计算机:量子科技板块国内外重点公司及政策梳理-量子时代磅礴开启,各国竞逐,企业争流

量子时代磅礴开启,各国竞逐,企业争流 ——量子科技板块国内外重点公司及政策梳理证券研究报告2025年6月11日行业:计算机增持(维持)分析师:章锋SAC编号:S0870525030002联系人:郭吟冬SAC编号:S0870123060051联系人:杨昕东SAC编号:S08701230900082主要观点量子计算领域正处于技术快速突破与产业化探索并行的关键阶段。量子计算硬件进展显著,超导、离子阱、光量子等技术路线均实现百位量子比特原型机,但量子纠错与稳定性仍是核心挑战。量子计算已在材料模拟、优化问题等应用场景验证潜力,但尚未形成规模化应用。各国政府与企业加速布局,生态竞争加剧。其中,中美两国为第一梯队,IBM、谷歌、中科院团队等加速布局,量子软硬件协同生态逐步成型。美国进展较早,技术路线多元化,超导(如IBM、谷歌)、离子阱(如IonQ)等并行发展,量子软件(如Rigetti、D-wave)积淀深厚,量子计算云平台发展迅速。中国聚焦超导和光量子路线,以中科院实验室为核心,从“跟跑”到“领跑”,产业链自主可控底座渐趋完善,催生出国盾量子、本源量子、国仪量子、量羲技术等一批优秀的量子领域企业。量子科技已成为大国博弈新战场。量子技术既带来了巨大的潜在利益,也伴随着新的安全风险,战略价值极高。我国政府工作报告6次重点提及量子科技,量子科技有望成为引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。量子计算作为量子科技的重要部分,在应对复杂问题时表现优越,或将在未来极大加速医药生物、材料学等领域的技术发展。各国针对量子计算领域积极出台多项重点支持政策。风险提示:量子计算研发进展不及预期,商业化应用不及预期,技术路线变化。◆ 投资建议:量子科技已成为大国博弈新战场,我国高度重视并予以政策扶持,逐渐催生一批优秀的量子领域企业,产业生态逐步完善。我们认为,量子科技有望极大地推动未来科技发展,具有重大战略意义,产业发展潜力巨大,建议关注:国盾量子、神州信息、科大国创、信安世纪、三未信安、禾信仪器、电科网安、格尔软件、吉大正元、天融信、科华数据等,以及未来上市可期的本源量子、国仪量子。SECTION一、量子叠加态与纠缠态,以及计算、通信、仪器三大应用二、量子科技领域国内外重点公司简介三、量子科技政策梳理——“加强战略谋划,布局量子科技”目录Content4◆ 量子(quantum)是现代物理学的重要概念,它是能表现出某物质或物理量特性的最小单元,用来描述光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的能量特性,其不连续性与经典物理学的连续性假设形成鲜明对比。量子力学作为描述微观世界的理论,不仅改变了人类对自然的理解,也推动了现代科技的发展。◆ 量子具有两个重要特性:1.量子叠加:在经典世界里,一个物体在某一时刻只能处于一个确定的状态,比如一个硬币,要么正面朝上,要么反面朝上。但在量子世界中,量子可以同时处于多个状态的叠加态。例如,一个量子比特(qubit),它不仅可以表示 0 或 1,还可以是 0 和 1 的任意叠加态。这种特性使得量子计算机在处理某些复杂问题时,能够同时尝试多种可能性,大大提高计算效率。2.量子纠缠:处于纠缠态的两个量子不论相距多远都存在一种关联,其中一个量子状态发生改变,另一个的状态会瞬时发生相应改变。利用量子纠缠,科学家们可以实现量子通信,实现保密安全通讯。1.1 量子的神奇特性——量子叠加与量子纠缠图1 量子叠加:量子比特可以同时是0和1的叠加态资料来源:中电信量子,上海证券研究所图2 量子纠缠示意图资料来源:墨子沙龙,上海证券研究所5◆ 量子计算机是一种基于量子力学原理构建的计算设备,是以量子比特为基本单元,利用干涉、叠加、纠缠等量子特性,通过量子门操作对量子态进行演化,最终通过测量获取计算结果的物理系统。◆ 与经典计算机不同,量子计算机利用量子并行性和量子态演化,在特定问题(如大数分解、量子化学模拟)上可实现对经典计算机的指数级加速,具有重大战略意义和科学价值,是实现未来算力飞跃的重要手段之一。◆ 量子计算的技术路线多样,主要技术路线包括超导量子计算、离子阱量子计算、中性原子量子计算、光量子计算、半导体量子计算、拓扑量子计算等,核心差异在于物理载体、操控能标、环境需求、扩展瓶颈等方面。1.2 量子计算:后摩尔时代计算能力提升的解决方案图3 量子计算发展生命周期示意图资料来源:光子盒研究院,上海证券研究所6◆ 基于量子密钥分发的量子保密通信是迄今唯一原理上无条件安全的通信方式。量子密钥分发是指利用量子态来加载信息,通过一定的协议产生密钥。量子力学基本原理保证了密钥的不可窃听,从而实现安全的量子保密通信。量子保密通信的安全性基于物理学基本原理,与计算复杂度无关,即使未来强大的量子计算机问世也不会对其安全性形成威胁。◆ 通过量子密钥分发所生成的安全密钥,除了原理上无条件安全的“一次一密”加密方式外,还可以与经典对称加密算法相结合,兼顾安全性与通信速率。◆ 中国科学技术大学与国内外多个科研团队合作,在国际上首次实现量子微纳卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发,在单次卫星通过期间实现了多达100万比特的安全密钥共享,并在中国和南非之间相隔12900多公里的距离上建立了量子密钥,完成对图像数据“一次一密”加密和传输,为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。1.3 量子通信:未来自主可控信息安全生态的重要保障图4 2024年全球各国家地区量子通信系统分布情况资料来源:光子盒研究院,上海证券研究所图5 星地量子密钥分发实验示意图资料来源:中国科学技术大学,上海证券研究所7◆ 精密测量是科学研究的基础,更高的测量精度一直是人类追求的目标。量子精密测量是利用量子力学规律,特别是基本量子体系的一致性,对一些关键物理量进行高精度与高灵敏度的测量。利用量子精密测量方法,人们在时间、频率、加速度、电磁场等物理量上可以获得前所未有的测量精度。正是由于量子调控与量子信息技术的发展,2018年第26届国际计量大会正式通过决议,从2019年开始实施新的国际单位定义,从实物计量标准转向量子计量标准,这标志着精密测量已经进入量子时代。1.4 量子精密仪器:测量精度突破经典技术极限图6 量子精密测量的技术与应用图谱资料来源:光子盒研究院,上海证券研究所SECTION一、量子叠加态与纠缠态,以及计算、通信、仪器三大应用二、量子科技国内外重点公司简介三、量子科技政策梳理——“加强战略谋划,布局量子科技”目录Content9◆ Rigetti是一家成立于2013年的全栈量子计算公司,由前IBM员工Chad Rigetti创立,总部位于加州伯克利。公司以开发超导量子集成电路为核心,拥有设计量子处理器(QPU)、控制系统的能力,同时提供量子计算云服务,并开发量子计算编程工具。通过收购量子软件公司QxBranch,在软件开发、算法等领域有了长足进步。公司目标是实现“量子优越性”。◆ 构建超导量子计算系统并通过云提供访问:Rigetti量子云服务平台为全球企业、政府和研究客户提供服务。Rigetti专有的量子经典基础设施为高性能实用量子计算提供了与公共和私有云的超低延迟集成。◆ 可扩展量子处理器技术的领导者:公司推出的Aspen-M是世界上第一

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郭吟冬,杨昕东,章锋
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