量子信息技术行业专题报告：优化运算法则，重塑安全格局

量子信息技术行业专题报告优化运算法则，重塑安全格局证 券 研 究 报 告投资评级： （ ）报告日期：行业推荐维持2024年04月18日◼分析师：毛正◼SAC编号：S1050521120001◼联系人：张璐◼SAC编号：S1050123120019专题报告投 资 要 点量子计算多条技术路线并行，有望突破“杀手级”应用量子计算领域当前存在多条技术路线并行发展，仍然处于中等规模含噪声量子处理器阶段， 超越经典计算的优越性、具备社会经济价值的实用性以及能在现有NISQ处理器上运行的三大应用要求尚无实质性突破，尚未实现“杀手级”应用。其中超导技术被认为有望率先突破应用的“种子选手”之一，中性原子路线也异军突起。随着未来国家级量子计算云平台和产业生态的加速培育，量子处理器的硬件性能的进一步提升，量子计算有望在实用化问题中展现出有现实意义的计算优越性。量子通信完成安全性的理论验证，量子保密通信初步实用化量子通信的应用主要体现在量子密钥分发（QKD）和量子隐形传态（QT）：量子密钥分发是迄今为止理论上唯一无条件安全的通信方式，已经实现了初步的实用化和产业化；量子隐形传态有望链接量子信息处理单元，构建量子网络，并作为实现远距离量子密钥分发所需的量子中继的关键技术。随着量子通信初步走向实用化，新型协议和实验系统的研究活跃，样机产品研制和示范应用也在逐步展开，未来有望构建覆盖全球的广域量子通信网络体系，实现广泛应用化，有望实现全球范围内的安全信息传输。具有超越传统信息技术的优越性，给予量子信息技术行业投资评级：推荐量子信息技术产业链初具雏形，正在走向广泛应用化，鉴于量子计算和量子通信的理论优越性，我们认为随着实用化的不断推进，量子信息技术有望引领新的计算、通信时代，带来信息技术质的飞跃，给予量子信息技术行业“推荐”投资评级。建议关注量子信息技术产业链相关标的：上游端的华工科技、光迅科技（环境与测控）、复旦微电（信号芯片）、亨通光电（光纤/光缆）; 中游端的神州信息（建设运维）；下游端的国盾量子（云平台）。诚信、专业、稳健、高效请阅读最后一页重要免责声明PAGE 2重 点 关 注 公 司 及 盈 利 预 测资料来源：Wind，华鑫证券研究（注：未评级公司盈利预测取自wind一致预期）诚信、专业、稳健、高效请阅读最后一页重要免责声明公司代码名称2024-04-18股价EPSPE投资评级20222023E2024E20222023E2024E000555.SZ神州信息10.720.210.210.4351.3053.6224.98未评级000988.SZ华工科技32.510.901.001.3218.2129.7224.70未评级002281.SZ光迅科技36.970.870.730.9018.0450.4841.00未评级600487.SH亨通光电13.290.640.871.0920.7715.2812.19增持688027.SH国盾量子165.75-1.07-1.540.00-94.75-82.80-33305.13未评级688385.SH复旦微电30.961.321.842.1923.4516.8314.14买入PAGE 3风 险 提 示技术落地不及预期的风险；软硬件标准不确定性的风险；商业化推进不及预期的风险；地缘政治摩擦的风险；推荐公司业绩不及预期的风险。诚信、专业、稳健、高效请阅读最后一页重要免责声明PAGE 4目 录CONTENTS2. 量子计算：五大技术路线并行发展，优化运算法则3. 量子通信：完成理论验证初步实用化，重塑安全格局1. 量子信息技术具备超越经典信息技术的潜力诚信、专业、稳健、高效请阅读最后一页重要免责声明4. 量子信息技术产业链已初具雏形5. 相关标的PAGE 501 量子信息技术具备超越经 典 信 息 技 术 的 潜 力➢量子计算硬件技术路线中，超导路线专利数量占比超过50%，光量子和中性原子路线技术创新热度高于离子阱和硅半导体；➢量子通信领域中量子密钥分发技术专利占比超过70%，器件、设备等系统研发类专利数量众多，量子信息网络技术成熟度不足，相关专利尚未大量涌现。量子信息技术以量子力学原理为基础通过对微观量子系统中物理状态的制备、调控和测量，实现信息感知计算和传输。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，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。➢量子计算领域欧美聚集度最高，全球占比超过 60%，反映出美国和欧洲是量子计算产业生态的活跃地区，中国量子计算领域相关企业共有 35 家，不及美国一半；➢量子通信领域中国相关企业数量最多，共有 42 家，美国仅有 13家，欧洲有 27 家。这反映出不同国家和地区在量子通信领域主要是进入初步实用化阶段的投资和推动力度差异。1.1 量子信息技术产业介绍资料来源：中国信通院《量子信息技术发展与应用研究报告(2023年)》，华鑫证券研究诚信、专业、稳健、高效请阅读最后一页重要免责声明半导体, 7%中性原子, 14%光学, 21%超导, 51%离子阱, 7%图表：量子计算专利分布 量子信息网络, 17%量子随机数, 11%量子密钥分发, 72%图表：量子通信专利分布 西班牙, 2% 瑞士, 3% 荷兰, 3%日本, 3%法国, 4%德国, 7%英国, 7%美国, 29%中国, 19%加拿大, 7.80%图表：全球量子信息各领域企业数量及国家分布情况PAGE 70 2量子计算：五大技术路线并行发展，优化运算法则•1982年，Richard Feynman提出利用量子体系实现通用计算的想法，即量子计算的早期概念构想；•1985年，David Deutsch提出了量子图灵机模型，使得通用量子计算机的构建更加清晰；•1992年，Deutsch Jozsa提出了D-J量子算法，这是量子并行计算理论的基石。理论概念构想期•1994年，Peter Shor提出Shor算法, 对RSA等在内的加密算法和系统造成了威胁，成为量子计算的核心突破；•1995年，Benjamin Schumacher第一次提出了量子比特信息学上的概念，并创造了“量子比特”（qubit）的说法；•1996年，Lov Grover提出了Grove量子搜索算法，该算法被公认为继shor算法后的第二大算法；•1998年，Bernhard Omer提出量子计算编程语言，拉开了量子计算机可编程的序章。实践成果初探期•2007年，D-wave Systems实现了历史上第一台商用量子计算机。宣布研制成功 16 量子比特的量子计算机——“猎户座”（Orion）；•2009年，Harrow、Hassidim、Lloyd提出HHL量子算法。该算法在特定条件下实现了相较于经典算法的指数加速效果，将在机器学习、数值计算等场景有优势体现。研究开发活跃期•2014年，Google建设“Google量子人工智能实验室”，自此专营量子计算的创业公司开始出现；•2016年8月16号，墨子号量子科学实验卫星成功发射升空；•2019年1月，IBM公司发布世界上首个商用集成量子计算系统：IBM Q