【交银国际】科技行业：量子技术：新质生产力的下一个突破口

行业剖析2024年7月4日科技行业量子技术：新质生产力的下一个突破口？Θ量子技术作为新质生产力的重要代表之一，或在计算、通信和测量领域为下游降本增效，提高生产效率。量子技术利用量子叠加态和量子纠缠等不同量子技术实现高效计算、安全通信和精确测量。具体地说，量子计算利用控制亚原子粒子的物理原理来取代当今计算机中晶体管，增加了计算机单次运算和储存的信息量，提高计算效率。我们认为，目前量子计算机市场仍处于早期探索阶段，不少产品还在实验室阶段，且研发成本巨大。量子通信是利用量子信息单位不可克隆的性质做到信息的保密传输。我们认为量子通信进入民用大规模商业化应用或尚需时日，这个过程需要科研、资本、政府、企业的共同配合和努力。量子测量是一种对物理世界进行间接测量的过程，进而对外界物理量变化导致的微观系统量子态变化进行调控和观测。相对于量子计算和通信，量子测量技术相对成熟。王大卫,PhD,CFADawei.wang@bocomgroup童钰枫Carrie.Tong@Θ量子技术代表先进生产力的发展方向，是各国长期投资发展的前沿领域。十四五以来，量子技术至少在我国国家级的规划和文件里出现过12次。在2023年12月中央经济工作会议和2024年3月的政府工作报告中，量子技术都被确定为推进新质生产力的重要赛道。根据信通院的统计，2014-23年间，各国政府承诺投资量子技术的规模达221亿美元。资本市场对量子技术热情高涨，根据ICVTA&K数据，全球量子技术总融资规模在2020-23年分别21.2/29.1/33.9/19.0亿美元，主要集中在量子计算领域。2023年，我国在量子计算领域融资规模占全球的8.1%。但我们认为，我国量子产业未来的规模或远大于当前的融资投入。我们预测2030年我国在量子产业中的总体市场份额或可达到15%，即359亿美元（约合2,600亿元人民币），且有望在之后进一步加速增大。Θ量子技术应用广泛，市场潜力亟待开发：根据ICVTA&K的预测，2023年，全球量子产业总体市场规模或可达到72.4亿美元，其中计算/通信/测量分别为47/10.8/14.6亿美元。到2030年，全球量子产业市场规模或可达到 2,391亿美元，对应2023-30年6别为2,155/197/38.7亿美元。我们认为量子计算市场潜力最为巨大。业界一般认为，2027年末到2028年初或是量子计算的一个里程碑，而之前或主要集中在一些特殊计算领域。全球量子计算规模在2028年或可达430亿美元，更加接近现在电子计算机的一般用途计算或在2028年后成为行业增长主要驱动力，到2035年全球量子计算规模或可达8,117亿美元。Θ量子技术产业链梳理和投资启示：我们总结了量子计算、通信和测量的产业链。量子计算上游包括激光器、稀释制冷机等零组件，中游包括原型机和系统软件，而下游则包括云平台和在金融、人工智能等垂直领域的应用等。我们建议投资者关注国盾量子（688027CH）、本源量子等中国领先外大型企业量子计算的进展。此报告最后部分的分析师披露、商业关系披露和免责声明为报告的一部分，必须阅读。EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日目录何为量子技术 4量子技术：高效，安全，精确 5量子计算：潜力巨大的新型计算平台 5量子通信：加密通信的先进解决方案 6量子测量：期待应用落地 8 10量子技术代表先进生产力，是各国科技发展的重点 11资本热情高涨，主要集中在量子计算领域 12量子技术潜在应用广泛，亟待市场潜力开发 16量子计算：市场潜力最大 16量子通信：受益于网络信息安全需求增长 17量子测量：相对成熟，寻找新的上升空间 18量子技术产业链梳理和投资启示 203毛利率(non-GAAP)毛利率(non-GAAP)(non-GAAP,RightaxEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日何为量子技术2023年9月，习近平总书记在黑龙江考察调研时指出，整合科技创新资领发展战略性新兴产业和积极培育未来产业，加快形成新质生产力。量子技术作为新质生产力的重要代表之一，在海内外日益受到科研、政府、产业重视。量子技术或在计算、通信和测量领域为下游降本增效，提高生产力。叠加态原理（superpositionprinciple与电子系统粒子确定的状态（一般是0或者1）不同，叠加态量子位可以同时处于0和1的状态。在量子力学里，叠加态原理表明，对于一个量子系统来说，几种不同量子态中的线性组合也依然为其量子态。这线性组合称为“叠加态”。假设组成叠加态的几种量子态相互正交，则这量子系统处于其中任意量子态的概率是对应权值的绝对值平方。这就使得叠加态量子的数值可以是0到1中的数值。而一个叠加态的量子也被认为可以携带超过一个电子比特的信息量。量子纠缠（quantumentanglement）：当几个基础粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已融合成为整体性质，外界或只能描述整体系统的性质，而形成整体各个粒子的性质不能被单独描述，物理学界把这类现象为量子纠缠（quantumentanglement）。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象，在经典力学里，找不到类似的现象。而量子纠缠则是当两个或多个量子位纠缠在一起时，无论它们之间的距离有多远，一个量子位的状态改变会即刻影响到另一个，信息则可顺利地在安全地条件下进行交互。图表1:量子叠加态可以是0和1之间的中间状态图表2:量子纠缠通过量子间的关系实现信息交互资料来源:ResearchGate，交银国际400 80PE(NTM)Mean--+1S.D.---1S.D.EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日量子技术：高效，安全，精确量子信息技术主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域，量子技术相对于传统的基于电子的技术，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面，具备超越经典信息技术的潜力。更具体地说，量子计算机利用叠加态达到高效的计算，量子通信领用量子纠缠达到安全的通信，而量子测量则通过外界环境改变微观粒子的量子态，对变化后的量子态进行测量，从而获得更精确的测量结果。量子计算：潜力巨大的新型计算平台量子计算，简单地说就是一种进行并行计算的复杂方法，利用控制亚原子粒子的物理原理来取代当今计算机中晶体管。传统计算机用晶体管高或者低电流表示开关（即0或者1）。量子计算机使用量子位进行计算，量子位可以是开、关或之间的任何值的计算单元，而不是传统计算机中开或关、一或零的计算单元。量子位处于中间状态（称为叠加）的能力为计算方程增添了强大的能力，使量子计算机在某些数学方面表现出色。换句话说，中间状态的存在增加了计算机单次运算和储存的信息量。例如，传统的计算机使用十个比特来表示0到1023之间的任何数字。由于叠加等功能，量子计算机可以同时使用十个量子位来表示0到1023之间的每个数字。对数字进行计算的时候，量子计算机则可一次性对这十个量子位的数字进行一次性的计算。这就像计算中的并行性一样：所有可能性都是立即计算而不是顺序计算，从而提供了巨大的加速。这种应用亚原子粒子的物理原理进行计算的缺点，除了对更加复杂的状态转化和运算算法提出更高要求外，还主要体现在外界对于中间状态的判断或出现误差，从而导致信息在传输过程中的错误。这也是各国在量子计算竞争中的核心竞争力。图表3:英伟达量子计算机架构图资料来源:英伟达，交银国际*注:HPC=HighPerformanceComputing（高性能计算QC=QuantumComputer（量子），5EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日需要指出的是，现行的量子计算机在设计上依然需要与现有的电子计算做一定配合，如上图所示，量子计算机的数据输入与输出均需要电子计算机。电子计算机将比特数字信号输入量子计算机进行加速计算，再将运算结果返回到传统电子计算机。我们认为，目前该市场仍处于早期探索阶段，不少产品还处在实验室阶段，且在我国以安徽省与中国科技大学的实验室为主。我国量子创业公司技术主要源起高校实验室，代表企业包括：国盾量子（688027CH）、本源量子、国仪量子等。2024年1月，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”在量子计算芯片安徽省重点实验室上线，该量子计算机搭载72位自主超导量子芯片“悟空Google、英伟达等大厂为首，同时也诞生出IonQ、Rigetti、D-Wave等通过SPAC收购方式上市的初创公司。量子计算机研发成本巨大。小型量子计算机的平均研发成本可达1,000-1,500万美元。以超导硅/量子计算机为例，超导硅/量子计算机核心是量子芯片、mK级稀释制冷机、微波控制电路系统（一体化量子计算控制系统、射频微波线缆、低温电子器件、射频微波仪器）。超导稀释制冷机的成本高达50万美元，软件和算法开发平均成本为20-50万美元。维护和运营小型量子计算机的年度运营成本约为100-200万美元。且尚需进一步探索应用落地。量子通信：加密通信的先进解决方案量子力学有三大原理，即不确定性、测量坍缩、不可克隆。如果说量子计算机是利用不确定性提高计算效率，那么量子通信则是利用不可克隆的性质做到信息的保密传输。换句话说，量子通信利用量子叠加态和纠缠效应，在经典通信辅助下实现密钥分发和信息传输，理论层面具有可证明的安全性。根据具体的技术，量子通信又可分为量子密钥分发（QuantumKeyDistribution,QKD）、量子随机数发生器（QuantumRandomNumberGenerator,QRNG）、后量子密码学（Post-QuantumCryptography,PQC）和量子遥传（QuantumTeleportation，QT）等量子保密通信技术。而通信系统则是在这些技术的基础上，利用新型或者传统的通信协议，搭建端到端的通信发送与接收系统。近年来，实验系统的研究持续活跃，样机产品研制和示范应用探索逐步开展，但应用与产业发展面临诸多挑战。而近期Google最新研发了PQC算法，IBM推出量子安全路线图以及启动欧盟的EuroQCI项目都凸显了该领域的蓬勃发展。不过，这些系统依然存在系统复杂度高、造价高昂、应用市场不广阔、对用户的专业能力要求高等壁垒。量子通信进入民用大规模商业化应用或尚需时日，这个过程需要科研，资本，政府，企业的共同配合和努力。量子密钥分发（QKD）是利用量子力学特性实现密码协议的安全通信方法。根据ICVTA&K的定义，量子密钥分发技术使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥，来加密和解密消息。如下图所示，如果有第三方试图窃听密码，则通信的双方便会察觉。这种性质基于量子力学的基本原理：任何对量子系统的测量都会对系统产生干扰。第三方试图窃听密码，必须用某种方式测量它，而这些测量就会带来可察觉的异常。通过量子叠加态或量子纠缠态来传输信息，通信系统便可以检测是否存在窃听。当窃听低于一定标准，一个有安全6EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日保障的密钥就可以产生了。通信的任意一方一旦察觉到有窃听现象，双方可以重新沟通密钥，或者停止通信过程。需要指出的是，量子密钥分发只用于产生和分发密钥，并没有传输任何实质的消息。国际上较为流行的QKD协议有BB84协议、B92协议和E91协议等。图表4:量子陀螺仪传感器设备资料来源:NEC，交银国际图表5:量子随机数发生器芯片资料来源:循态量子，交银国际量子随机数发生器（QRNG）利用量子随机数生成技术，量子随机数生成技术是指基于量子力学原理来生成随机数的技术。根据ICVTA&K的定义，由于量子物理的内禀随机性质，对量子随机过程进行采集可以生成真随机数，其随机性是由量子力学随机性原理保证的。量子随机数生成技术基于量子力学的不确定性，既保证了生成的数值是真正的随机数，又满足了生成速度快，无需外部输入的条件。随机数作为通信过程中必不可少的密钥被信息收发双方所共享，且由于产生机制不需要外界输入，监听者获得密钥的几率极低，故使得通信加密性增强。需要指出的是，量子随机数发生芯片是这类量子通信技术的关键，而我国已经有循态量子、国盾量子等公司拥有制造此类芯片的能力。后量子密码学（PQC）则是一个密码学加密办法，是密码学的一个研究领域。其目标是研究能够抵抗量子计算机来解密的加密算法。具体的说，根据ICV TA&K的定义，后量子密码学研究通信过程中的公用密钥加密算法，比较普遍的算法技术包括了格密码学、容错学习问题（LWE）、多变量密码学、散列密码学、编码密码学（Code-basedCryptography）与超奇异椭圆曲线同源密码学。基于这些计算难题，有望构建出不受量子计算机威胁的公钥加密系统，替代现有的方案。不同于量子密码学，后量子密码学使用现有的电子计算机，不依靠量子力学，它依靠的是密码学家认为无法被量子计算机有效解决的计算难题。我们认为，后量子密码学的应用假设在通信过程中的监听方使用量子计算机进行密码破译，这本身就是一个不常见的应用情景。我们因此对后量子密码学的应用前景持谨慎态度。量子遥传（QT又称量子隐形传输，是一种利用分散量子纠缠与一些物理讯息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。更简单的说，当我们需要将甲地的信息传输到乙地，我们利用甲地的某种量子态表示信息，然后在乙地的另一粒子（与甲地形成纠缠态的量子）上还原出来。量子力学的不确定原理和量子态不可克隆原理，限制我们将原量子态的所有信息精确地全部提取出7EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日来。因此必须将原量子态的所有信息分为经典信息和量子信息两部分，它们分别由经典通道和量子通道送到乙地。根据这些信息，在乙地构造出原量子态的全貌。和其他量子通信技术相似，量子遥传需要较为复杂的部署过程，其应用场景仍有可扩展空间。量子测量：期待应用落地量子测量则是一种利用非直接测量方法对物理量进行测量的过程。与一般经典力学中的测量不同，量子测量或会改变被测系统的量子状态，因此被测量后的量子系统或呈现不同状态，而重复测量的结果亦或不尽相同，一半呈一定的概率分布。造成这个现象的原因是因为量子测量一般调控和观测由外界物理量变化而导致的微观系统量子态变化，这种间接测量的方法使得测量，精度、灵敏度和稳定性等核心指标比传统技术有数量级提升。量子测量有不同技术路线，包括量子陀螺仪、量子电场强度计、量子加速计和量子时钟等，且不同路线的成熟程度各异。每个技术路线或都处于不同的发展阶段，且技术进步和应用需求存在多样性。而技术成熟度有差异则在于不同物理量的量子传感器的研发成熟程度的不同。量子陀螺仪，根据ICVTA&K，量子陀螺仪一般应用在对角速度的测量，主要依靠量子力学中的科里奥利力对物体的旋转速度进行测量。与经典力学中基于MEMS（MicroElectroMechanicalSystems，微机电系统）的实际应用速度测量方法相比，量子陀螺仪尚未展示其性能优点，尚处于初步概念验证。这个过程一般由成熟的传感器公司和初创公司引领。图表6:量子陀螺仪传感器设备资料来源:航天科工集团公司三院，交银国际图表7:原子钟设备资料来源:光子盒，交银国际量子加速计是一种跟踪物体位置的小型设备，通过检测物体运动和位置的变化来确定物体位置，而利用量子效应可制造更精确的加速计。根据ICVTA&K的定义，量子加速计一般是一个独立的系统，它不依赖任何外部信号，通过测量物体速度随时间的变化节律，就可以计算出物体的精确位置。专业量子的各种传感器技术路线正在兴起，有一些经典传感器参数。量子加速计技术是通过对经8EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日典传感器参数进行专业量子测量的新兴技术。现阶段产业具有高动态可靠性、高精度、高成像分辨率和抗干扰性强的优势。但迄今建造的大多数量子加速计只能沿一条直线进行一维测量，故应用相当有限。量子电场强度计，根据ICVTA&K的定义，量子电场强度计利用量子原理（例如里德堡原子）而非传统经典电磁场结合经典力学原理来测量电场强度。我们认为，量子电场强度计技术相对成熟，但缺乏相关行业标准，不如量子加速计有较完善的工程原型。量子电场强度计与经典方法的电场强度计的差距体现在不同的技术挑战和商业应用。初创公司、大型企业、研究机构投入大量硬件研发资源，但是一般的量子电场强度计原型尺寸、功率比经典传感器要大一些，或不能适配传统的商业应用场景，且使用效率亦可能逊于经典电场强度计。原子钟是基于电铝离子产生超过1皮赫兹（pHz）的震荡来准确测量时间的工具。更具体地说，为创造更精密的时间颗粒度，业界用频率高过微波10万倍以上的激光来检测铝离子两个能阶间的跃迁的谐振频率。而谐振频率相对稳定，因此原子钟的测量精度远高于传统的时间测量方式。原子钟的技术相对其他量子测量成熟，但目前缺少有高精度需求的下游应用。9EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日我国在量子领域积极布局，尤其在今年以来，政策的支持量子技术作为先进生产力，以及新质生产力的代表之一，在2024入《政府工作报告》，提出“巩固扩大智能网联新能源汽车等产业领先优势，加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展，积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。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。”而相似的论述也在2023年底的中央经济工作会议上出现，要“大力推进新型工业化，发展数字经济，加快推动人工智能发展。打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业，开辟量子、生命科学等未来产业新赛道，广泛应用数智技术、绿色技术，加快传统产业转型升级。”同样在2023年12月，量子通信和量子计算入选《产业结构调整指导目录（2024年本）》，信息产业类别增加了“量子、类脑等新机理计3月，《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》也强调聚焦量子信息等重大创新领域，组建一批国家实验室，瞄准了量子信息等前沿领域。在当前的全球宏观环境下，量子技术无疑是海内外在前沿科技领域竞争的重要阵地。图表8:我国量子技术政策梳理时间战略规划/法案政策内容政府工作报告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。《关于推动未来产业创新发展做强未来高端装备，突破人形机器人、量子计算机等产品。的实施意见》围绕脑机接口、量子信息等专业领域制定专项政策文件，形成完备的未来产业政策体系。中央经济工作会议开辟量子、脑科学等未来产业新赛道，鼓励绿色低碳产业发展。《质量强国建设纲要》突破量子化计量及扁平化量值传递关键技术。《关于促进数据安全产业发展加强核心技术攻关，推进新型计算模式和网络架构下数据安全基础理论和技术研究，支持后量子密的指导意见》码算法、密态计算等技术在数据安全产业的发展应用。中央经济工作会议加快新能源、人工智能、生物制造、绿色低碳、量子计算等前沿技术研发和应用推广。前沿领域实施一批前瞻性、战略性国家重大科技项目。《“十四五国”家科学技术普及强化脑科学、量子计算等战略导向基础研究领域的科普。发展规划》建成以量子计量为核心、科技水平一流、符合时代发展需求和国际化发展潮流的国家现代先进测量体系。《关于加强国家现代先进测量加快量子测量标准和先进测量仪器设备的研制。加快量子传感和芯片级计量技术、新型量传溯源技体系建设的指导意见》术研究，研制具有典型量子化特征的测量仪器设备。“十四五国”家信息化规划加强人工智能、量子信息、集成电路、空天信息、类脑计算、神经芯片、DNA存储、脑机接口、数字孪生、新型非易失性存储、硅基光电子、非硅基半导通创新。组建一批国家实验室，重组国家重点实验室，形成结构合理、运行高效的实验室体系。瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。资料来源：公开资料整理，交银国际10EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日量子技术代表先进生产力，是各国科技发展的重点国、欧盟、加拿大、日本等国家陆续出台量子技术相关的发展规划，并制定未来5-10年的长远投资计划。2014-2达221亿美元，全球政府发挥主导和引领作用不断加强。《国家量子计划法案》，提出美国总统应发起10年“国家量子行动计划”。其《国家量子信息科学战略》以及《国家量子倡议（NQI）法案》计划五年投资规模约12.75亿美元，而实际最后的总投资金额已达37.38亿美元。在其2022年的《芯片与科学法案》中，对量子技术再一次提出新的投资四个量子项目未来以1.53亿美元/年的进度进行投资。英国同样在量子技术领域有较大规模的投资布局。其早在2014年就通过《国家量子技术计划》提出在未来10年投资12.15亿美元，之后在2023年进一步国外，法国、德国等欧洲国家在量子技术领域的总计划投资金额也超过20亿韩国、日本、印度是较早布局量子技术的亚洲（除中国）的国家，如在2023年，韩国《量子科技发展战略》提出在2035年前投资17.9亿美元，印度《国家量子任务》提出在2030年前投资7.2亿美元。图表9:各国量子技术政府投资计划汇总时间战略规划/法案国家/地区投资规模（美元）国家量子技术计划国家量子技术计划日本投资约1.2亿/年量子旗舰计划量子旗舰计划国家量子信息科学战略国家量子倡议（NQI）法案计划五年投资12.75亿量子技术从科研到市场量子技术从科研到市场德国投资约7.1亿量子技术发展国家计划荷兰七年投资约7.4亿国家量子技术计划国家量子技术计划五年投资约3.3亿国家量子行动计划俄罗斯五年投资约5.3亿国家量子技术投资计划国家量子技术投资计划投资约19.6亿量子系统研究计划德国五年投资约21.7亿国家量子计算平台国家量子计算平台投资约1.85亿四个量子项目1.53亿/年国家量子战略国家量子战略加拿大投资约2.7亿国家量子战略（NQS）国家量子战略国家量子战略投资约6.4亿国家量子技术战略丹麦五年投资约1亿量子科技发展战略量子科技发展战略韩国2035年前投资17.9亿国家量子任务印度2030年前投资7.2亿资料来源：中国信通院，交银国际11EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日量子技术作为新质生产力，竞争格局较为激烈。根据ICVTA&K对各国量子计算发展水平的评估来看，美国在政府支持、企业数量、产业链完整性、科学研究、国际合作五个维度都相对起步较早。中国在科学研究、产业链完整性、企业数量、政府支持方面体现出较强的竞争能力和发展水平。图表10:全球量子计算发展评估资料来源：ICVTA&K，交银国际资本热情高涨，主要集中在量子计算领域据，全球量子技术总融资规模（含量子计算、量子通信、量子测量）在2020-37%和17%的增速，2023年受整体宏观经济影响，同比减少44%。量子计算是目前融资重点。根据ICVTA&K，2021-23年全球量子计算融资规模分别为19.2亿/20.5亿/15.5亿美元，远高于量子通信的8.4亿/4.0亿/1.1亿美元以及量子测量的1.5亿/9.5亿/2.4亿美元。尽管2023年量子计算融资同比下降24%，但过去三年每年规模均在15亿美元以上。量子通信融资集中在2021年。根据ICVTA&K，2021年全球量子通信融资规模为8.4亿美元，接近当年量子计算融资规模的一半。2022、2023年全球量子通量子测量融资集中在2022年，2023年融资笔数有所上升。根据ICVTA&K，2022年全球量子测量融资规模为9.5亿美元，接近当年量子计算融资规模的一笔增至17笔。12EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日近年来中国和欧美量子计算领域融资活跃。2021-22年作为全球量子技术融资据麦肯锡《量子技术监测》，截至2023年4月，全球十大量子信息初创公司融资中，6笔来自美国，2笔来自英国，1笔来自加拿大，1笔来自中国。其中，PsiQuantum分别在2020和2021年获得2.3亿和4.5亿美元融资，IonQ在2021年获得总计7.5亿美元的融资，中国企业本源量子在2022年获得了一笔规模为1.45亿美元的融资。2023年，全球量子技术融资规模有所下降，我们认为这或主要来自全球宏观市场流动性的影响。图表11:全球量子技术总融资规模图表12:全球量子计算融资规模（百万美元）总规模——同比（右轴）4,0003,0002,000037%37%(44%)202020212022202360%40%20%0%(20%)(40%)(60%)（百万美元）规模——同比（右轴）2,5002,0001,5001,0005000306%7%(24%)2020202120222023400%300%200%0%(100%)资料来源：ICVTA&K，交银国际资料来源：ICVTA&K，交银国际资料来源：ICVTA&K，交银国际图表14:全球量子测量融资规模和笔数图表13:图表14:全球量子测量融资规模和笔数（百万美元）规模笔数（右轴）1,6001,200800（百万美元）规模笔数（右轴）1,6001,20080040008006004002008433962020202120222023,949238,949238202020212022202355000资料来源：ICVTA&K，交银国际资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：总融资规模根据ICV资料来源：ICVTA&K，交银国际总企业数量方面，美国、中国、欧洲走在前面。根据中国信通院统计的截至2023年9月全球量子信息企业分布情况，全球接近一半的量子信息企业美国和中国，占比分别为28.6%和18.7%。除美国和中国，欧洲企业数量也较量子计算领域，根据中国信通院数据，截至2023年9月，中国量子通信企业数13EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日量子通信领域，中国的企业数量有绝对优势，欧美相关企业目前也在通过融资加大布局。根据中国信通院数据，截至2023年9月，中国量子通信企业数量达法国等欧美国家目前已在量子通信领域有非常明显的融资布局。图表15:量子企业按国家分布（按企业数量）图表16:三大量子技术企业数量加拿大德国加拿大中国18.7%日本2.9%荷兰2.9%西班牙400中国量子计算量子通信量子测量资料来源：中国信通院，交银国际*注：统计截至2023年9月图表17:全球量子计算融资规模分布（2023）欧洲36.3%中国8.1%亚太除中国北美31.9%北美31.9%资料来源：ICVTA&K，交银国际资料来源：中国信通院，交银国际*注：统计截至2023年9月图表18:各国量子通信融资金额（2023）（百万美元）0.00.7英国美国法国西班牙瑞士中国印度加拿大资料来源：ICVTA&K，交银国际14EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日图表19:全球量子信息初创公司企业十大融资事件国家技术领域融资规模（亿美元）时间量子软件/PQC量子计算量子计算量子计算Arqit量子通信量子计算量子计算加拿大量子计算量子计算中国量子计算资料来源：麦肯锡《量子技术监测》（2023年4月），交银国际15EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日量子技术潜在应用广泛，亟待市场潜力开发量子技术追求更快的计算、更保密的通信和更准确的测量，代表了先进生产力的发展方向。全球量子产业近年来不断拓宽产品应用边界，进一步渗透进入电子信息和其他领域的关键产业链环节。根据ICVTA&K的预测，全球2023年量子产业的总体市场规模或达到72.4亿美元，其中计算、通信、测量分别为47亿美元，对应65%的复合年增长率，其中计算、通信、测量分别为2,155亿、197亿、38.7亿美元。我们认为，由于我国在宏观层面对量子技术的支持，加之我国的体制优势和完善的电子计算机领域上下游产业链配套，我国在量子领域产业竞争中或可脱颖而出。虽然我国在市场潜力最大的量子计算领域的融资额仅占世界总额的8.1%，根据以往经验，我们认为我国量子产业未来的规模或远大于当前的融资投入。我们预测2030年我国在量子产业中的总体市场份额或可达到15%，即359亿美元（约合2,600亿元人民币），且有望在之后进一步加速增大。量子计算：市场潜力最大量子计算是不同量子技术中市场规模潜力最大，在今后一段时间内增长最快的细分领域。我们认为，这或是因为1）计算市场存量市场庞大，量子计算路线作为普通计算市场的替代路线之一，或存在一个较大的可触达市场；2）由于人工智能等新型应用对计算能力的需求不断上升，量子计算高效的计算特点或可发挥重要作用。根据ICVTA&K的预测，全球量子计算市场规模或从2023年的47亿美元增长到2028年的434亿美元，对应五年44.8%复合年增长率。到2035年，ICV预测量子计算市场规模或进一步增长到8,117亿美元，对应2028图表20:量子计算产业规模图表21:量子计算下游应用占比（十亿美元）811.7215.543.44.7900.0800.0700.0600.0500.0400.0300.0200.0100.00.0811.7215.543.44.720232025E2027E2028E2030E2035E资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：E=ICVTA&K预测2035E2030E2035E60%50%40%30%0%金融制药化工物流其他资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：E=ICVTA&K预测业界一般认为，2027年末到2028年初或是量子计算的一个里程碑节点，要是基于：1）技术发展需要一个过程，量子计算机的技术在2027/28年之前或主要集中在一些特殊计算领域，即完成相对特定的计算任务，而在2027/28年之后，一般用途计算或更加普遍，届时量子计算机的模态或更加接近于现在的电子计算机；2）根据行业龙头IBM的产品时间表，量子门和纠错等计算的16EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日数量技术或将在2027/28年达到相对成熟的阶段，为大规模商业应用奠定坚实的基础；3）人工智能等新型应用对计算的需求或在2027年之前持续快速增长。在半导体行业进入后摩尔时代的背景下，新型的计算方法和计算架构正在弥补芯片算力增长不足所带来的计算缺口。而量子计算由于其高效的计算速率，或可在这段时间在特殊计算的场景下获得高增长的机会。虽然技术上一般会将2027/28年作为量子计算的发展里程碑和分水岭，但我们认为行业增速在或在2027/28年前后保持一致。需要指出的是，考虑到202相对较高的基数，行业在2028年之后依然保持44%以上的高增速凸显了行业长期发展的潜力。从下游应用来看，ICVTA&K预测金融、制药、化工和物流是量子计算的主要下游应用。到2030年，由于很多量子计算属于特殊计算领域，化工和制药的占时代，金融行业的占比在2035年或将超过50%。我们认为，虽然我国量子计算起步较晚，总体融资量仍小，但投入相对集中，且有望在技术和商业应用上反超欧美国家。其中，以安徽省与中国科学院合作、中国科学技术大学具体承办的量子计算“一号工程国”家量子信息科学国家实验室为代表的产学研联动项目，或将孵化一系列成功的量子计算企业。作为行业权威，国家量子信息科学国家实验室2020年一期投资70亿元人民币，总投资或达1,000亿元人民币。我们因此预测我国量子计算市场规模到2030年或可达到318亿美元（约合2,289亿元人民币），占世界量子计算市场的14.7%。量子通信：受益于网络信息安全需求增长我们认为，量子通信需求的增长或主要來自全球对网络信息安全的不断加大投入。这点或从2023年QKD量子通信行业的下游应用分布可见一斑，主要的下游垂直行业包括国防、电力、金融、政务、铁路、通信等对信息安全要求较高的行业，合计占比超过96%。图表22:量子通信全球规模(QKD/QRNG/PQC)图表23:QKD量子通信下游应用(2023)（十亿美元）5.460.0020232024E2025E2030E资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：E=ICVTA&K预测，QKD表示量子密钥分发，QRNG表示量子随机数发生器，PQC表示后量子密码学电力22.5%通信10.1%铁路12.3%通信10.1%铁路12.3%国防25.7%其他3.5%资料来源：ICVTA&K，交银国际17EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日随机数发生器（QRNG）和后量子密码学（PQC）三种不同技术，2023年市场规模或在10.8亿美元，而到2030年或增长到196.8亿美元，在量子技术各细分场增速最快。从各个细分市场情况来看，量子随机数发生器现已在民用通信的各个领域，包括手机移动终端、汽车和IoT加密通信应用场景下落地，这些应用场景往往涉及到传输用户身份、财务数据等敏感信息，我们认为加密信息传输或需要一定的市场催化（例如大规模重要信息被盗或者加密政策出台）来进一步激发市场对量子随机数发生器等加密通信的需求。与量子随机数发生器多应用在2C的应用不同，量子密钥分发的主要应用领域为电信运营商、国防网络、电网等远距离网络网域之间的传输加密的情境。目前的QKD技术相对QRNG来说已经相对成熟，且价格和技术发展的前景或比较有限，我们认为QKD更多的只是作为传统网域传输加密方法的补充加密方案。如要拓展市场需进一步推进在特定通信环境下的加密方法，找到应对不同网络的专属解决方案。后量子密码学（PQC）一般需要与量子计算技术一起使用，PQC技术尚需时间成熟。PQC产品的两种主要形式，即软件和硬件，为客户提供了多样化的途径响应不同领域、应用场景的安全需求。软件产品，包括先进的PQC算法，能够在各种方面实现更高级别的安全性软件系统，特别是在网络通信环境中发挥关键作用，例如浏览器等。硬件系统，一般指模块化设备、嵌入式芯片等硬件产品将为下游行业提供可靠、强大的安全解决方案。我们认为，我国在量子通信的国际竞争中要强于量子计算，这体现在我国量子通信公司的数量要大于美国和欧洲。我国的量子通信行业或可受益于我国在无线蜂窝网通信和信息技术上已有的国际优势，进一步加速产品研发和市场推广。我们因此预测我国在量子通信的市场份额要大于量子计算，预计到2030年或可达到全球20%的市场份额，即39.4亿美元（约合283亿元人民币）。量子测量：相对成熟，寻找新的上升空间我们认为，量子测量是我国市场技术最为成熟的量子技术领域，同时也是潜在商业规模和增速最慢的子行业。根据ICVTA&K的统计预测，全球量子测量在2023年的市场规模为14.6亿美元，预计到2030年或可达到26亿美元，对应8.6%的CAGR。我们预测，我国在量子测量占全球15%的市场份额，即到20年达到3.9亿美元（约合28亿元人民币）。从细分的应用看，原子钟是最常见的量子测量仪器，预计到2035年或可达到31%的市场份额。目前原子钟下游应用包括科学研究、军用、民用等，预计到域。展望之后各个子领域的增速，我们认为原子钟潜在市场有限，从2023年到2035年的增速或不会超过7.5%复合年增长率，而相对较新的原子重力仪的增速则快于原子钟。18EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日图表24:量子测量全球行业规模图表25:量子测量下游应用（2035年）（十亿美元）（十亿美元）3.874.003.002.600.0020232030E2035E资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：E=ICVTA&K预测图表26:量子测量应用拆分（2035年）资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：ICVTA&K预测图表27:量子测量年均复合增长率量子磁力仪26%量子雷达原子重力仪27%量子加速量子电场强度计5%原子钟30%0%2023-2030E2030E-2035E27.1%7.9%5.9%7.5%5.8%原子钟原子重力仪量子磁力计资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：ICVTA&K预测资料来源：ICVTA&K，交银国际*注：E=ICVTA&K预测19EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日量子技术产业链梳理和投资启示量子计算上游：量子计算产业链上游主要包含稀释制冷机、低温组件、真空系统、激光器、光学探测器、测控系统等。由于原型机目前处于发展早期，技术路线较为分化，导致上游供应链需求分散，且发展较不成熟。稀释制冷机、低温组件主要运用在超导和硅半导技术，真空系统主要运用在离子阱和中性原子技术，而激光器、光学探测器主要运用在光量子技术。量子计算上游主要集中在海外公司，国产化较为薄弱，但也不乏鹏力超低温、赋同量子、费勉仪器、频准激光、国盾量子等中国公司在不同上游领域有所突中游：量子计算的中游可分为原型机和系统软件。我们认为，原型机是整个产业链的核心。按照技术类型，超导、离子阱、光量子、硅半导体、中性原子分国企业主要包括本源量子、华翊量子、启科量子、玄正量子、量旋科技等公司。软件方面，主要包含量子计算的应用开发软件、编译软件、EDA（ElectronicsDesignAutomation）软件等，但目前受限于原型机的发展水平，软件技术水平还在发展很早期，与经典软件成熟度相距尚远，我国量子计算软件公司主要是百度、华为、本源量子等。下游：量子计算的下游应用主要包括云平台，以及在工业、金融、人工智能等领域。量子计算云平台将量子计算与经典云平台融合，是未来量子计算用户服加州理工大学、斯坦福大学、Google联合推出的BlueQubit平台，中国云平台包括百度的量易伏、武汉量子院的酷原量子云等。我们建议投资者关注国盾量子（688027CH）、本源量子等中国领先企业。我US）等海外大型企业量子计算的进展，同时建议关注IonQ（IONQUS）、Rigetti（RGTIUS）等海外初创企业公司。20EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日图表28:量子计算产业链梳理适用技术———————————中国—————————————————————————海外————————————稀释制冷机低温组件激光器测控系统超导硅/半导鹏力超低温费勉仪器赋同量子中微达信中性原子费勉仪器频准激光华工科技赋同量子赋同量子星秒科技国盾量子中微达信中游原型机超导硅半导体中性原子华翊量子中科酷原中科酷原百度百度启科量子量旋科技量旋科技(INTCUS) AtomAQT百度华为超导/离子阱国盾量子中国移动图灵下游中性原子模拟器华为阿里巴巴建信金科中国移动民生银行资料来源：中国信通院，交银国际21EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日量子通信上游：量子通信产业链上游主要包括芯片、光子源、单光子探测器、量子随机发生器。量子芯片是整个产业链的核心，包括数据处理芯片、电子芯片和光学芯片等，相关公司包括上海贝岭、康冠光电、循态量子等，如我们在上文提到的循态量子单光子探测器芯片，FPGA公司Altera以及德州仪器在参与其中。光子源是量子通信中不可缺少的关键部件，它作为载体，通过自身量子态的调制，携带量子信息在不同的通信节点之间进行传输和共享，相关公司包括极量科技、国盾量子、九州量子、NKTPhotonics等。单光子探测器在通信接收端对于保证量子信息的精确探测起着至关重要的作用，主要玩家包括国盾量子、赋同科技、启科量子、循态量子等。量子随机数生成器是保证通信不可预测性的关键工具，主要参与者有国盾量子、循态量子、IDQuanti（铌酸锂）晶体、PPLN波导、光纤电缆等其他核心元件也在上游产业链中发挥着关键作用，主要公司有亨通光电、中天科技、iXb中游：量子通信产业链中游主要包含核心设备、量子通信网络建设、加密网络运营，以及后量子密码学（Post-QuantumCryptography，PQC）。核心设备包括量子密钥分发（QKD）设备、组网设备、网管软件平台等，保证信息的安全传输，主要公司包括国盾量子、九州量子、Toshiba等。网络建设集成用于构建高效、安全的量子通信网络，如中国的国家骨干网、省级骨干网、城域网等，主要玩家为国家电网、中电信量子集团、亚马逊等。加密网络运营涉及到各种运营商的参与，驱动着量子通信技术的日常运维，主要玩家为量子网络、中国电信、中国移动、SKTelecom等。PQC领域包括下一代加密算法、安全协议、芯片等，主要参与者有量安科技、SandboxAQ等。下游：量子通信下游主要为安防、金融、通信、电网、移动终端等。我们建议关注国盾量子（688027CH）和循态量子等中国领先企业。其中，国盾量子依靠中国科技大学等科研机构的研发支持，成为量子领域较早上市的公司之一。根据公司数据，国盾量子在2021-23年分别录得1.79/1.35/1.56亿元收入。公司业务中量子通信/计算/测量分别占总收入的55%/29%/11%。根据公司官网资料，公司量子通信主要产品为量子密钥分发（QKD）设备，主要应用在通信核心网收发应用，并进一步朝着高速率、远距离、小型化的方向发展，小型化时间相位QKD样机正在进行产品级测试验证。图表29国:盾量子营收（2017-23）图表30国:盾量子归母净利润（2017-23）--资料来源：国盾量子，交银国际（百万人民归母净利润净利率（右轴）-资料来源：国盾量子，交银国际22EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up8(2024年7月),科技行业)4日图表31:量子通信产业链梳理——————————————中国————————————————————————海外——————————循态量子极量科技国盾量子九州量子Aurea单光子探测器单光子探测器国盾量子赋同科技启科量子问天量子量子随机发生器国盾量子中国网安赋同科技循态量子亨通光电中天科技极量科技国盾量子九州量子问天量子循态量子中游中游通信网络建设通信网络建设国家电网中电信量子集团神州信息国腾量子加密网络运营量子网络中国电信中国移动通信量子后量子密码学后量子密码学量安科技局中国银行建设银行华夏银行下游