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计算机行业周报:量子信息:光子的分数量子反常霍尔态国际上首次实现

信息技术2024-05-12吴鸣远华创证券话***
计算机行业周报:量子信息:光子的分数量子反常霍尔态国际上首次实现

本周板块走势回顾:本周(5月6日-5月10日)计算机(中信)指数下降3.20%,创业板指数上升1.06%,上证指数上升1.60%。板块周涨幅前三为国能日新(13.39%)、国网信通(11.96%)、科远智慧(11.18%),板块跌幅前三为*ST银江(-58.45%)、ST证通(-22.73%)、ST智知(-22.65%)。 维持5月乐观判断,板块轮动,优先选择底部业绩及边际改善细分市场。本周,计算机板块跑输上证指数4.80pct,跑输创业板指数4.26pct。从近五日行情指数来看,计算机(中信)以3.20%跌幅在全行业中排名第一,前三分别为计算机、通信、传媒。从全年维度观察,板块调整幅度较大,排于综合(中信)-19.35%之后,年初至今调整-14.39%,尽管调整幅度较大,但考虑到细分板块业绩整体稳中向好,市场悲观情绪释放,以及流动性改善等因素,我们依旧维持“行业有望迎来5月修复窗口期”。策略为,优先选择底部业绩及边际改善细分市场。 DeepSeek-V2发布,成本大幅降低,AI应用有望加速商用落地,关注商业航天、卫星互联网、量子信息和人工智能等新兴前沿科技赛道。今年,量子信息、人工智能和低空经济等领域划入战略新兴产业,技术革命正带来产业化元年,继续重视以此三板块为代表的前沿科技领域。与此同时,老旧设备层面,随着大规模设备《行动方案》逐步落地,判断铁路等周期性改造板块或将迎来比较明确业绩释放期,重视以铁路信息化为代表的信息化改造细分领域。 总理安徽调研首站访问量子研究院,基础研究投入将持续加大。根据央视《新闻联播》报道,中共中央政治局常委、国务院总理李强5月10日在安徽调研。 总理首站到达中国科学院量子信息与量子科技创新研究院,听取了研究院建设发展情况汇报并详细了解重点领域科研进展情况。在中国科学技术大学先进技术研究院调研时,李强总理强调,要准确把握科技前沿动向和发展态势,进一步加强前瞻性布局并持续加大对基础研究的投入力度。 我国团队实现国际上首次光子的分数量子反常霍尔态,相关成果已发表在国际学术期刊《科学》上。今年5月6日,中国科学技术大学潘建伟院士团队利用“自底而上”的量子模拟方法,在国际上首次实现了光子的分数量子反常霍尔态,为高效开展更多、更新奇的量子物态研究提供了新路径,助力推进“第二次量子革命”。处于分数量子反常霍尔态的物质具有重要价值,潘建伟院士团队此次实现光子的分数量子反常霍尔态,无需极强外磁场等严苛的实验条件,且能实现对高集成度量子系统微观性质的全面测量和可控利用。当前,相关成果已在国际学术期刊《科学》发表。 投资建议与相关标的:量子信息产业逐步进入高速发展期,建议关注:国盾量子、神州信息、亨通光电、科华数据、科大国创、信安世纪、三未信安、天奥电子、电科网安、格尔软件、吉大正元、天融信、腾景科技、陕西华达、富士达、光韵达、华工科技、雄帝科技、光迅科技等。 风险提示:技术发展不及预期、政策推进协调不及预期、下游需求不及预期。 一、行业周观点 本周板块走势回顾:本周(5月6日-5月10日)计算机(中信)指数下降3.20%,创业板指数上升1.06%,上证指数上升1.60%。板块周涨幅前三为国能日新(13.39%)、国网信通(11.96%)、科远智慧(11.18%),板块跌幅前三为*ST银江(-58.45%)、ST证通(-22.73%)、ST智知(-22.65%)。 维持5月乐观判断,板块轮动,优先选择底部业绩及边际改善细分市场。本周,计算机板块跑输上证指数4.80pct,跑输创业板指数4.26pct。从近五日行情指数来看,计算机(中信)以3.20%跌幅在全行业中排名第一,前三分别为计算机、通信、传媒。从全年维度观察,板块调整幅度较大,排于综合(中信)-19.35%之后,年初至今调整-14.39%,尽管调整幅度较大,但考虑到细分板块业绩整体稳中向好,市场悲观情绪释放,以及流动性改善等因素,我们依旧维持“行业有望迎来5月修复窗口期”。策略为,优先选择底部业绩及边际改善细分市场。 DeepSeek-V2发布,成本大幅降低,AI应用有望加速商用落地,关注商业航天、卫星互联网、量子信息和人工智能等新兴前沿科技赛道。今年,量子信息、人工智能和低空经济等领域划入战略新兴产业,技术革命正带来产业化元年,继续重视以此三板块为代表的前沿科技领域。与此同时,老旧设备层面,随着大规模设备《行动方案》逐步落地,判断铁路等周期性改造板块或将迎来比较明确业绩释放期,重视以铁路信息化为代表的信息化改造细分领域。 总理安徽调研首站访问量子研究院,基础研究投入将持续加大。根据央视《新闻联播》报道,中共中央政治局常委、国务院总理李强5月10日在安徽调研。总理首站到达中国科学院量子信息与量子科技创新研究院,听取了研究院建设发展情况汇报并详细了解重点领域科研进展情况。在中国科学技术大学先进技术研究院调研时,李强总理强调,要准确把握科技前沿动向和发展态势,进一步加强前瞻性布局并持续加大对基础研究的投入力度。 我国团队实现国际上首次光子的分数量子反常霍尔态,相关成果已发表在国际学术期刊《科学》上。今年5月6日,中国科学技术大学潘建伟院士团队利用“自底而上”的量子模拟方法,在国际上首次实现了光子的分数量子反常霍尔态,为高效开展更多、更新奇的量子物态研究提供了新路径,助力推进“第二次量子革命”。处于分数量子反常霍尔态的物质具有重要价值,潘建伟院士团队此次实现光子的分数量子反常霍尔态,无需极强外磁场等严苛的实验条件,且能实现对高集成度量子系统微观性质的全面测量和可控利用。当前,相关成果已在国际学术期刊《科学》发表。 投资建议与相关标的:量子信息产业逐步进入高速发展期,建议关注:国盾量子、神州信息、亨通光电、科华数据、科大国创、信安世纪、三未信安、天奥电子、电科网安、格尔软件、吉大正元、天融信、腾景科技、陕西华达、富士达、光韵达、华工科技、雄帝科技、光迅科技等。 风险提示:技术发展不及预期、政策推进协调不及预期、下游需求不及预期。 图表1计算机重点公司盈利预测与估值表 二、李强总理调研中科院量子研究院,光子的分数量子反常霍尔态首次实现 李强总理安徽调研首站访问量子研究院,基础研究投入将持续加大。据央视《新闻联播》报道,中共中央政治局常委、国务院总理李强5月10日在安徽调研。李强总理首站到达中国科学院量子信息与量子科技创新研究院,听取了研究院建设发展情况汇报并详细了解重点领域科研进展情况。在中国科学技术大学先进技术研究院调研时,李强总理强调,要准确把握科技前沿动向和发展态势,进一步加强前瞻性布局并持续加大对基础研究的投入力度。 图表2中国科学院量子信息与量子科技创新研究院调研现场 中国团队实现国际上首次光子的分数量子反常霍尔态,相关成果已发表在国际学术期刊《科学》上。2024年5月6日,据新华社报道,中国科学技术大学潘建伟院士团队利用“自底而上”的量子模拟方法,在国际上首次实现了光子的分数量子反常霍尔态,为高效开展更多、更新奇的量子物态研究提供了新路径,助力推进“第二次量子革命”。处于分数量子反常霍尔态的物质具有重要价值,潘建伟院士团队此次实现光子的分数量子反常霍尔态,无需极强外磁场等严苛的实验条件,且能实现对高集成度量子系统微观性质的全面测量和可控利用。当前,相关成果已在国际学术期刊《科学》发表。 图表3新华社报道我国科学家实现光子的分数量子反常霍尔态 中国科学技术大学潘建伟院士团队利用“自底而上”的量子模拟方法,一定程度上打破主流制备方法中的量子应用制约。在过去,整数量子反常霍尔效应和分数量子反常霍尔效应一般都是采用“自顶而下”的方式,即是利用特定材料已有的结构和性质,实现制备量子霍尔态,而这对实验要求较为苛刻,并且难以对系统微观量子态进行单点位独立操控和测量,一定程度上限制了其在量子信息科学中的应用。“自底而上”方式具体而言,即团队在国际上自主研发了一种新型超导量子比特等离子体跃迁型,打破了目前主流的传输子型量子比特相干性与非简谐性之间的制约,用更高的非简谐性提供了光子间更强的排斥作用。在此基础之上构建超导高非简谐性光学谐振器阵列,实现光子间的非线性相互作用,并进一步在此系统中构建出作用于光子的等效磁场,以构造人工规范场,使光子绕晶格的流动可积累贝里相位,解决了实现光子分数量子反常霍尔效应的两个关键难题。 图表4在非线性光子系统中构建人工规范场实现光子的分数量子霍尔态 量子霍尔效应,是指由1980年德国科学家发现的凝聚态物理领域中最基本、重要的量子效应之一。具体表现为可以对电子的运动制定一个规则,让它们“各行其道、互不干扰”,与常态芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗有所区别。 量子反常霍尔效应,一般情况下量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,相当于外加10个计算机大的磁铁,体积庞大且价格昂贵。量子反常霍尔效应则是不需要任何外加磁场,在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。量子反常霍尔效应可在未来解决摩尔定律瓶颈问题,它发现或将带来下一次信息技术革命。 事实上,量子反常霍尔效应的相关研究已3次获得诺贝尔物理学奖:分别为德国科学家冯·克利青发现了整数量子霍尔效应于1985年获奖;美国科学家美籍华人物理学家崔琦以及施特默发现了分数量子霍尔效应,劳弗林则对这一效应进一步给出了理论解释,均于1998年获奖;英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在2005年发现了石墨烯中的半整数量子霍尔效应,于2010年获奖。此外,量子化自旋霍尔效应于2007年被发现,2010年获得欧洲物理奖,2012年获得美国物理学会巴克利奖。 图表5量子反常霍尔效应的示意图 分数量子的反常霍尔态效应,“分数电荷”是指在非常特殊的物质状态下,电子可由一个整体分裂成几个部分。如果分数电荷能够被聚集和控制,这种奇异的电子态可有助于建立弹性、容错的量子计算机。到目前为止,物理学家已经观察到数次分数量子霍尔效应,大多是在非常高的、精心维护的磁场下观察到的。2023年8月,华盛顿大学的科学家在一种名为二硫化钼的扭曲半导体中观察到了没有磁场的分数电荷并首次做出报告。当5层石墨烯像台阶一样堆放时,所产生的结构本身就为电子提供了合适的条件,使其作为总电荷的一部分通过,而不需要任何外部磁场。“无磁铁”开辟了通向拓扑量子计算新道路,同时也是更安全的量子计算形式。此时,分数电荷将充当量子比特,称为分数量子反常霍尔态。 图表6分数量子的反常霍尔效应 三、投资建议与相关标的 量子计算技术开始逐步进入高速发展期。量子计算算力指数级超越传统计算,或将对传统密码行业构成挑战。与此同时,量子计算优越的储存及并行运算能力或将可以在化学、金融、人工智能、交运航空、气象等众多行业领域完成具有社会经济价值的计算问题加速求解,实现应用突破。建议关注:国盾量子、神州信息、亨通光电、科华数据、科大国创、信安世纪、三未信安、天奥电子、电科网安、格尔软件、吉大正元、天融信、腾景科技、陕西华达、富士达、光韵达、华工科技、雄帝科技、光迅科技等。 图表7量子信息领域重点关注公司收入及利润情况 图表8量子科技产业链 四、风险提示 技术发展不及预期:量子技术的基础研究涉及到量子力学的深层次理解,当前仍存在许多待解决的问题。因此,量子计算科学领域当前仍存在多种技术路径,研究阶段的不确定性较高,任何理论假设或实验方案的失败都可能导致研发方向的调整。 若公司在研发路线选择上出现失误,可能导致产品开发周期延长,市场竞争力下降。 政策推进不及预期:量子计算的发展不仅需要科研机构和企业在技术研发上的突破,还需要政府、教育机构、资本方以及用户等多方的共同参与和支持。这要求建立一个跨部门、跨行业的协作机制,以实现资源共享、优势互补和协同推进。如果政策层面的推进力度不够,量子计算技术的发展和应用发展速度或将有所减缓。 下游需求不及预期:当前,量子技术的成熟度尚未达到广泛商业化水平,成本问题、市场认知不足、基础设施配套的需求、政策与法规的不