20201206-中原证券-计算机行业专题研究_九章问世_我国在量子计算领域实现对美国的反超_13页_1mb

量子计算领域中国实现对美国反超的行业专题研究总结

核心内容概述

本报告由中原证券分析师唐月发布，聚焦于中国在量子信息领域取得的重大进展，特别是“九章”量子计算原型机的问世，标志着中国在量子计算领域实现对美国的反超，成为全球第二个实现量子霸权的国家。同时，报告分析了量子信息的发展现状、未来趋势及潜在风险，强调了中国在量子通信和量子计算方面的领先地位以及国家对量子信息产业的战略重视。

主要观点

• “九章”量子计算原型机的突破
  “九章”成功实现76个光子的量子计算原型机，仅需200秒即可完成高斯玻色取样计算，而目前最快超级计算机需要6亿年。这一成果在计算速度上远超美国谷歌的“悬铃木”量子计算机，并且其量子计算优越性不依赖于样本数量，具有更高的可靠性。

• 量子霸权的阶段性发展
  量子计算机要实现对经典计算机的替代仍需经历三个阶段：

  • 第一阶段：实现量子霸权（当前已实现）；
  • 第二阶段：实现专用量子模拟机（预计需要几百个量子比特）；
  • 第三阶段：实现通用可编程量子计算机（需上百万物理比特）。

• 量子信息的国家战略地位
  量子信息被定位为“十四五”科技创新七大重点发展领域之一，国家持续加大投入，计划到2030年建成全球化的广域量子保密通信网络，并构建“量子互联网”。

• 量子通信已具领先优势
  中国在量子通信领域已取得全球领先地位，如“墨子号”卫星和“京沪干线”等项目，推动了量子保密通信技术的发展。但实际应用仍面临技术瓶颈，如工作距离、环境适应性等。

• 潘建伟团队的国际影响力提升
  潘建伟及其团队在量子计算和通信领域屡获国际大奖，成为我国在该领域获得诺贝尔奖的重要候选人。

关键信息

技术突破

• “九章”量子计算原型机：76个光子，高斯玻色取样仅需200秒，远超超级计算机。
• 量子霸权：指量子计算机在特定计算任务上实现指数级速度优势，九章成功验证了这一概念。

政策与投资

• 国家政策支持：中央政治局多次聚焦量子科技，将其纳入国家发展战略。
• 量子信息科学国家实验室：合肥、上海、北京等地参与建设，一期投资70亿元，预计2020年底竣工。
• 量子通信网络建设：包括国家广域量子骨干网、齐鲁干线、江淮量子网、粤港澳量子通信骨干网等。

应用领域

• 量子通信：当前唯一具备实际应用的量子技术领域，主要应用于信息安全。
• 量子计算：仍处于研究阶段，尚未广泛商用，未来可能在密码破解、药物研发等领域发挥作用。
• 量子测量：在精密测量、材料科学等领域有应用前景。

国际竞争

• 美国发展情况：2018年通过《国家量子倡议法案》，设立量子互联网目标，2020年预算增幅显著。
• 中国与美国对比：中国在量子通信领域领先，量子计算领域实现反超，但量子计算的实际应用仍需时间。

未来看点

• 卫星发射与天地一体化网络：计划发射多颗量子通信卫星，构建覆盖全球的量子通信网络。
• 量子信息国家实验室：预计长期投入将达到千亿元，推动量子科技的系统性发展。
• 潘建伟团队的国际认可：多次获得国际奖项，为未来获得诺贝尔奖奠定基础。

风险提示

• 产业发展进度不及预期：量子信息仍处于前沿研究阶段，商业化和应用推广可能面临技术、成本和政策不确定性。

投资评级

公司评级

总结

“九章”量子计算原型机的问世标志着中国在量子计算领域实现对美国的反超，成为全球第二个实现量子霸权的国家。量子信息作为前沿科技，目前主要应用于量子通信，而量子计算仍处于发展初期。尽管技术突破频繁，但实际应用和商业化仍需突破诸多技术与市场瓶颈。国家层面的政策支持和重大项目投入为量子信息产业提供了良好的发展环境，未来在量子互联网、国家实验室建设等方面值得持续关注。同时，潘建伟团队的成就也提升了中国在该领域的国际竞争力，为未来在诺贝尔奖等国际奖项上奠定基础。