计算机行业快评：量子计算破晓，引爆人类计算革命

证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 未经许可，禁止转载 证券研究报告 行业快评 计算机 量子计算破晓，引爆人类计算革命 行业评级 推荐 评级变动 首次评级 投资要点 1. 事件1： 12月9日，谷歌宣布，和NASA联合研发的D-Wave 2X量子计算机能基于量子技术进行数学计算，在测试中运行速度达到了传统芯片的1亿倍。这将大幅提升计算速度，从而加快人工智能等多个领域的研究进展。 2. 事件2： 12月11日，欧洲物理学会新闻网站《物理世界》公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破。中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等完成的“多自由度量子隐形传态”的研究成果名列榜首。这项工作打破了国际学术界从1997年以来只能传输基本粒子单一自由度的局限，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。 3.点评： 谷歌量子计算机获得突破，有望引领人类计算革命。谷歌和NASA公司联合成立的“量子人工智能实验室引进了“D-Wave2X”，在计算有大约1000个变数的组合优化问题时，该处理器内核的解题速度相比普通计算机最高快1亿倍，未来量子计算机有望引起一轮计算革命。 量子计算和量子通信是两个截然不同的分支，产业化进程也不同。量子通信加密被专家称为“绝对安全”的数据传输解决方案，已开始商业应用。我国在量子通信领域技术领先，应用成熟。中科院主导建设的京沪干线千公里级广域量子通信主干网络预计会在2016年建成。量子通信作为信息安全新利器，有望像高铁一样扬帆出海。 量子计算跨越计算瓶颈，存储以及运算能力得到指数级的提升。在经典计算机中，0和1表示的N位二进制序列某一时间只能保存一个值。量子计算机中，N位的量子比特某一时间能存储2的N次方个向量，存储能力有指数级的提升。量子计算机在一次运算中可以同时对2的N次方个输入数进行数学运算,对计算能力的提升也是指数级的。 量子计算目前仍处于试验阶段，商业化应用道路漫长。谷歌使用的D-Wave2X量子计算机目前只能应用于特定情景的计算，而且需要在接近绝对零度的工作环境中使用。从量子态的控制、量子编码再到量子存储，目前还存在很多技术难题，商业应用道路仍然漫长。 量子计算有望突破各大领域的运算技术瓶颈，应用前景广阔。量子计算机能够帮助运行更为复杂的模拟，比如气候变化模型或帮助开发新的药物等。对于人工智能、虚拟现实等因为计算能力而遭遇瓶颈的领域，量子信息将彻底加速产业进化，人类历史上最重要的科技革命有望来临。 证券分析师：寻赟 执业编号：S0360515090002 邮箱：xunyun@hcyjs.com 证券分析师：宝幼琛 执业编号：S0360515090001 邮箱：baoyouchen@hcyjs.com 联系人：侯子超 邮箱：houzichao@hcyjs.com 公司名称及代码 评级 三力士002224 推荐 神州信息000555 推荐 华工科技000988 推荐 浙江东方600120 推荐 -9%191%14/1215/0215/0415/0615/0815/102014-12-02～2015-12-13沪深300计算机相关研究报告 行业表现对比图(近12个月) 推荐公司及评级 证券分析师 行业研究 计算机 2015年12月13日 行业快评 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 2 公司推荐：量子计算目前仍属于主题炒作阶段，推荐三力士(量子工程产业化)、华工科技（量子点激光器）、神州信息（承接量子通信京沪干线建设）、浙江东方（和潘建伟团队成立合资公司）。 行业快评 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 3 目 录 一、事件点评 .............................................................................................................................................................. 5 二、量子计算机原理简述 ........................................................................................................................................... 6 行业快评 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 4 图表目录 图表 1 D-Wave 量子计算机 .................................................................................................................................... 6 图表 2 量子比特 ...................................................................................................................................................... 7 图表 3 普通计算机与量子计算机（1位比特位） .................................................................................................... 7 图表 4 普通计算机与量子计算机（2位比特位） .................................................................................................... 8 图表 5 量子的三种状态 ........................................................................................................................................... 9 行业快评 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 5 一、事件点评 事件1：12月9日，谷歌宣布，和NASA联合研发的D-Wave 2X量子计算机能基于量子技术进行数学计算，在测试中运行速度达到了传统芯片的1亿倍。这将大幅提升计算速度，从而加快人工智能等多个领域的研究进展。 事件2：12月11日，欧洲物理学会新闻网站《物理世界》公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破。中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等完成的“多自由度量子隐形传态”的研究成果名列榜首。这项工作打破了国际学术界从1997年以来只能传输基本粒子单一自由度的局限，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。 点评：谷歌量子计算机获得突破，有望引领人类计算革命。谷歌和NASA公司联合成立的“量子人工智能实验室引进了“D-Wave 2X”，配备有1000多个量子比特，基于“量子退火”理论，是计算求解“组合优化问题”的专用计算机。研究小组利用D-Wave 2X解决了有大约1000个变数的组合优化问题，发现与普通计算机解同一问题相比，该处理器内核的解题速度最高快1亿倍，未来量子计算机如果将引起人类历史上的计算革命。 量子计算和量子通信是两个截然不同的科学技术分支，产业化进程也截然不同。量子通信主要利用量子纠缠原理，已经进入商业应用阶段。量子通信的原理是利用量子态的不可复制性，在通信光缆的两段用量子加密，信息若被截获或者复制，量子态被破坏后就会产生乱码，所以量子通信加密被专家称为“绝对安全”的数据传输解决方案。在量子通信领域，中国科学家做出了突出的贡献。中国在量子通信在技术层面经过多年的积累，已经进入到了实际应用阶段，中科院主导建设的京沪干线千公里级广域量子通信主干网络预计会在2016年建成，潘建伟出任该项目首席科学家。而中国的量子科学实验卫星也有望在2016年发射，阿里云与国盾量子已经发布量子加密通信产品，有望为阿里云安全运行保驾护航，量子通信有望成为信息安全网络建设的一个新利器，有望作为我国尖端技术像高铁一样扬帆出海。 量子计算跨越计算瓶颈，存储以及运算能力得到指数级的提升。在经典计算机中，用0和1二进制序列保存数据，01由不同的电压实现，0代表低电压信号，1代表高电压信号，每个电压信号只能表示一个数字，二进制序列由一个高低电压交错的脉冲实现，比如001对应于一个“低-低-高”电压的信号，N位二进制序列由于没有向量，某一时间只能保存一个值（比如四位序列1001=2^3+2^0=9），可以保存的数值种类为2的N次方个（比如四位二进制最多能表达0~15中的一个数值）。量子计算机中，量子因为叠加态的存在，1个量子比特（qubit）能够同时存储0和1两个状态，所以N位的量子比特可以在某一时间存储2的N次方个向量，其能保存的数值种类是无限个，其存储信息的能力相比传统计算机将以指数级的速度上升。量子计算机在一次运算中可以同时对2的N次方个输入数进行数学运算,其效果相当于经典计算机要重复实施2的N次方次数的运算，可见量子计算对计算能力的提升也是指数级的。 量子计算目前仍处于试验阶段，商业化应用道路漫长。量子计算机的前沿研究主要有两个方向：分别为量子计算机的研发和适用于量子计算机的算法的研究。谷歌“快1亿倍”的量子退火算法充分利用了量子计算的特性，在面对1000个变量寻找最优化结果时，速度往普通计算机快了1亿倍。然而谷歌使用的D-Wave 2X量子计算机以及退火算法目前只能用于一些特定应用之中，离真正意义上的通用型量子计算机还比较遥远，D-Wave的量子计算机需要在接近绝对零度的工作环境中使用，而且量子计算机在现实之中相干性极难保持。从量子态的控制、量子编码再到量子存储，目前还存在很多技术难题，商业应用道路仍然漫长。 量子计算有望突破各大领域的运算技术瓶颈，应用前景广阔。量子计算机能够帮助运行更为复杂的模拟，比如气候变化模型或帮助开发新的药物等。对于人工智能、虚拟现实等因为计算能力而遭遇瓶颈的领域，量子信息将彻底加速产业进化，人类历史上最重要的科技革命有望来临。 推荐三力士(量子工程产业化)、华工科技（量子点激光器）、神州信息（承接量子通信京沪干线建设）、浙江东方（和潘健伟团队成立合资公司）。 行业快评 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 6 【三力士】11月25日，三力士与王增斌及其研究团队签署了《战略合作协议书》，双方将在推动量子工程军用、民用技术成果双向转移，军工、民营经济融合发展等事项展开合作。王增斌于2011年创建了航天科技集团量子工程研究中心，并任中心负责人如今致力于量子工程技术的产业化研究，是我国量子技术研究的领军人物之一。公司与王志斌团队合作有望加速量子技术的产业化。 【华工科技】公司引进国际知名纳米科学专家王肇中博士后作为华工首席科学家，负责量子点激光器的研发和推广。公司量子点激光器已经可以量产，未来将大规模应用于军工领域和高保密性的量子通信领域。 【神州信息】公司负责世界第一条量子通信保密干线——千公里光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”的总体项目实施，该项目已于2014年启动，预计2016年将建设完成。公司作为项目建设方有望参与项目后续的运营维护。 【浙江东方】公司参股49%的国贸东方出资4000万与中科大量子通信技术潘建伟团队合资成