量子信息技术大发展，产业升级赋能新质生产力

量子信息技术大发展，产业升级赋能新质生产力 核心观点： 量子信息技术研发壁垒高周期长，资金投入赋能核心技术攻关持续推进。量子信息科技带来重要的科学意义和巨大的潜在应用价值，全球加快技术研发攻关，领域竞争较为激烈。从产业周期上来看，国际学术界一般认为实现通 用量子计算机仍需10年甚至更长时间。欧美等发达国家的政府、科研机构和产业资本正在不断完善战略部署，稳步增加研发投入。近年来，美国启动了为期10年的“国家量子行动法案”，欧盟正式实施“量子技术旗舰项目”，英国发布《国家量子战略》等，全球政府发挥主导和引领作用不断加强。从科研基础来看，我国论文及专利主要来自高校和科研院所，而欧美量子信息领域研究专利中，科技企业申请数量占据主导，产业界的创新引领作用较强，我国科技成果仍需进一步向产业转化。目前中美研发投入资金量级差距较小，我国量子计算重要研究中心的数量有望不断增加。伴随我国量子信息企业数量和投融资规模的不断增长，量子关键核心技术攻关和产业化水平有望持续推进。 我国量子通信产业链逐步完备自主可控，行业高成长规模有望持续攀升。量子计算方面，产业链主要分为量子算法、量子硬件以及量子应用三部分，由于量子算法复杂程度较高，且耗费时间相对较长，故主要以高校及国家牵头的技术研究组成，研究成果产业化进程相对较缓慢。量子硬件中，国内软硬件整体皆呈现互联网厂商牵头，专业研究机构以大学及相关部门为主，海外软件方面更分散，硬件层面则较为集中。量子通信方面，网络及其应用不断演进，目前具备设备全链生产能力。目前量子通信技术可构建超光速信息网络，利用量子隐形传态以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特点，不仅满足军事信息网络的特殊需求，也满足民用领域对于低时延高带宽的需求，应用前景光明。伴随未来我国天空一体化通信的建设，量子信息行业呈现高成长性，量子通信市场规模有望持续攀升。 投资建议：我们认为当前量子通信及量子计算产业化进程将随着我国新质生产力以及学术界的推动而持续提升，当前量子计算及量子通信产业化前景相对较好，且我国居世界领先位置，预计随着超导技术的不断突破，量子计算机技术路线的逐步确定，以及量子计算算法的持续演进，量子计算及量子通信依靠其高保密性，低时延及高可靠性等特点，应用场景逐步从特种场景向民用消费级领域拓展，从而拓宽市场空间。同时，因量子计算机当前所需芯片制程并非限制条件，故而量子领域我国有望保持领先态势，引领国际量子技术发展及演化，于量子时代中延续我国在电信领域的领先态势。 建议关注：中电信控股，量子通信重点标的国盾量子（688027），光传输重点标的中天科技（600522），量子芯片重点标的光迅科技（002281）等。 风险提示：国内外政策和技术摩擦不确定性的风险；全球量子信息行业竞争加剧的风险；技术开发不确定性的风险；市场开拓不及预期的风险等。 通信 推荐(维持) 分析师 赵良毕 ：010-80927619 ：zhaoliangbi_yj@chinastock.com.cn分析师登记编码：S0130522030003 相对沪深300表现图2024-04-26 通信沪深300 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% 资料来源：中国银河证券研究院 相关研究 【银河通信】行业周报_增值电信试点扬帆起，云网智联AI+潮共涌 行业深度报告●通信 2024年04月27日 www.chinastock.com.cn证券研究报告请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明 目录 一、量子技术全球布局加速，技术创新持续活跃机遇大3 （一）量子科研攻关加速发展，成为全球科技竞争关注热点3 （二）我国产业政策支持力度强，创新驱动发展能力持续提升4 （三）技术路线多元并行发展，创新成果有望不断显现6 （四）生态构建增强自主可控能力，技术应用有望持续拓展7 二、量子计算持续积极探索，量子通信产业链逐步完备8 （一）算法为量子计算核心动能，技术不断演进云平台快速发展8 （二）量子通信网络及其应用不断演进，目前具备设备全链生产能力11 （三）量子科技全球加速推进，技术不断演进云平台快速发展13 （四）量子信息行业呈现高成长性，量子通信市场规模有望持续攀升16 三、投资建议17 四、风险提示20 一、量子技术全球布局加速，技术创新持续活跃机遇大 （一）量子科研攻关加速发展，成为全球科技竞争关注热点 量子信息技术是未来产业发展的重要方向。量子信息科技主要包含量子通信、量子计算和量子精密检测三个主要研究方向。具体来看，量子通信包括量子密钥分发和量子隐形传态两种应用方式，其中量子密钥分发是指利用量子态来加载信息，通过一定的协议在遥远地点的通信双方共享密钥，是最先走向实用化和产业化的量子信息技术。量子计算具有强大的并行计算和模拟能力，能在某些计算复 杂问题上提供指数级加速，是未来计算能力跨越式发展的重要方向。量子精密检测利用量子资源和量 子调控带来的量子计量给精密测量带来新的发展契机，有望实现如时间、电场、磁场等物理量超越经典技术极限的精密测量。经过四十余年的发展，量子信息技术目前已经从仅有学术界关注的基础科学研究和前沿技术探索，逐步开启产业界共同参与的工程应用研究和未来产业培育。 图1：量子信息科研论文数量图2：量子信息专利数增加，产业化水平提升 量子计算量子通信 量子测量 后量子加密 4,000篇 2,500 量子计算量子通信 3,000篇 2,000篇 2,000 量子测量 后量子加密 1,500 1,000篇 0篇 1,000 500 0 2013A2014A2015A2016A2017A2018A2019A2020A2021A2022A2023A 资料来源：信通院，中国银河证券研究院资料来源：信通院，中国银河证券研究院 全球量子信息布局加速，产业增长趋势已基本明确。从全球布局来看，量子信息企业欧美聚集度较高，全球占比超过60%，美国和欧洲是量子信息产业生态的活跃地区。中国量子信息领域相关企业占比约30%，其中量子通信领域中国相关企业数量最多。美国代表性量子计算企业包括IBM、Google、Intel、微软、亚马逊等科技巨头成立的研发部门，IonQ、Rigetti、QCI、QuEra等多类型初创企业在硬 件、软件、算法等领域开展创新。我国华为、百度、腾讯等企业近年来相继成立量子实验室，在软硬件研发、算法研究、应用探索、量子计算云平台等方面积极布局，但相对美国科技企业而言投入推动力度仍较为有限。 图3：量子信息领域企业分布图4：中美两国量子信息企业占比较高 100 中国美国欧洲 美国中国加拿大英国德国法国日本其他 28.60% 4.40% 6.50% 7.40% 18.70% 7.80% 80 60 40 20 0 量子计算 量子通信 量子测量 后量子加密 资料来源：信通院，中国银河证券研究院资料来源：信通院，中国银河证券研究院 量子信息行业呈现研发周期长，研发资金投入推动特征。由于量子信息科技重要的科学意义和巨大的应用价值，欧美等发达国家的政府、科研机构和产业资本正在不断完善战略部署，稳步增加研发投入。2018年，美国启动了为期10年的“国家量子行动法案”，欧盟正式实施“量子技术旗舰项目”。 2023年3月，英国发布《国家量子战略》，将在2024到2034年间提供25亿英镑的政府投资，并吸引 至少10亿英镑的额外私人投资。由于技术上的难度，国际学术界一般认为实现通用量子计算机仍需10 年甚至更长时间。 图5：量子计算技术成熟度预测曲线 资料来源：Gartner，中国银河证券研究院 （二）我国产业政策支持力度强，创新驱动发展能力持续提升 量子信息属于我国战略新兴产业，受到产业政策持续支持。中央各部委近年来出台一系列相关量子信息产业政策，自2016年起两会政府工作报告均提及量子信息科技。2023年12月，中央经济工作会议上再次强调加快量子计算等前沿技术研发和应用推广。24年两会期间，国务院国资委指出，2025 年中央企业战略性新兴产业收入的占比要达35%，在量子信息等方面提前布局。我国量子信息企业主要分布在京津冀、长三角等地，合肥市已成为量子产业聚集地。 表1：我国量子技术政策持续支持 时间政策文件主要内容 2024年3月《政府工作报告》一些关键核心技术攻关取得新突破，超级计算机、卫星 导航、量子信息、人工智能等领域创新成果不断涌现。 2024年1月《关于推动未来产业创新发展的实施意见》聚焦元宇宙、脑机接口、量子信息等重点领域，制定标 准化路线。 2023年12月中央经济工作会议打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴 产业，开辟量子、生命科学等未来产业新赛道。 2023年2月《质量强国建设纲要》突破量子化计量及扁平化量值传递关键技术。 2023年1月《关于促进数据安全产业发展的指导意见》支持后量子密码算法、密态计算等技术在数据安全产 业的发展应用。 要加快新能源、人工智能、生物制造、绿色低碳、量子 2022年12月中央经济工作会议 计算等前沿技术研发和应用推广，支持专精特新企业发展。 2022年12月《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》增强国家广域量子保密通信骨干网络服务能力。 2022年8月《“十四五”国家科学技术普及发展规划》强化脑科学、量子计算等战略导向基础研究领域的科 普。 2022年1月《计量发展规划(2021-2035年)》加强量子计量、量值传递扁平化和计量数字化转型技 术研究。 2022年1月《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》推动以量子物理为基础的高准确度、高稳定性计量基 准、计量标准建设。 2021年12月《“十四五”国家信息化规划》加强量子通信等关键前沿领域的战略研究布局和技术 融通创新。 2021年3月“十四五”规划和2035年远景目标纲要加快布局量子计算、量子通信、神经芯片、DNA存储 等前沿技术， 资料来源：Wind，中国银河证券研究院 我国量子信息产业当前技术成熟度整体较低，量子信息行业投融资有望提升。从投资总额来看，根据前瞻产业研究数据，2023年全球量子信息投资规模达到386亿美元，其中中国投资总额达150亿美元，占比位居全球前列。重点投资细分领域为量子软件、量子硬件等技术领域，投资额占比分别为 22.53%、18.21%。目前我国给予量子通信高度的关注和推动，支持量子技术发展和开展量子保密通信网络的建设，量子通信市场规模增长迅速。 图6：量子信息技术投资赛道占比情况 量子软件量子硬件Enablingtechnologies量子计算量子通信其他 22.07% 22.53% 10.19% 18.21% 12.19% 14.81% 资料来源：中商产业研究，中国银河证券研究院 量子技术等前沿领域创新成果不断涌现。在城际量子通信网络方面，我国建成了国际上首条远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”。在卫星量子通信方面，我国研制并成功发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在国际上率先实现了星地量子通信。在光量子体系，我国构建了76光子的 光量子计算原型机“九章”，在超导量子体系，我国先后构建了62qubits超导量子计算原型机“祖冲之号”。总体来说，我国量子信息技术科研不断推进，成果不断显现。 图7：我国量子技术新成果不断涌现图8：“九章”系列光量子计算原型机 资料来源：证券时报，中国银河证券研究院资料来源：物理学报，中国银河证券研究院 （三）技术路线多元并行发展，创新成果有望不断显现 量子计算研究的核心任务是实现多量子比特的相干操纵。根据相干操纵量子比特的规模，国际学术界设定了如下三个“里程碑”。第一个是实现“量子计算优越性”，即量子计算机对特定问题的计算能力超越经典超级计算机，达到这一里程碑需要约50个量子比特的相干操纵。第二个是实现专用量子 模拟机，应用于组合优化、量子化学、机器学习等特定问题