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量子计算:信息处理的新型计算范式产业赛道与主题投资风向标
天风证券·2025-10-28 17:42

核心观点 - 量子计算作为利用量子叠加和纠缠原理的新型计算范式,被视为未来科技发展的重要方向,具有为特定问题提供指数级计算加速的潜力,是当前主题投资的重点赛道 [2][8] - 全球量子产业处于从前沿研究向应用落地突破的关键阶段,预计市场规模将从2023年的47亿美元增长至2035年的8117亿美元,年复合增长率达44.8%,未来空间广阔 [16] - 量子计算产业链涵盖上游核心硬件(测控系统、低温器件、激光器)、中游整机与软件制造以及下游多行业应用,技术路线呈现多元化发展,其中超导路线成熟度较高 [2][16][28] 周思考:量子计算范式 - 量子计算以量子比特为基本运算单元,其叠加态特性使N个量子比特可同时表示2^N种可能性,从而实现远超经典计算机的并行计算能力 [8][10] - 量子计算机在特定任务上展现出经典计算机难以企及的计算能力,例如谷歌Willow芯片运行的全新量子回声算法,速度比最快超级计算机高约13,000倍,首次实现可验证的“超越超级计算机能力”的算法 [78] - 中国量子计算布局较早,从2001年开启研究,到2025年发布超导量子计算机原型机“祖冲之三号”,实现了从0到1的巨大跨越 [11] 量子计算产业链与市场规模 - 产业链上游是产业生态的基础支撑,包括环境测控系统、核心硬件组件(如稀释制冷机)等,其中稀释制冷机是超导量子计算机不可替代的关键装备,2024年全球市场规模为3.54亿美元 [16][20][21] - 量子芯片是量子计算机的核心硬件,主要类型包括超导、离子阱等,2025年6月中国首条量子芯片生产线正式启用,年产能达1000片,标志技术从实验室迈向产业化 [20] - 全球量子产业规模预期高速增长,2023年达47亿美元,预计2027年专用量子计算机性能突破将带动市场规模达105.4亿美元,2035年有望达到8117亿美元 [16] 技术路线与产业生态 - 全球量子计算整机研发呈现多元化技术布局,超导、离子阱、中性原子是三条主流路线,截至2023年末全球共76家整机公司,美国以20家数量最多且类型分布最广 [28][29] - 量子计算软件系统包括基础层、开发层和应用层三层架构,是连接硬件与实际应用的关键桥梁,目前仍处于早期阶段,工具呈现碎片化和多元化 [31][33] - 量子测控系统是量子计算机的“神经中枢”,承担量子芯片精密信号生成与控制职能,中国已实现从“实验室定制”到“工程化量产”的跨越 [25][27] 下游应用与云服务 - 量子计算下游应用主要聚焦量子模拟、量子组合优化、量子线性代数三大领域,已成功应用于科研、化工、国防、金融等行业,2024年科研领域应用规模占比25.9% [36][40] - 混合量子经典云计算架构是当前量子计算云服务的核心模式,通过量子基础设施即服务、平台即服务、软件即服务三种模式为用户提供算力服务 [35][36] - 量子计算云平台基于互联网架构搭建,实现计算资源云端开放共享,未来将向高性能计算和人工智能深度集成方向发展 [36] 市场回顾与重点主题 - 本周(10.20-10.24)全A指数上涨3.47%,日均成交额达17928亿元,较前周减少3957亿元,市场活跃度高位震荡,光模块、量子材料等相关概念表现强势 [3] - 当周市场赚钱效应增强,每日平均上涨家数为3228家,较前周增加1418家,平均涨停家数由上周57家增加至78家,主力资金持续流向AI算力等相关概念 [3] - 重点主题包括量子计算、存储芯片和深空经济,其中存储芯片因AI推理需求激增,DRAM和NAND闪存价格第四季度预计上调幅度高达30% [3][81] 政策动态与产业趋势 - 中国共产党第二十届中央委员会第四次全体会议审议通过“十五五”规划建议,强调把发展经济着力点放在实体经济上,加快建设制造强国、航天强国等 [4][90][92] - 工信部就《算力标准体系建设指南(2025版)》征求意见,提出到2027年制修订50项以上算力标准,开展标准宣贯的企业超过500家 [4][94][96] - 产业趋势上前沿科技百舸争流,人工智能、机器人、半导体、量子计算等领域均有新进展,如谷歌公布Willow芯片量子算法新进展 [4]