniversity Hi
58、QPulse 包含量子最優控制算法和脈沖庫,提供快速優化設計的調控解決方案 華為 QCompute 支持 Python/QASM 混合編譯和量子電路本地運行 百度 TensorCircuit 支持自動微分、即時編譯、向量并行化和 GPU 加速 騰訊 資料來源:中國信通院,中國銀河證券研究院 芯片設計芯片設計 EDAEDA 軟件:軟件:芯片設計 EDA 軟件主要用于實現量子芯片的自動化設計、參數標定與優化、封裝設計等功能,2023 年,亞馬遜推出開源軟件平臺 Palace3,可執行復雜電磁模型的 3D 模擬并支持量子計算硬件設計。量旋科技發布超導芯片 EDA 軟件天乙。未來,量子計算芯片 EDA
59、 軟件需要在芯片性能驗證、設計自主程度、設計效率等方面持續研究和完善。表表9 9:國內外代表性量子計算國內外代表性量子計算 EDAEDA 軟件軟件 名稱名稱 主要用途主要用途 發布機構發布機構 Qiskit MetalQiskit Metal 用于超導量子處理器,構建芯片設計圖,產生定制組件 IBM KOCircuitsKOCircuits 用于超導量子處理器,可用于生成芯片設計,并在制造器件之前檢查信號路由 IQM FeynmanPAQSFeynmanPAQS 光量子芯片設計輔助系統與光學模擬系統 圖靈量子 本源坤元本源坤元 支持超導和半導體量子芯片版圖自動化設計 本源量子 天乙天乙 用于超
60、導量子處理器,通過參數化生成量子器件,可自動布線算法 量旋科技 資料來源:信通院,中國銀河證券研究院 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。16 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 硬件方面,我國布局不同類型下的量子計算機方案。硬件方面,我國布局不同類型下的量子計算機方案??傮w來說各種方案優劣勢均較為明顯,我們認為雖然當前量子計算各技術路線的性能指標發展水平參差不齊,距離實現大規??扇蒎e通用量子計算的目標都還有很大差距,但最終路徑尚未明晰的情況下,對于多種量子計算機方案的研究有助于奠定行業領先態勢,隨著
61、路徑的不斷迭代,我國多頭布局,有望成為量子計算時代的領先國家。表表1010:20232023 年我國布局不同路徑的量子計算機方案年我國布局不同路徑的量子計算機方案 超導超導 離子阱離子阱 硅半導體硅半導體 光量子光量子 中性原子中性原子 代表性產品代表性產品 中科院:中科院:41 位“莊子”芯片模擬侯世達蝴蝶拓撲物態。中 國科大:國科大:“祖沖之二號”可操縱量子比特數達176。Rigetti:84位量子處理器 Ankaa-1。華翊量子:華翊量子:37 位離子阱量子計算原型機 HYQ-A37。QuantinuumQuantinuum:H2系統實現32位全連接量子比特;11-1 量子系統量子體積達
62、到 524288 Intel:Intel:12 位硅基自旋量子芯片Tunnel Falls。中科院:中科院:實現硅自旋翻轉速率超過 1.2 GHz 的自旋量子比特超快操控。中國科大:中國科大:255光子量子計算原型機“九章三號。玻色量子:玻色量子:100比特相干光量子計算機“天工”量子大腦。微尺度國家研究中心:微尺度國家研究中心:實現光晶格中基于自旋交換的量子糾纏。Atom computingAtom computing:1180 量子比特的中性原子量子計算原型機。發展趨勢發展趨勢 增加比特規模;探索可擴展性機制;提升保真度延長相干時間 更高性能離子阱;擴展單離子阱計算架構下的比特數量;研制穩
63、定激光系統 降低測控信號、量子位噪聲影響;提純材料以延長相干壽命 研制高性能的光源與光子探測器;改進光子集成芯片;研制光子間糾纏的方案 提升精確測控能力;降低原子所受碰撞影響;研究多維列陣連接方式 資料來源:Wind,中國銀河證券研究院(四)(四)量子信息行業呈現高成長性,量子通信市場規模有望持續攀升量子信息行業呈現高成長性,量子通信市場規模有望持續攀升 市場空間預計年復合增速超市場空間預計年復合增速超 30%30%,中美兩國當前具備領先態勢,拉動行業空間提升。,中美兩國當前具備領先態勢,拉動行業空間提升。市場空間方面,預期軟件將帶動整體市場空間增長,亞太地區由中國引領,日本跟隨,預計在未來將
64、成為全球最大的量子計算市場,美國或將居次席,同時,根據專利數量分析,中美當前領先態勢較大,由于美歐為量子技術發源,故短時期內我國量子計算專利數量相對美國仍有追趕差距,預計隨著政策引導以及需求提升,我國量子計算將體現出較高成長性態勢。圖圖2525:全球量子通信企業分布情況全球量子通信企業分布情況 圖圖2626:全球量子計算專利數量全球量子計算專利數量-中美位于第一梯隊且領先態勢較大中美位于第一梯隊且領先態勢較大 資料來源:novaoneadvisor,中國銀河證券研究院 資料來源:信通院,華經產業研究院,中國銀河證券研究院 當前,國內外均有量子通信技術落地,主要偏向特種領域較多。當前,國內外均有
65、量子通信技術落地,主要偏向特種領域較多。美國、歐洲、中國等國家已經建立了量子通信網絡,其中,中國的量子通信網絡基礎設施規模最大、傳輸總距離最長,并且實現了地空連接,網絡覆蓋面積最大。隨著量子通信網絡的建設,一些提供組件、核心設備、基礎設施建設、通信運維、解決方案等的公司,為量子通信網絡建設提供產品和服務,產生了可觀的收入,量子通信產業因此逐步商業化。我國當前量子通信市場規模超我國當前量子通信市場規模超 800800 億元,其中量子通信產品及建設運營占比較高。億元,其中量子通信產品及建設運營占比較高。目前,量子保密通信的應用主要集中在利用 QKD 鏈路加密的數據中心防護、量子隨機數發生器,并延伸
66、到政務、國防等特殊領域的安全應用;未來,隨著 QKD 組網技術成熟,終端設備趨于小型化、移動化,QKD 還將擴展到電信網、企業網、個人與家庭、云存儲等應用領域;長遠來看,隨著量子衛星、量子中繼、量子計算、量子傳感等技術取得突破,通過量子通信網絡將分布式的量子計算機和量子傳感器連接,還美國中國加拿大英國德國法國日本荷蘭瑞士西班牙美國中國日本歐洲澳大利亞 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。17 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 將產生量子云計算、量子傳感網等一系列全新的應用,行業前景廣闊。比例方面,我
67、國量子通信市場中量子通信產品及建設運營占比較高,量子通信研發及系統占比居次席,量子通信應用相對較低,占比約為 13.8%,量子通信應用市場空間具備較大提升空間。圖圖2727:我國量子通信市場規模及增速我國量子通信市場規模及增速 圖圖2828:我國量子通信市場規模結構我國量子通信市場規模結構-應用市場提升空間較大應用市場提升空間較大 資料來源:ICV,光子盒,中國銀河證券研究院 資料來源:資產信息網,中國銀河證券研究院 安全引領,預計全球量子通信市場規模持續攀升。安全引領,預計全球量子通信市場規模持續攀升。全球方面,量子通信預計 2021-2025 年提升速度較快,我們認為主因為全球量子通信與安
68、全領域需求提升,帶動相關行業融資以及市場空間增長,從融資額看,2021 年到達高點,代表需求端處于較快增長態勢,但由于 2022 年沒有量子通信與安全領域的公司上市,故而融資金額減少。我們認為隨著量子通信的逐步普及,其安全性受到的重視程度有望持續提升,從而拉動全球市場空間快速增長。圖圖2929:全球預計量子通信市場規模及增速全球預計量子通信市場規模及增速 圖圖3030:全球量子通信與安全領域融資總額全球量子通信與安全領域融資總額 資料來源:ICV,光子盒,中國銀河證券研究院 資料來源:中商情報網,中國銀河證券研究院 三、投資建議三、投資建議 國盾量子:國盾量子:公司盈利能力不斷增強,業務不斷拓
69、展。2023 全年公司實現營收 1.5 億元,同比增長 15.87%;實現歸母凈利潤虧損 1.25 億元,虧損同比擴大 3909 萬元,主要系部分客戶回款不及預期,致減值損失預計較上年增加 1700 萬元左右;因遞延所得稅費用影響,致所得稅費用預計較上年增加 1800 萬元左右。伴隨中國電信與公司之間的合作和協同加深,持續拓展下游業務應用,保持核心技術競爭優勢,未來公司業績有望邊際改善。0%5%10%15%20%25%30%35%0億元200億元400億元600億元800億元1,000億元201820192020202120222023市場規模YoY量子通信產品及建設運營量子通信研發及系統量子
70、通信應用0%200%400%600%0億美元100億美元200億美元300億美元400億美元500億美元20212025E2030E市場規模CAGR-200%0%200%400%600%0億元2,000億元4,000億元6,000億元20202021202220232024E融資總額YoY 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。18 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖3131:國盾量子營收及歸母凈利潤情況國盾量子營收及歸母凈利潤情況 圖圖3232:國盾量子毛利率及凈利率情況國盾量子毛利率及凈利率情
71、況 資料來源:Wind,中國銀河證券研究院 資料來源:Wind,中國銀河證券研究院 中天科技:中天科技:公司前三季度實現營收 327.51 億元,同增 12.18%,實現歸母凈利潤 26.60 億元,同增7.68%,實現毛利率 17.08%,同降 1.76pcts,實現凈利率 8.42%,同降 0.26pcts,公司是國內光電纜品種最齊全的專業企業、國家級重點高新技術企業,主營光纖通信和電力傳輸。公司在國內率先建成海底光纜完整生產線,擁有海底光纜制造的核心技術,同時公司密切關注量子通信技術商用化進程,堅持持續創新,滿足發展過程中的新應用需求,未來可期。圖圖3333:中天科技營收及歸母凈利潤情況
72、中天科技營收及歸母凈利潤情況 圖圖3434:中天科技毛利率及凈利率情況中天科技毛利率及凈利率情況 資料來源:Wind,中國銀河證券研究院 資料來源:Wind,中國銀河證券研究院 光迅科技:光迅科技:公司 2023 年前三季度實現營收 43.27 億元,同降 18.06%,實現歸母凈利潤 4.14 億元,同降 15.80%,公司是中國最大光通信器件供貨商,是目前中國唯一一家有能力對光電子器件進行系統性、戰略性研究開發的高科技企業,是中國光電子器件行業最具影響的實體之一。當前公司的量子芯片研發成功,已收到多家客戶訂單,預計隨著 400G 骨干網的建設,以及量子通信普及度的逐步提升,公司作為行業領先
73、企業,有望在 AI+量子時代實現營收及利潤雙增。-250.00%-200.00%-150.00%-100.00%-50.00%0.00%50.00%-2 億元-1 億元0 億元1 億元2 億元3 億元20192020202120222023營收歸母凈利潤營收YoY歸母凈利潤YoY-100.00%-50.00%0.00%50.00%100.00%20192020202120222023毛利率凈利率-500.00%0.00%500.00%1000.00%1500.00%2000.00%0 億元100 億元200 億元300 億元400 億元500 億元20192020202120223Q23營收歸
74、母凈利潤營收YoY歸母凈利潤YoY0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%20192020202120222023毛利率凈利率 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。19 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖3535:光迅科技營收及歸母凈利潤情況光迅科技營收及歸母凈利潤情況 圖圖3636:光迅科技毛利率及凈利率情況光迅科技毛利率及凈利率情況 資料來源:Wind,中國銀河證券研究院 資料來源:Wind,中國銀河證券研究院 -30.00%-20.00%-10.00%0.00%10.00%
75、20.00%30.00%40.00%0 億元20 億元40 億元60 億元80 億元20192020202120223Q23營收歸母凈利潤營收YoY歸母凈利潤YoY0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%20192020202120222023毛利率凈利率 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。20 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 四、風險提示四、風險提示 1.國內外政策和技術摩擦不確定性的風險;2.全球量子信息行業競爭加劇的風險;3技術開發不確定性的風險;4
76、.市場開拓不及預期的風險等。請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。21 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 圖圖表表目錄目錄 圖 1:量子信息科研論文數量.3 圖 2:量子信息專利數增加,產業化水平提升.3 圖 3:量子信息領域企業分布.3 圖 4:中美兩國量子信息企業占比較高.3 圖 5:量子計算技術成熟度預測曲線.4 圖 6:量子信息技術投資賽道占比情況.5 圖 7:我國量子技術新成果不斷涌現.6 圖 8:“九章”系列光量子計算原型機.6 圖 9:量子計算的 3 個發展階段.6 圖 10:“祖沖之”
77、系列超導量子計算原型機.6 圖 11:量子計算的主要技術方案.7 圖 12:量子計算主要技術路線關鍵指標現狀.7 圖 13:量子計算技術體系框架及生態.7 圖 14:我國在國際上首次實現百公里級自由空間時間頻率傳遞.8 圖 15:量子計算云平臺后端硬件分布.10 圖 16:TOP10 量子計算(硬件)公司投資占比.10 圖 17:百度量子平臺全景圖.11 圖 18:IBM Q 量子計算機所需量子芯片制程較低,對溫度要求較高.11 圖 19:量子應用市場空間及市場成熟度指標對比.11 圖 20:量子通信產業鏈圖譜.12 圖 21:量子安全直接通信網絡示意圖.13 圖 22:511 公里無中繼 Q
78、KD 網絡.13 圖 23:綜合空間對地量子網絡的說明.13 圖 24:全球量子計算市場空間及增長率.14 圖 25:全球量子通信企業分布情況.16 圖 26:全球量子計算專利數量-中美位于第一梯隊且領先態勢較大.16 圖 27:我國量子通信市場規模及增速.17 圖 28:我國量子通信市場規模結構-應用市場提升空間較大.17 圖 29:全球預計量子通信市場規模及增速.17 圖 30:全球量子通信與安全領域融資總額.17 圖 31:國盾量子營收及歸母凈利潤情況.18 圖 32:國盾量子毛利率及凈利率情況.18 圖 33:中天科技營收及歸母凈利潤情況.18 圖 34:中天科技毛利率及凈利率情況.1
79、8 圖 35:光迅科技營收及歸母凈利潤情況.19 圖 36:光迅科技毛利率及凈利率情況.19 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。22 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行業深度報告行業深度報告 表格目錄表格目錄 表 1:我國量子技術政策持續支持.5 表 2:量子計算產業鏈主要可分為量子算法、量子硬件以及量子應用三部分.8 表 3:主流量子算法簡要對比.8 表 4:幾種不同路徑的量子計算機對比.10 表 5:量子通信產業鏈簡析.12 表 6:全球國家量子信息領域競爭較激烈(截至 2023.10).14 表 7:國內外代表性量
80、子應用開發軟件.15 表 8:國內外代表性量子計算編譯軟件.15 表 9:國內外代表性量子計算 EDA 軟件.15 表 10:2023 年我國布局不同路徑的量子計算機方案.16 請務必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責聲明。23 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex行業深度報告行業深度報告 分析師承諾及簡介分析師承諾及簡介 本人承諾以勤勉的執業態度,獨立、客觀地出具本報告,本報告清晰準確地反映本人的研究觀點。本人薪酬的任何部分過去不曾與、現在不與、未來也將不會與本報告的具體推薦或觀點直接或間接相關。趙良畢,趙良畢,通信通信&中小盤首席分析
81、師。中小盤首席分析師。北京郵電大學通信碩士,復合學科背景,2022 年加入中國銀河證券。8 年中國移動通信產業研究經驗,6 年證券從業經驗。曾獲得 2018/2019 年(機構投資者 II-財新)通信行業最佳分析師前三名,2020 年獲得 Wind(萬得)金牌通信分析師前五名,獲得 2022 年 Choice(東方財富網)通信行業最佳分析師前三名。免責聲明免責聲明 Table_Avow 本報告由中國銀河證券股份有限公司(以下簡稱銀河證券)向其客戶提供。銀河證券無需因接收人收到本報告而視其為客戶。若您并非銀河證券客戶中的專業投資者,為保證服務質量、控制投資風險、應首先聯系銀河證券機構銷售部門或客
82、戶經理,完成投資者適當性匹配,并充分了解該項服務的性質、特點、使用的注意事項以及若不當使用可能帶來的風險或損失。本報告所載的全部內容只提供給客戶做參考之用,并不構成對客戶的投資咨詢建議,并非作為買賣、認購證券或其它金融工具的邀請或保證??蛻舨粦獑渭円揽勘緢蟾娑〈晕要毩⑴袛?。銀河證券認為本報告資料來源是可靠的,所載內容及觀點客觀公正,但不擔保其準確性或完整性。本報告所載內容反映的是銀河證券在最初發表本報告日期當日的判斷,銀河證券可發出其它與本報告所載內容不一致或有不同結論的報告,但銀河證券沒有義務和責任去及時更新本報告涉及的內容并通知客戶。銀河證券不對因客戶使用本報告而導致的損失負任何責任。
83、本報告可能附帶其它網站的地址或超級鏈接,對于可能涉及的銀河證券網站以外的地址或超級鏈接,銀河證券不對其內容負責。鏈接網站的內容不構成本報告的任何部分,客戶需自行承擔瀏覽這些網站的費用或風險。銀河證券在法律允許的情況下可參與、投資或持有本報告涉及的證券或進行證券交易,或向本報告涉及的公司提供或爭取提供包括投資銀行業務在內的服務或業務支持。銀河證券可能與本報告涉及的公司之間存在業務關系,并無需事先或在獲得業務關系后通知客戶。銀河證券已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格。除非另有說明,所有本報告的版權屬于銀河證券。未經銀河證券書面授權許可,任何機構或個人不得以任何形式轉發、轉載、翻版或傳播本報
84、告。特提醒公眾投資者慎重使用未經授權刊載或者轉發的本公司證券研究報告。本報告版權歸銀河證券所有并保留最終解釋權。評級標準評級標準 評級標準評級標準 評級評級 說明說明 評級標準為報告發布日后的 6 到 12 個月行業指數(或公司股價)相對市場表現,其中:A 股市場以滬深 300 指數為基準,新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準,北交所市場以北證 50 指數為基準,香港市場以摩根士丹利中國指數為基準。行業評級 推薦:相對基準指數漲幅 10%以上 中性:相對基準指數漲幅在-5%10%之間 回避:相對基準指數跌幅 5%以上 公司評級 推薦:相對基準指數漲幅
85、 20%以上 謹慎推薦:相對基準指數漲幅在 5%20%之間 中性:相對基準指數漲幅在-5%5%之間 回避:相對基準指數跌幅 5%以上 Table_Contacts 聯系聯系 機構請致電:機構請致電:深廣地區:程 曦 0755-83471683 chengxi_ 蘇一耘 0755-83479312 suyiyun_ 上海地區:陸韻如 021-60387901 luyunru_ 李洋洋 021-20252671 liyangyang_ 北京地區:田 薇 010-80927721 唐嫚羚 010-80927722 tangmanling_中國銀河證券股份有限公司 研究院 中國銀河證券股份有限公司 研究院 深圳市福田區金田路 3088 號中洲大廈 20 層 上海浦東新區富城路 99 號震旦大廈 31 層 北京市豐臺區西營街 8 號院 1 號樓青海金融大廈