方正證券發布研報稱,量子信息技術作為未來產業競爭力的核心,已成為全球各國紛紛布局的重點領域。中國在全球量子信息技術市場占據重要地位,在量子通信和量子計算等領域取得多項進展。短期內量子計算有望與傳統計算融合的同時上云,降低使用門檻,同時,AI技術也有望賦能。我國量子通信行業目前處于建設初期,城域網-骨干網-星地量子通信網絡初具規模,未來建設即將加速。此外,目前國內已在傳感器、測量儀上完成眾多突破,未來量子測量儀器有望逐漸向輕量化發展。
方正證券主要觀點如下:
量子信息技術是未來產業競爭力的核心,全球各國紛紛布局
量子信息是一門結合了量子力學原理和信息技術的前沿交叉領域,其核心在于利用量子疊加、量子糾纏等特性,實現傳統信息技術無法企及的功能。量子信息技術分為量子計算、量子通信、量子測量、抗量子密碼四大領域。作為能使計算、通信等領域實現革命性突破的產業,量子信息技術是培育未來產業、構建新質生產力、推動高質量發展的重要方向之一。目前全球各國紛紛布局,美國計劃在2026-2030財年提供超過25億美元的資金支持,歐盟計劃于2021-2027年將至少投入130億歐元用于發展量子技術、光子學等多個數字技術。中國在全球量子信息技術市場中占據重要地位,在量子通信和量子計算領域取得了多項進展。
量子計算-重塑現代算力效率,全球競爭核心領域
量子計算依托量子力學原理,借助量子比特所展現出的量子疊加和量子糾纏等現象重構計算模式,大幅提升計算效率。目前量子計算產業仍處于前期技術研發和應用探索階段,但全球眾多國家及企業紛紛入局,各個國家已經開始針對量子計算的“軍備競賽”,谷歌、微軟、AWS,以及國內團隊、本源量子紛紛發布高性能量子計算芯片,未來量子計算有望實現快速增長。當前,量子計算硬件中超導、離子阱、中性原子、光量子、硅半導體等多種技術路線并行發展,其中超導、離子阱為主流路線。短期內量子計算有望與傳統計算融合的同時上云,降低使用門檻,同時,AI技術也有望賦能量子計算,實現硬件設計、算法優化、應用創新等優勢。
量子通信-量子時代的安全保障,QKD、PQC并駕齊驅
量子通信利用量子不可克隆性、量子糾纏原理以及測不準原理,通過保密通信協議和工程技術,如量子密鑰分發、量子隨機數發生器和量子隱形傳態等,實現信息傳輸的安全性,主要包括QKD(量子密鑰分發技術)以及PQC(抗量子密碼)兩大技術。QKD可以確保密鑰分發過程的安全性,具有長距離傳輸、高速率密鑰生成、集成化、兼容現有通信技術等特點。PQC基于純數學,利用格密碼、編碼密碼、多變量密碼等多種新型數學結構和算法重構現有的密碼系統。未來,QKD將與PQC互相融合,完成量子保密通信的構建。我國量子通信行業目前處于建設初期,城域網-骨干網-星地量子通信網絡初具規模,未來建設即將加速。
量子測量-高精度測量手段,下游應用前景廣闊
量子測量通過間接方式測量物理量,可能會改變被測系統的量子狀態,使得測量后系統呈現出不同的狀態,顯著提升了測量的精度、靈敏度和穩定性,相較傳統技術具有數量級的優勢。目前量子測量在國防、醫療、能源、通信、科研等領域均有應用,主要需求增量來源于高端行業對精密測量的需求增長。量子測量研發難度大,技術壁壘高,目前國內已在傳感器、測量儀上完成眾多突破,未來量子測量儀器有望逐漸向輕量化發展。