计算机行业量子科技：见微知著、革故鼎新

本报告版权属于国投证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 1 2024 年 07 月 15 日 计算机 行业深度分析 量子科技：见微知著、革故鼎新 证券研究报告 投资评级 领先大市-A 维持评级 首选股票 目标价（元） 评级 行业表现 资料来源：Wind 资讯 升幅% 1M 3M 12M 相对收益 -2.7 -11.7 -26.5 绝对收益 -7.4 -15.1 -38.1 赵阳 分析师 SAC 执业证书编号：S1450522040001 zhaoyang1@essence.com.cn 夏瀛韬 分析师 SAC 执业证书编号：S1450521120006 xiayt@essence.com.cn 袁子翔 分析师 SAC 执业证书编号：S1450523050001 yuanzx@essence.com.cn 相关报告 科技自立自强，聚焦泛信创攻关和前沿领域探索 2024-07-01 华为 HDC 2024 开幕，纯血鸿蒙+盘古大模型联袂亮相 2024-06-23 Copilot PC 和 AI phone 双剑齐发，端侧 AI 渗透率拐点将至 2024-06-17 车路协同迎来密集催化，关注路侧、商用车、自动驾驶三条主线 2024-06-10 AIPC 进展加速，WoA 未来可期 2024-06-03 量子科技：未来科技的颠覆式创新，新质生产力的重要方向 两次量子革命带来颠覆式的科技创新。第一次量子革命发明与发展了原子能、激光、超导、晶体管、核磁共振成像等基于量子力学效应的信息技术，第二次量子革命基于操控微观粒子的叠加、纠缠等行为，进行信息获取、处理和传输，产生颠覆性的科技创新。当前量子科技产业主要包括量子计算、量子通信、量子测量、抗量子密码四大研究领域。 量子科技成为新质生产力重要方向，有望迎来政策支持。2024 年两会政府工作报告在“加快发展新质生产力”中，提出“制定未来产业发展计划，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”。3 月 29 日，国务院国资委遴选确定首批新质生产力的启航企业名单，重点布局了人工智能、量子信息和生物医药领域。5 月 10 日，李强总理来到中科院量子信息与科技创新研究院，再次体现政府的重视，量子科技产业有望成为新质生产力重要方向。 积极布局量子计算、量子通信、抗量子密码三条投资主线 量子计算：算力产业的颠覆式创新，未来科技的锋利之矛。量子计算机的量子比特利用量子叠加态原理实现处理信息量的指数级增长，以 Shor 算法为例，可以在 20 万个错误率在 0.1%的量子物理比特上在 8 个小时内破解 2048 位的RSA 密码，而用经典计算机则需要几百年的时间进行破解。从产业链来看，量子计算芯片、稀释制冷机和室温测控系统成为量子计算机主要组成部分。根据ICV 的报告，2023 年全球量子计算产业规模达到 47 亿美元，2023 至 2028 年的年平均增长率（CAGR）达到 44.8%，有望实现高速增长。建议关注：量子计算整体解决方案提供商【国盾量子】、量子测控系统提供商【普源精电】等。 量子通信：量子技术实现密钥分发，信息安全的坚固之盾。基于传统 RSA 算法的密钥分发和数字签名技术，在量子计算时代存在较大的安全风险。量子保密通信将经典密钥转换成量子形态的密钥，利用量子不可复制、纠缠等物理特性，实现密钥分发过程的绝对安全。从产业链来看，量子密钥分发设备（QKD）成为行业的核心设备，上游包括芯片+光源+单光子探测器+量子随机数发生器，下游主要在政府、金融、电力等关基行业率先落地。从建设进度来看，中国已经形成骨干网-城域网-空天一体的三步走发展战略，当前已经建成长度超过 1万公里的广域量子保密通信一期骨干网，未来城域网和空天一体网络建设有望加速。建议关注：QKD 设备商【国盾量子】、系统集成商【神州信息】等。 抗量子密码：密码原理的底层创新，应对量子攻击的新型方案。抗量子密码（PQC）是能够抵抗量子计算对现有密码算法攻击的新一代密码算法。从产业进展来看，美国 NIST 将于今年夏季发布第一版的抗量子密码算法标准，从而开启美国抗量子密码迁移的路线图，预计美国对于软件/固件签名和传统网络设备的迁移将在 2030 年前完成。建议关注：密码厂商【吉大正元、信安世纪、格尔软件、三未信安】等。 风险提示：政策推进不及预期；技术突破不及预期；商业化落地不及预期。 -44%-34%-24%-14%-4%6%16%26%36%2023-072023-112024-032024-07计算机沪深300行业深度分析/计算机 本报告版权属于国投证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 2 内容目录 1. 两次量子革命引领技术发展，新质生产力带来政策催化 ........................... 8 1.1. 技术：两次量子革命带来颠覆式技术创新 ................................... 8 1.2. 政策：全球积极布局，国内外政策齐发力 .................................. 11 1.3. 产业：四大研究领域共创新需求 .......................................... 26 2. 量子计算：算力产业的颠覆式创新，未来科技的锋利之矛 ........................ 38 2.1. 量子计算原理：量子比特实现量子优越性 .................................. 38 2.2. 量子计算机：从 NISQ 向 FTQC 迈进，技术路线较为多元 .................... 45 2.3. 量子计算机结构：量子芯片、稀释制冷机和测控系统是核心 .................. 54 2.4. 量子计算应用：产业百花齐放，量子云平台构筑量超融合算力网 .............. 60 2.5. 量子计算展望：科技巨头明确发展路线图 .................................. 70 3. 量子通信：量子技术实现密钥分发，信息安全的坚固之盾 ........................ 74 3.1. 量子通信原理：利用量子技术实现密钥分发 ................................ 74 3.2. 量子通信产业链：QKD 是核心设备，关基行业率先落地 ..................... 77 3.3. 全球量子通信产业：美国和欧盟积极布局 .................................. 84 3.4. 国内量子通信产业：三步走战略实现全覆盖 ................................ 88 3.5. 量子隐形传态：未来量子