通信行业量子科技专题：量子应用逐步落地，关注政策支持

西南证券研究发展中心 通信研究团队 2024年5月 量子科技专题 量子应用逐步落地，关注政策支持 1 2 4 核心要点 量子科技是我国重点发展的未来产业，也是大国博弈的重要领域。量子科技政治地位重要：2024政府工作报告强调，要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、生命科学等新赛道，创建一批未来产业先导区；在《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中明确，中国将在包括量子信息在内的八大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。同时，量子技术国际流动及其受限，是大国博弈的重要领域：美国对在中国投资量子领域的资本进行严格限制，同时将22家中国量子领域企业纳入出口管制实体清单；欧盟对量子计算外包限制严格。量子科技的突破能够极大提升国家的各领域实力，因此，量子科技有望获得持续的政策倾斜和资金支持。 量子通信是信息保密的重要方向，已实现商用落地。量子科技包含三大主要研究方向，其中量子通信是商用化较快的领域。量子通信是利用量子的物理学特性进行信息保密传输的技术，能够实现最高安全等级“信息论安全” 。在量子计算机高速发展的背景下，现有加密体系将受到严重冲击，因此现有密码体系需要转换到量子密码或抗量子密码体系下，以实现信息在保密周期内的安全保密。目前，我国已建成超1万公里的、全国性的量子保密通信骨干网络，通过地面光纤和量子卫星实现了量子保密通信广域网络，后续分支网络、城域网络和行业应用有望加速落地，据测算，我国量子城域网建设市场空间约有500亿元，C端应用市场规模也将持续扩大。 量子计算将赋能AI等多个领域，或在27年实现技术突破。量子计算是采用量子比特为基本单位的计算机技术，利用量子的叠加和相干等特性，在数据的并行计算中具有优势，能够实现计算效率的指数级提升。目前全球量子计算机量子比特数量正由数百个向数千个迈进，而量子计算关键技术，如量子比特数量、量子纠错、量子算法等有望在2027年左右形成突破，届时全球市场规模有望快速增长至434亿美元，待商业化应用进一步落地后，市场规模将快速增长至千亿美金体量。 量子测量推动国际测量标准变革，量子传感器逐步商用。量子测量是利用外界变化对微观粒子的影响来测量物理量的技术，量子传感器产品在时间测量、磁场测量、重力测量、惯性测量、目标识别等领域具有广泛的应用前景。量子测量能够突破经典测量极限，实现传感器产品的精确化、小型化、高灵敏度化等升级，赋能多个领域。目前国际标准化组织已将7个基本物理量实现“量子化”，未来更多基本单位都将与量子挂钩。各领域量子传感器正逐步走出实验室实现商用化，据ICV，到2030年全球量子精密测量市场规模将达到25.3亿美元，22-30年CAGR为8%。 相关标的：国盾量子、光迅科技、震有科技等。 风险提示：量子通信网络建设不及预期；量子计算机研发不及预期；量子精密测量研发不及预期等风险。 目 录 1 量子科技概述：三大发展方向，政策支持力度大 2 量子通信：信息加密重要发展方向，逐步实现商业化落地 3 量子计算：算力潜力巨大，关键技术逐步突破 2 4 量子精密测量：单位标准化必需，技术快速演进 5 相关标的  量子是指一个物理量最小的不可分割的基本单位。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。例如，“光的量子”（光子）是一定频率的光的基本能量单位，其同时具有波动和粒子的性质，即光的“波粒二象性”。  描述量子微观世界的理论——量子力学。量子力学是描述原子和亚原子尺度的物理学理论，有别于经典理论，粒子尺度上其状态是由波函数描述的一系列可能的概率分布，而不是一个精确的值。量子力学包含了一系列经典物理学难以描述的原理，如不确定性原理、量子纠缠以及量子叠加等。量子力学的原理不仅在物理学中有着基础性的作用，也是量子技术如量子计算、量子测量和量子加密的基础。 数据来源：维基百科，百度百科，西南证券整理 1.1 量子力学：量子科技的理论基础 量子力学部分理论概述 基本原理 简要描述 波函数与测量问题 量子系统的状态由波函数（通常表示为Ψ）描述，它是空间中的概率幅度分布。波函数的绝对值的平方给出了粒子出现在某个位置的概率密度。 量子叠加原理 一个量子系统可以同时处于多个状态的叠加。只有当进行测量时，系统才会“坍缩”到一个特定的状态。 不确定性原理 由海森堡提出，表明某些物理量（如位置和动量，或能量和时间）不能同时被准确知晓。对一个量测量得越精确，与其对应的物理量就越不精确。 量子纠缠 当两个或多个粒子以共享状态存在时，它们的物理特性即使在相隔很远时也会相互关联。一个粒子的状态不能独立于其他粒子的状态被描述。 量子隧穿 量子粒子有一定概率穿过一个高于其能量的势垒，即使在经典物理学中这是不可能的。 量子退相干 量子系统与其周围环境相互作用时，会失去其量子特性（如叠加和纠缠），转而表现得更像经典系统。 泡利不相容原理 由泡利提出，指出两个相同的费米子（如电子、中子等）不能占据同一个量子态。 光的波粒二象性示意图 3  量子科技主要有三大应用方向，分别是量子通信、量子计算和量子精密测量。量子科技是利用量子独特的性质，来达到经典传统技术所不能达到的效果，并推动信息处理、测量以及计算等能力的进步。  量子通信：又称为量子加密通信，是利用量子态的特性来实现信息的安全传输的技术，关键应用包括量子密钥分发（QKD）以及量子隐形传态（QT），利用量子通信能够实现最严格的信息论安全。  量子计算：是一种利用量子力学原理进行信息处理的技术。它与传统的经典计算不同，主要在于量子计算使用量子比特（qubits）代替经典计算中的二进制比特（bits），这使得量子计算机拥有了经典计算机无法比拟的信息携带和并行处理能力。  量子精密测量：是一种利用量子力学规律，对关键物理量进行高精度与高灵敏度的测量技术。它旨在实现单量子水平的极限探测、精准操控和综合应用，可以用于对时间、频率、加速度、电磁场等物理量进行测量，并且能够达到前所未有的测量精度。 数据来源：西南证券整理 1.2 量子科技应用三大方向：通信、计算、测量 量子科技应用示意图 4 量子科技 量子通信 量子计算 量子测量 在军事、金融、医疗等领域已有较广泛应用，通过全国量子保密网络进行量子密钥分发，保障通信信息安全。 量子计算的实际应用还面临一些挑战，包括量子比特的稳定性、错误率等问题，但在机器学习、密码分析、药物设计等领域用途逐步显现。 在国防安全、社会生活、科学研究等方面都有着重要的应用，在导航、通信、引力波探测、暗物质探测等物理学基本原理检验中提供新方法。  量子产业是新质生产力的重要组成。新质生产力是创新起主导作用，摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径的先进生产力，具有高科技、高效能、高质量特征。量子科技是新质生产力的重要组成部分，在多个行业中具有广泛的应用前景，能够提升信息处理速度、增强通信安全性，并提高测量精度，是新质生产力的关键要素。  2024政府工作报告强调大力推进量子科技等未来产业发展。报告中提到，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、生命科学等新赛道，创建一批未来产业先导区