量子信息技术是量子科技的重要组成

◼量子信息技术是量子科技重要组成部分，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、调控和观测，实现信息感知、计算和传输。

◼量子信息技术是量子信技术息包括量子通信、量子计算和量子精密测量三方面的应用，可以在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典技术的瓶颈。

◼大部分量子信息技术处在产业的萌芽期，正逐步从基础研究走向应用研究，进入科技攻关、工程研发、应用探索和产业培育一体化推进的发展关键阶段。

各国高度重视量子技术

◼量子信息技术发展与应用已成为大国间开展科技、经济等领域综合国力竞争，维护国家技术主权与发展主动权的战略制高点之一。2021年11月，美国将我国三家量子科技企业列入实体清单，分别为合肥微尺度物质科学国家研究中心、科大国盾量子技术股份有限公司和上海国盾量子信息技术有限公司。2023年8月，拜登签署对华投资限制行政令，聚焦半导体、量子计算、人工智能三大领域。

◼截至2023年10月，29个国家和地区制定和推出了量子信息领域的发展战略规划或法案文件，据公开信息不完全统计的投资总额已超过280亿美元。

◼近年来，中国量子信息行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励量子信息行业发展与创。

◼2024年1月，工业和信息化部等七部门发布关于推动未来产业创新发展的实施意见，提出以实施意见为指南，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。2024年政府工作报告提出，要开辟量子技术、生命科学等新赛道，创建一批未来产业先导区。

◼当前量子科技产业处于研发和产业探索阶段，对大部分相关公司的营收贡献度较少。国内上市公司参与到了产业链的各个环节。建议关注全方位布局量子信息技术的国盾量子，以及业务涉及量子科技领域的西部超导、福晶科技、神州信息等。

从比特到量子比特

◼量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。经典计算使用二进制的数字电子方式进行运算，而二进制总是处于0或1的确定状态。

◼普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2位量子位比特寄存器可同时存储这四种状态的叠加状态。推广到n个二进制存储器的情况，理论上，n个量子存储器与n个经典存储器分别能够存2n个数和1个数。

◼随着经典计算的芯片尺度不断减小，而量子隧穿效应是不可忽略的。在未来的计算机发展过程中，经典计算机需要克服量子特性，量子计算机直

接利用量子效应进行信息的处理。因此，相较经典计算机，量子计算机具备“量子优越性”，一旦量子计算机强大到可以完成经典计算机无法执行的计算时，“量子霸权”由此实现。

量子计算本质为异构计算

◼目前所说的量子计算，本质上来说是一种异构运算，即在经典计算机执行计算任务的同时，将需要加速的程序在量子芯片上执行。因此，量子计算的程序代码实际执行中分为两种，一种是运行在CPU上的宿主代码主要用于执行不需要加速的任务，并为需要加速的任务提供需要的数据；一种是运行在量子芯片上的设备代码主要用于描述量子线路，控制量子程序在量子芯片上的执行顺序，以及数据的传输。不同类型的代码由于其运行的物理位置不同，编译方式和访问的资源均不同，这跟英伟达公司推出的用GPU解决复杂的计算问题的并行计算架构CUDA非常类似。

◼量子计算硬件有多种技术路线并行发展，主要可分为两大类:一是以超导和硅基半导体等为代表的人造粒子路线，二是以离子，光量子和中性原子为代表的天然粒子路线。目前，多条技术路线仍未收敛。

◼目前，量子计算正处于迅速发展的阶段，需要技术的持续突破。由于量子计算极易被环境热量或波动干扰致使计算结果出错，因此量子纠错算法对结果的准确性极其重要，而提升量子比特的测控精度是量子计算机实用化的关键问题。

◼随着量子计算机硬件的不断升级和算法的不断优化，更多的软硬件企业将投身于量子计算领域，并推动量子计算在不同行业的广泛应用。量子计算将在金融、医疗、材料科学等领域最先发挥作用，为下游行业带来颠覆性的创新。与此同时，产业链上的合作与竞争也将更加激烈，投资和创新以及庞大的市场需求将成为推动产业前进的关键驱动力。政府和企业也将共同合作，加大研发投入，以争取在全球量子计算领域的竞争优势。

◼随着量子计算技术的不断演进，以及人工智能（AI）技术等领域的快速发展，量子计算的应用边界被不断拓展，从而使量子计算的商业潜力更加广泛和深远。据ICV预测，2023年，全球量子产业规模达到47亿美元，2023至2028年的年平均增长率达44.8%。在2028年至2035年，市场规模将继续迅速扩大，2035年总市场规模有望达到8117亿美元。

◼量子计算机硬件主要包含量子芯片、环境系统、测控系统。目前国际主流量子计算研发团队主要聚焦超导量子芯片与半导体量子芯片这两种体系，它们的量子计算机硬件具备共性。

◼据ICV咨询，从2023年到2035年，量子计算机上游市场规模呈现出显著的增长趋势，市场总规模由2023年不到20亿美元增长到2035年千亿美元。

量子密钥服务中心是量子密钥服务体系的核心

◼量子密钥服务中心系统架构主要分为三层：资源层、管理应用层和服务层，通过密码设备、安全介质等对应用层提供量子密钥和量子密码服务能力。量子通信的加密过程体现在资源层，包括量子随机数发生器（QRNG）、量子密钥分发（QKD）、密码运算、数字证书等环节。

QKD传输距离不断提升

◼QKD技术初步实用化，但商用QKD系统的性能仍有明显瓶颈，例如，单跨段现网光纤传输距离通常在数十km范围，密钥成码率通常为数kbps至数十kbps量级。进一步提升QKD系统的传输距离和密钥成码率，对于远距离传输、组网和高带宽加密业务应用等具有重要意义。TF（双光场）-QKD已经成为业界公认的下一代远距离、高安全性QKD技术方案，也是提升系统极限传输能力的研究热点。

QRNG市场将快速成长

◼目前，博彩业是QRNG的下游市场之一。这是因为黑客在2014年通过锁定和入侵老虎机成功获利数百万美元，给美国、罗马尼亚和澳门的赌场造成损失。美国和澳门的赌场已经使用QRNG为游戏参与者提供公平的环境。

◼QRNG将应用于各个领域，在5G/6G时代，大量的移动设备都可以使用QRNG来增加安全性。三星公司已经连续三年推出带有QRNG芯片的量子

5G手机；LG公司、360公司已经开始了QRNG智能驾驶的应用测试研究。在汽车行业，QRNG芯片用于安全通信和加密，增强车辆网络安全。在物联网和边缘设备领域，QRNG为通过互连设备传输的关键信息提供安全保障。

◼在量子通信与安全产业链上游，核心器件与材料的涵盖囊括了关键的技术组成部分。首要的是先进的量子芯片技术，作为整个产业链的基础，包括数据处理类芯片、电学芯片和光学芯片。

国内厂商全面布局量子通信产业链