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量子科技全線提速!數字中國關鍵賽道,布局龍頭全梳理

作者:樂晴行業觀察

量子科技産業已成為全球競争的關鍵制高點,同時也是科技創新的前沿陣地。此外,量子計算打破傳統計算架構成為突破計算能力限制關鍵力量,引領新質生産力高速發展。

近年來,國家政策大力扶持量子科學領域。今年3月,國務院再次着重強調量子資訊等新興領域戰略布局,将加速量子産業的高速發展。

根據ICV的研究資料,預計量子計算到2027年行業将進入快速增長軌道,并在2035年前有望達到超過8000億美元的市場規模,并有望率先應用于金融、化工和生命科學等領域。

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量子計算行業概覽

量子資訊技術依托于量子力學原理,通過精準地制備、調控和測量微觀量子系統中的實體狀态,進而實作資訊的感覺計算和傳輸。

量子資訊的兩個核心特性,分别是量子的“疊加态”和量子“糾纏”。

前者允許一個量子系統同時存在于多個狀态,為并行計算和資訊存儲提供了全新可能;後者揭示了量子粒子間的深度關聯,為實作無條件安全通信和超高精度測量等應用開辟了新路徑。

量子資訊包括量子計算、量子通信及量子測量三大核心領域,具備超越經典資訊技術的潛力。

量子資訊圖示:

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資料來源:中科院實體所

其中,量子計算是量子資訊技術的核心組成部分,是運用量子力學原理操控量子資訊單元的新型計算模式。

量子計算在解決大分子模拟、大數質因數分解等經典計算難以觸及的問題上具有顯著優勢,主要集中在量子模拟、量子組合優化及量子線性代數三大方向。目前已經廣泛應用于化工、金融和制藥等多個行業。

相較于傳統計算,量子計算提供更為強大的并行計算能力和低能耗,其運算能力随量子比特數量的增加而呈指數級增長。

據估算,一台400比特的量子計算機的研發成本,包括軟硬體、算法開發以及後續的維護和營運成本等,大約需要1545萬美元,市場售價約可達5150萬美元。

在硬體技術方面,量子計算呈現出多元化的發展态勢,主要分為人造粒子路線如超導和矽半導體,以及天然粒子路線如離子阱、光量子和中性原子。目前處于開放競争階段,尚未有某一技術路線展現出明顯的綜合優勢,但是超導技術被認為有望率先突破應用的“種子選手”之一,中性原子路線也異軍突起。#量子##量子計算##量子科技##科技##财經##量子通信#

從技術架構的角度來看,混合量子計算或量超融合成為未來的發展趨勢。

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量子計算産業鍊梳理

目前全球衆多量子計算生态蓬勃發展,衆多企業的參與到其中,量子計算産業生态鍊從上遊研發到中遊技術應用最後落地到下遊市場端已經初步形成。

量子計算産業鍊及部分代表廠商圖示:

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資料來源:中國信通院

量子計算産業生态的上遊環節主要包括環境支撐系統、測控系統以及各種關鍵裝置元件和元器件,随着量子計算機各研發路線的逐漸推進,整機所需的上遊硬體裝置和器件選擇擇逐漸明确

産業鍊的中遊有整機、系統軟體和應用軟體等環節,量子計算原型機和相關軟體成為這一環節的重點。目前,超導、離子阱、光量子、矽半導體以及中性原子等技術路線都取得了較快的進展。

包括下遊環節涵蓋了量子雲平台和多個領域的應用合作。量子計算雲平台結合了量子計算機硬體與經典的雲計算軟體工具、通信裝置和IT基礎設施,使用者可以通過量子雲服務遠端調用量子計算機的算力。目前量子雲平台正逐漸成為量子計算算力輸出的主流方式,國際巨頭IBM、谷歌和亞馬遜等在内的多家公司都參與其中。

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量子計算市場競争格局和龍頭梳理

從産業發展來看,量子計算行業尚處于早期探索階段,核心參與者較少。

從目前的競争格局來看,IBM、Google、IONQ等公司在超導技術和離子阱技術方面處于行業領先地位。此外,英偉達也推出了CUDA Quantum布局量子計算系統,IBM、微軟和谷歌等公司還相繼釋出了各自的量子計算路線圖。

近年來大陸在量子計算領域也取得多項突破。2024年1月16日,大陸自主研發的第三代超導量子計算機“本源悟空”成功上線運作,“本源悟空”能夠一次性下發并執行多達200個量子線路的計算任務,相比國際上的同類量子計算機展現出了明顯的速度優勢。

國内領先量子産公司也在加速推動産業發展,國内引領軍企業主要包括國盾量子、本源量子、國儀量子、啟科量子、科大國創等以及中科院、中電信量子資訊科技集團等。

此外,量子産業上下遊布局廠商衆多,各環節代表廠商還包括科學資料、神州資訊、中國長城、複旦微電、光迅科技、亨通光電;以及加密通信環節的電科網安、吉大正元、格爾軟體、國芯科技、浙江東方等。

結語

目前全球量子科技仍處于發展初期,産業技術更新和應用仍有待突破。長遠來看,随着技術與産業結合的創新逐漸展現,量子資訊技術有望帶動産業鍊及賦能行業應用,并迎來廣闊的市場的空間。

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