解读新质生产力：量子计算：打破传统范式，通用计算应用可期

1中 泰 证 券 研 究 所专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信｜证券研究报告｜2 0 2 4 . 4 . 2 8解读新质生产力量子计算：打破传统范式，通用计算应用可期分析师：闻学臣执业证书编号：S0740519090007Email：wenxc@zts.com.cn联系人：王雪晴Email： wangxq03@zts.com.cn分析师：苏仪执业证书编号：S0740520060001Email：suyi@zts.com.cn联系人：刘一哲Email： liuyz03@zts.com.cn分析师：何柄谕执业证书编号： S0740519090003Email：heby@zts.com.cn2◼ 量子计算作为量子信息技术产业的核心环节，是催生新质生产力的重要战略方向。量子具有反直觉的叠加和纠缠等特性，在制备成量子比特后，能够大量存储信息并支持量子计算机进行高速的并行化计算。量子计算在部分问题中表现出“量子霸权”，解决问题的速度远超经典计算，是催生新质生产力的重要战略方向。◼ 当下量子计算的硬件技术路径尚未收敛，超导、离子阱、光量子等方式各有优缺点，但距实现大规模可容错通用量子计算都还有较大差距。未来随量子计算机的技术逐渐成熟和成本大幅降低，产业应用将全面加速。预计产业2034-2040年能够研制出可纠错通用量子计算机，并在2040年之后进入全面容错量子计算（FTQC）时代，各领域有望实现大规模计算力突破。◼ 量子产业与传统科学领域广泛交叉，产业链规模持续扩张。量子产业赛道规模在2035年有望达到八千亿美元，产业链玩家规模逐渐扩张，玩家持续增多。从下游应用看，量子计算与金融、医药、化学、人工智能、密码学等多领域均可交叉应用。产业链中海外可关注依托自身传统云计算业务，与产业公司或科研机构联合推出量子计算服务的云厂商；国内可关注在量子设备制造及抗量子密码开发和安全应用领域的产业玩家。◼ 投资建议：建议关注国盾量子、三未信安、信安世纪、神州信息等；◼ 风险提示：技术落地不及预期、市场不及预期、竞争加剧、政策风险、报告信息更新不及时等。核心观点及投资建议3CONTENTS目录CCONTENTS专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信中 泰 证 券 研 究 所1量子计算：打破传统范式，量子优越性有望带来计算突破4图表：部分主要国家量子信息战略规划及投资概况（2019-2023年10月）资料来源：信通院，中泰证券研究所◼ 量子信息技术是构建新质生产力推动高质量发展的重要方向。全球主要国家在此领域基本都进行了战略布局。◼ 我国在“十四五”规划中就提出“瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目”，其中就将量子信息列为与人工智能、集成电路等同等重要的技术。 2024政府工作报告也提出，“积极培育新兴产业和未来产业，制定未来产业发展规划，开辟量子技术新赛道”。1.1.1 量子信息技术催生新质生产力，各国纷纷进行战略布局时间战略规划/法案国家/地区投资规模（美元）2019量子技术发展国家计划荷兰7年投资约7.4亿国家量子技术计划以色列5年投资约3.3亿国家量子行动计划俄罗斯5年投资约5.3亿2020国家量子技术投资计划法国投资约19.6亿2021量子系统研究计划德国5年投资约21.7亿2022国家量子计算平台法国投资约1.85亿芯片与科学法案美国4个量子项目1.53亿/年2023国家量子战略加拿大投资约2.7亿国家量子战略（NQS）英国10年投资31.8亿国家量子战略澳大利亚投资约6.4亿国家量子技术战略丹麦5年投资约1亿量子科技发展战略韩国2035年前投资17.9亿国家量子任务印度2030年前投资7.2一年5图表：量子信息三大领域概况资料来源：量子信息领域的国家战略布局与研发态势分析，中泰证券研究所◼ 量子信息领域主要包括量子计算、量子通信和量子测量三个主要领域，其中量子计算是最先可能突破的赛道。◼ 量子计算是一种新型计算模式，具有量子优越性，目标是实现通用可编程的量子计算机，目前正处于技术验证和应用探索阶段；量子通信利用量子态传递信息，涉及量子密码调制、远程传态和密集编码等技术，典型应用包括量子密钥分发和隐形传态，可量子计算融合形成量子通信网络。◼ 量子测量利用磁、光与原子的相互作用进行超高精度和高灵敏度测量，突破经典测量极限。实现量子测量的量子传感器应用场景广泛，但商业化和产业化仍处初级阶段。1.1.2 量子信息技术包含计算、通信和测量三大领域概念释义功能特点应用场景典型研发产品量子计算遵循量子力学规律来调控量子信息单元进行计算的新型计算模式能够实现0和1同时存在的计算状态叠加，具有远超传统计算的强大并行计算和模拟能力在生物制药、材料研发、分子化学、资源勘探等领域，通过量子处理器来模拟量子系统运行状态；在人工智能、量化金融、密码解析、交通优化等大规模计算领域，加速机器学习和大数据处理能力等D-Wave 量子退火机、“悬铃木”量子计算机、光量子计算原型机“九章”与“九章二号”、超导量子计算原型机“祖冲之”与“祖冲之二号”量子通信利用量子力学原理，通过移动量子态来实现信号、信息和量子态的转移和传输利用量子叠加态或量子纠缠效应等进行信息的编码或密钥的安全传输主要是量子密钥分发和量子隐形传态技术的应用，提供军事国防、国家政务、金融交易，互联网云服务，电力系统等领域的信息安全保障服务美国量子通信网络、欧盟光纤 QT实验网络、东京高速量子通信网络、中国科学实验卫星“墨子号”、微纳量子卫星“济南一号”、保密通信骨干线路“京沪干线”量子测量基于量子体系纠缠、压缩、高阶关联等特性，实现对量子态的操控和测量量子测量的精度更高、探测距离更远、测量设备体积更小、测量手段和维度更丰富集中于量子时频同步、量子重力测量、量子磁场测量、量子定位导航、量子目标识别等五大领域，覆盖军事国防、航空航天、生物医疗、能源勘探、交通运输、灾害预警等行业时钟源、原子干涉磁力仪、量子干涉器件磁力计、原子干涉加速度计、原子干涉陀螺仪、原子干涉重力仪、原子干涉重力梯度仪、量子雷达6图表：量子力学诞生的经典实验资料来源：《图解量子计算机》，中泰证券研究所◼ 量子（quantum）是参与基本相互作用的任何物理实体（物理性质）的最小量。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。◼ 量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。它最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的，他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，以此解释了黑体辐射的实验现象。随后的研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。随后量子力学这门研究物质世界微观粒子运动规律的物理学理论诞生了。1.2.1 量子：物理量最小单位的概称7图表：量子比特示意资料来源：NVIDIA，中泰证券研究所图表：经典比特（BIT）与量子比特（QUBIT）的对比资料来源：Tomorrow Discoveries，量子计算金融应用白皮书，