東吳證券研究所內容目錄東吳證券研究所量子信息：量子力學與信息技術的交叉 4量子計算 5量子計算的定義與優勢 5量子計算的發展現狀與瓶頸 6量子計算的主要應用場景 8量子計算主要技術路線 9量子計算市場空間 10量子計算產業鏈 12量子計算全球進展 13量子通信 16量子通信的定義與分類 16量子通信的發展現狀 18量子通信產業鏈 19量子通信市場規模 20量子測量 21量子測量定義與分類 21量子測量發展現狀與瓶頸 22量子測量產業鏈 22量子測量市場規模 24量子計算產業鏈標的 24政策推動 26投資建議 26風險提示 262/27東吳證券研究所圖表目錄東吳證券研究所圖1：量子信息三大領域 4圖2：量子比特對比傳統比特 6圖3：量子計算發展生命周期示意圖 7圖4：量子計算硬件主要技術路線 10圖5：全球量子計算產業規模（2021~203（單位：十億美元） 圖6：全球量子計算上游產業規模（20232035（單位：十億美元） 12圖7：量子計算產業生態 13圖8：70量子比特的Sycamore實現了量子優勢 14圖9：量子超級計算機的測量 14圖10：IBM將量子開發路線圖延長至2033年 15圖“祖沖之二號”量子處理器圖 16圖12：量子隱形傳態原理 17圖13：量子通信產業鏈 20圖14：2023-2030年全球量子通信市場規模 21圖15：量子精密測量與經典測量對比 22圖16：當前量子精密測量主要技術路徑進展 22圖17：量子測量產業鏈 23圖18：2019-2030年全球量子精密測量市場規模 24圖19：量子計算產業鏈標的梳理（單位：億元） 25表1：量子信息領域概況 4表2：量子計算應用場景分析（2035年） 93/27東吳證券研究所東吳證券研究所量子信息：量子力學與信息技術的交叉量子的特性，帶來信息科學變革的可能。疊加態（u可以同01量子糾纏量子信息包括量子計算、量子通信和量子測量三大領域。20世紀80年代以來，量qanumnoaon圖1：量子信息三大領域數據來源：中科院物理所，表1：量子信息領域概況領域 概念釋義 應用場景 典型研發產品遵循量子力學規律在生物制藥、材料研發、分子化學、資源遵循量子力學規律在生物制藥、材料研發、分子化學、資源D-Wave-量子退火機、"懸鈴木"量來調控量子信息單勘探等領域，通過量子處理器來模擬量子計量計原九元進行計算的新型子系統運行狀態:在人工智能、量化金章九二號超量子計計算式 融碼析交優大規計領算原“沖之“沖之二量子計算4/27域，域，速器習大據處能等 號”量子通信

利用量子力學原理，通過移動量子態來實現信號、信息和量子態的轉移和傳輸

T實驗網絡、東京高速量子通信網"東吳證券研究所東吳證券研究所數據來源：世界科技研究與發展前瞻產業研究院，量子計算量子計算的定義與優勢量子計算利用的是量子疊加的特性。多個量子比特與同樣數目的經典比特比較，差N12NN=2500001102N2N次5/27東吳證券研究所圖2：量子比特對比傳統比特東吳證券研究所數據來源：中科院物理所，增加的。量子計算的發展現狀與瓶頸量子計算在理論和實驗層面都經歷了多個發展歷程，主要有以下幾個階段。初步概念階段（9819：980ulenof（RichardFeynman）和大衛（DavidDeutsch）19821985（19200：1994秀爾erShor1996（LovGoveGver（20201（子陷阱、超導電路、光子等）實現量子比特和量子邏輯門，證實了量子計算的實際可行性。（20現在：21Google、IBM、Intel、RigettiComputing等）6/27東吳證券研究所東吳證券研究所圖3：量子計算發展生命周期示意圖數據來源：ICVTA&K，現在進7/27東吳證券研究所超導技術東吳證券研究所量子計算機發展的制約因素主要有以下幾個方面：0.1（-273.05℃）技術限制：電子學納米應用限制：量子計算機100集成化實現量子計算機廣泛應用的前提。信息技術及應用將進入全面高速發展階段，也將成為人類征服自然的一個新的里程碑！量子計算的主要應用場景量子計算機能夠實現量子傅里葉變換、量子搜索和量子因式分解等復雜計算，將深刻影響密碼學、材料科學、人工智能等領域：密碼學：Shor'salgorithm8/27東吳證券研究所新的加密技術保護數據的安全性。基于量子密鑰分發（QKD）技術的加密技術已經被提出并得到了廣泛研究。東吳證券研究所人工智能：（NISQ）表2：量子計算應用場景分析（2035年）行業領域關鍵環節產業估值（億美元）金融金融服務3940~7000傳統能源100~200能源與材料可持續能源100~300化工1230~3240生命科學制藥740~1830汽車290~630先進工業航空航天與國防電子產品300~700100~200半導體100~200100~200100~200100~200電信傳媒電信傳媒出行、運輸與物流 物流 500~1000數據來源：麥肯錫《量子技術監測》、波士頓《量子計算為商業化做好準備》等，量子計算主要技術路線9/27東吳證券研究所量子計算硬件有多種技術路線并行發展主要可分為兩大類：1）東吳證券研究所人造粒子路線：可重用半導體集成電路制造工藝，在比特數量擴展方面具有一定優勢，但在提升邏輯門精度等指標方面受到基礎材料和加工工藝等限制。圖4：量子計算硬件主要技術路線數據來源：中國信通院，量子計算市場空間2035年總市場規模有望達到8117億美元。2023年，全球量子產業規模達到47億2028105.4在2028年至2035年，市場規模將繼續迅速擴大，受益于通用量子計算機的技術進步和2035這一接近萬億級別的市場規模標志著量子計算會在此進入全面成熟和商業化的關鍵階10/27東吳證券研究所圖5：全球量子計算產業規模（221~205（單位：十億美元）東吳證券研究所數據來源：ICVTA&K，202320352023202035年千億美元。量子比特測量與控制系統市場規模增長最為迅猛，從2023年的幾億美元到2030年31620351444量子芯片市場規模到2030年以及203511/27東吳證券研究所圖6：全球量子計算上游產業規模（203-035（單位：十億美元）東吳證券研究所數據來源：ICV&光盒子《2024全球量子計算產業發展展望》，量子計算產業鏈份額，我國部分關鍵設備和元器件對外依賴程度較高。美國原型機研制與軟全球已有數十家公司和研究機構推出了不同類型的量子計算云平臺積極爭奪產業生態應用研究，我國下游行業用戶對量子計算重視程度有限，開展應用探索動力仍需提升。12/27東吳證券研究所圖7：量子計算產業生態東吳證券研究所數據來源：信通院，量子計算全球進展谷歌采用超導路線，最新Sycamore量子處理器目前擁有70個量子比特。16.1870快47.2年。13/27東吳證券研究所圖8：70量子比特的Sycamore實現了量子優勢東吳證券研究所數據來源：谷歌官網，微軟預計10年內完成量子超級計算機的構建。已經將量子機器帶到了AzureQuantum的云端，包括IonQ,Pasqal,Quantinuum,QCI和Rigetti。彈性階段，100（QS圖9：量子超級計算機的測量數據來源：微軟官網，IBM2033202312IBM133IBMQuantumHeronIBM14/27東吳證券研究所指標和最低的錯誤率，同時展示了一種新方法，將機器內部的處理器連接在一起，然后將機器連接在一起，以形成模塊化系統，當與新的糾錯代碼相結合時，有望在2033年東吳證券研究所1000圖10：IBM將量子開發路線圖延長至2033年數據來源：IBM官網，實現Condor處理器，擁有1121個超導量子位。Condor突破了芯片設計的規模和產量極限，量子比特密度提高了50%，在量子比特制造和層壓板尺寸方面取得了進步，IO433量子OspreyIBM中科院團隊成功構建55“祖沖之二號”量子計算機可操縱的量子比特數達到176比特。祖沖之二號采用大99.84%、99.40%97.74%99.84%、99.38%96.20%。15/27東吳證券研究所圖11：“祖沖之二號”量子處理器圖東吳證券研究所數據來源：光子盒，量子通信量子通信的定義與分類（系統的狀態。利用量子糾纏態的量子通訊就是“量子隱形傳態”(quantumteleportation)量子隱形傳態的原理。量子隱形傳態方式的載體是單個粒子，如單個光子或單個電子，利用其內在的微觀的行為特征，如粒子的自施方向，利用量子糾纏效應讓量子通信子A和B16/27東吳證券研究所圖12：量子隱形傳態原理東吳證券研究所數據來源：面包板社區，量子保密通信網絡核心設備包括QKD產品、信道與密鑰組網交換產品等。目前能夠實現的量子保密通信網絡，包括局域網、城域網和骨干網。20228用最多的量子城域網——合肥量子城域網，包含8個核心網站點和159個接入網站點，光纖全長1147公里。14600抗量子密碼（PQ，也稱后量子密碼，PQCShorRSA1994家PeterShorShor17/27東吳證券研究所代密碼體系的崩潰也不再是理論上的風險。以RSA-2048算法為例，Shor算法破解效率大約是經典算法的10(43)倍。2021年，業內分別預估了Shor算法破解RSA2048、ECDSA的成本，大約需要2000萬量子比特，耗時幾小時內。東吳證券研究所量子通信的發展現狀(OKD)OKD系統OKDkmkbpskbps提升OKDOKD陸地部分：QKD基礎設施網絡建設。Qunnect合作，使用Qunnect10（16）10和CQIP1500099%中國：由國科量子建設和運營的長三角區域量子保密通信骨干網建設成果于202362860太空部分：衛星通信建設。PQCQuSecureQuSecureQuarkLogicStarlink18/27東吳證券研究所再通過下行鏈路傳回地球。所有這些通信均受到QuSecure的量子安全層（QuantumSecureLayer,QSL）的保護，通過PQC網絡安全保護傳輸中的所有數據。東吳證券研究所SkyandSpace（SAS）CyberProtonicsCyberProtonicsSASPQC中國：3-5QKD100POC技術產業發展具有鮮明的方案競爭和標準先行特性，美國是POC算法標準制定的引領者，歐美科技巨頭和密碼學界是重要貢獻者。隨著POCPOC2022年516,提出在2035(NSA和NISTPOC20231月，互聯網工程任務組(IETF)成立后量子應用協議工作組(POUIP)，開始從加密技術標準和10，分析POC月，NIST(NCCoE)POC28家POCIBMSandboxAO、POShieldPOCPOC技術產業化序幕。POC,量子通信產業鏈19/27東吳證券研究所東吳證券研究所圖13：量子通信產業鏈數據來源：光子盒，量子通信市場規模量子通信從目前已經發展的形態來看，主要是由量子物理加密產品與技術（例如QKDPQCQRNGQKDPQCQRNG196.820/27圖14：2023-2030年全球量子通信市場規模196.854.6196.854.626.710.82001501005002023

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2030E東吳證券研究所東吳證券研究所全球量子通信市場規模預測（億美元）數據來源：ICVTA&K，量子測量量子測量定義與分類(SERF)量子精密新興應用定義。21/27東吳證券研究所圖15：量子精密測量與經典測量對比東吳證券研究所數據來源：ICVTank，光子盒，量子測量發展現狀與瓶頸量子測量產業鏈形成，規?；逃萌杂刑魬?。圖16：當前量子精密測量主要技術路徑進展數據來源：ICVTank，光子盒，量子測量產業鏈量子測量產業鏈上游主要是系統研發所需的基礎材料、元器件和支撐系統提供商。22/27東吳證券研究所;;東吳證券研究所圖17：量子測量產業鏈數據來源：中國信通院，量子測量產業鏈中游包含各種技術方向的系統設備提供商。目前可以商用的量子測量設備產品包括量子時鐘、量子重力儀、量子磁力計及其衍生產品、光量子雷達等。冷原子鐘分子鐘10-1~10-13量子重力儀量子磁力計量子雷達,光量子雷達23/27東吳證券研究所東吳證券研究所大多數量子測量技術仍主要處于實驗室研發和原型機攻關階段，量子測量市場規模全球量子精密市場規模預計從2019年的11.2億美元增長到2030年的25.27億美元，市場規模呈現不斷上升趨勢，年復合增長率為7.97%。圖18：2019-2030年全球量子精密測量市場規模數據來源：ICVTA&K，量子計算產業鏈標的24/