【量子計(jì)算或成為解決 AI 算力瓶頸的顛覆性力量】
量子計(jì)算是基于量子力學(xué)的獨(dú)特行為(如疊加、糾纏和量子干擾)的計(jì)算模式，基本信息單位為量子比特。據(jù)微軟，在物理學(xué)中量子是所有物理特性的最小離散單元，通常指原子或亞原子粒子(如電子、中微子和光子)的屬性。量子比特是量子計(jì)算中的基本信息單位，在量子計(jì)算中發(fā)揮的作用與比特在傳統(tǒng)計(jì)算中發(fā)揮的作用相似，但經(jīng)典比特是二進(jìn)制、只能存放 0 或 1 位，但量子比特可以存放所有可能狀態(tài)的疊加。
與傳統(tǒng)計(jì)算相比，量子計(jì)算能夠帶來(lái)更強(qiáng)的并行計(jì)算能力和更低的能耗，同時(shí)量子計(jì)算的運(yùn)算能力根據(jù)量子比特?cái)?shù)量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，在 AI 領(lǐng)域具有較大潛力。
海外科技巨頭帶動(dòng)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展，IBM、微軟、谷歌等公司先后發(fā)布量子計(jì)算路線圖，與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)與海外科技巨頭差距不斷縮小，2024年 1 月 16 日我國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空 ”上線運(yùn)行可以一 次性下發(fā)、執(zhí)行 200 個(gè)量子線路的計(jì)算任務(wù)，比國(guó)際同類量子計(jì)算機(jī)具有更大的速度優(yōu)勢(shì)。
【量子計(jì)算軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施不斷成熟，商業(yè)化落地或加速】
當(dāng)前全球范圍內(nèi)針對(duì)量子計(jì)算機(jī)，已經(jīng)形成超導(dǎo)、離子阱、光量子、中性原 子、半導(dǎo)體量子等主要技術(shù)路線，以及以量子門(mén)數(shù)量、量子體積、量子比特?cái)?shù)量等核心指標(biāo)構(gòu)成的性能評(píng)價(jià)體系。
量子計(jì)算云平臺(tái)將量子計(jì)算機(jī)硬件或量子計(jì)算模擬器與經(jīng)典云計(jì)算軟件工 具、通信設(shè)備及IT基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，為用戶提供直觀化及實(shí)例化的量子計(jì)算接 入訪問(wèn)與算力服務(wù)。
軟件方面，量子算法不斷發(fā)展中，在當(dāng)前硬件條件下重點(diǎn)是綜合考慮 NISQ算法的容錯(cuò)代價(jià)與算法性能之間的平衡，量子軟件體系處于開(kāi)放研發(fā)和生態(tài)建設(shè)早期階段，正在不斷成熟。
【量子計(jì)算有望賦能千行百業(yè)，市場(chǎng)前景廣闊】
2023 年全球量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模約 47 億美元，預(yù)計(jì) 2035 年有望超過(guò) 8000 億美元。據(jù) ICV，隨著量子計(jì)算技術(shù)的不斷演進(jìn)，以及 AI 技術(shù)等領(lǐng)域的快速發(fā)展， 量子計(jì)算的應(yīng)用邊界被不斷拓展，2023 年，全球量子產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到 47 億美元， 2023 至 2028 年的年平均增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到 44.8%;2027 年專用量子計(jì)算機(jī)預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)性能突破，帶動(dòng)整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 105.4 億美元，參考 IBM 2023 年 量子計(jì)算路線圖，2028 年量子門(mén)數(shù)量、以及糾錯(cuò)等計(jì)算技術(shù)將達(dá)到較為成熟階段，在 2028 年至 2035 年，市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)迅速擴(kuò)大，受益于通用量子計(jì)算機(jī)的技術(shù)進(jìn)步和專用量子計(jì)算機(jī)在特定領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，到 2035 年總市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 8117 億美元。
據(jù)信通院等，金融、化工、生命科學(xué)領(lǐng)域有望更加受益量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展：金融領(lǐng)域：量子計(jì)算應(yīng)用有望在優(yōu)化預(yù)測(cè)分析、精準(zhǔn)定價(jià)和資產(chǎn)配置等問(wèn)題中產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)。案例包括 2023 年法國(guó) CIB、Pasqal 和 Multiverse 聯(lián)合發(fā)布量 子計(jì)算金融應(yīng)用解決方案的驗(yàn)證結(jié)果，減少金融衍生品估值計(jì)算所耗算力資源，提升評(píng)估速度與準(zhǔn)確性等;
化工領(lǐng)域：量子計(jì)算應(yīng)用探索主要通過(guò)模擬化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到提高效率、降低資源消耗等目的。案例包括 2023 年德國(guó)尤利希中心利用量子計(jì)算提升尋找蛋白質(zhì)最低能量結(jié)構(gòu)的成功率，牛津大學(xué)實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)格的量子計(jì)算化學(xué)模擬，探索基態(tài)準(zhǔn)備、能量估計(jì)到散射和電離動(dòng)力學(xué)等方面能力等;
生命科學(xué)：量子計(jì)算可以用于評(píng)估藥物研發(fā)的成本、時(shí)間、性能等實(shí)驗(yàn)值。 案例包括 AWS 制藥解決方案，通過(guò)針對(duì)某些藥物研發(fā)問(wèn)題的內(nèi)置示例代碼，例如分子對(duì)接、蛋白質(zhì)折疊、RNA 折疊和逆合成規(guī)劃，進(jìn)行量子計(jì)算完成任務(wù);
密碼學(xué)：使用量子機(jī)密對(duì)安全數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和傳輸?shù)母鞣N網(wǎng)絡(luò)安全方法。但它有可能比以前的加密算法類型安全得多，甚至在理論上是不可破解的;
交通物流：量子計(jì)算應(yīng)用主要聚焦組合優(yōu)化問(wèn)題，以更優(yōu)方案實(shí)現(xiàn)路線規(guī)劃和物流裝配，提升效率降低成本。案例包括 2023 年，Terra Quantum 和泰雷茲公司使用混合量子計(jì)算驗(yàn)證加強(qiáng)衛(wèi)星任務(wù)規(guī)劃過(guò)程并改善衛(wèi)星運(yùn)行效率，英偉達(dá)、羅爾斯-羅伊斯和 Classiq 將量子計(jì)算用于提升噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率;
量子計(jì)算有望顛覆經(jīng)典計(jì)算架構(gòu)，成為解決 AI 算力瓶頸的顛覆性力量，或成為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要抓手!建議關(guān)注國(guó)盾量子、科大國(guó)創(chuàng)、神州信息、科 華 數(shù)據(jù)、中國(guó)長(zhǎng)城、光迅科技等量子計(jì)算相關(guān)標(biāo)的，以及電科網(wǎng)安、吉大正元、格爾軟件、國(guó)芯科技、浙江東方、亨通光電等量子加密通信標(biāo)的。
我們篩選出以下潛力標(biāo)的
國(guó)盾量子(688027)公司主要從事量子通信產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及技術(shù)服務(wù), 為各類光纖量子保密通信網(wǎng)絡(luò)以及星地一體廣域量子保密通信地面站的建設(shè)系統(tǒng)地提供軟硬件產(chǎn)品,為政務(wù)、金融、電力、國(guó)防等行業(yè)和領(lǐng)域提供組網(wǎng)及量子安全應(yīng)用解決方案。
銅牛信息(300895)公司與國(guó)科量子簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將緊密合作積極推進(jìn)量子通信技術(shù)的市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，在鏈路加密、量子應(yīng)用等方面加強(qiáng)合作并共同拓展云安全服務(wù)市場(chǎng)。
科華數(shù)據(jù)(002335)公司與科大國(guó)盾在量子通信保密技術(shù)上開(kāi)展合作，雙方共同拓展量子通信技術(shù)的應(yīng)用， 目前尚未有規(guī)模應(yīng)用。
參考資料：民生證券-計(jì)算機(jī)行業(yè)深度研究：量子計(jì)算：人工智能與新質(zhì)生產(chǎn)力的“未來(lái)引擎 ”-240322.pdf
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