量子计算行业研究
作者:何斌
智能制造 / 梧桐树行业研究

量子计算行业研究

观点总结

1、量子计算原理完备,在特定问题上已体现出对经典计算的“量子优越性”,目前处于噪声中等规模量子阶段(NISQ);

2、由于美国制裁,国内必须独立自主发展量子计算产业,国家政策利好; 

3、美国在超导、离子肼、中性原子等通用计算以及量子退火等专用计算领域都具有明显优势,中国是追赶者和模仿者,但中国在光量子路线具有领先优势,不过光量子的通用计算前景不被同行看好; 

4、通用量子计算任重道远,预计10年后才可规模化应用,前景虽广阔但短期内不可盲目乐观; 

5、通用量子计算多条技术路线并行,各有利弊,超导和离子肼目前成熟度最高,但中性原子追赶速度惊人,均仍处于原理样机阶段,无法有效解决实际问题,但在特定问题上展现出了对经典算法的量子优越性; 

6、专用量子计算3-5年内就会有规模化应用,尤其关注量子退火、VQE、QAOA等算法等应用,其在化工、制药、金融、交通、电力、通信领域的应用需要下游客户与量子计算企业共同发掘,光量子路线企业目前在专用量子计算的应用进展方面具有一定的领先优势; 

7、通用量子计算企业亦可解决专用问题,关键在于主动去和下游行业客户对接需求,既懂量子技术又善于发现下游各行业应用的市场和销售人员比较稀缺; 美国在超导、离子肼、中性原子都领先全球,国内量子企业要保持对美国、欧洲友商最新应用进展的关注与跟随; 

8、国内量子计算行业仍需吸引大量优秀人才进入,目前国内企业创始团队多数是学校和研究院所教师出身或兼职,学术背景深厚、研发能力强,但商业、销售等能力很欠缺,并且有明显的派系色彩,体现出一定的排外思想; 

9、量子计算企业多数都有“沿途下蛋”业务,比如原子钟、重力仪等相对成熟的测量仪器,以及核心零部件对外出售,以支撑公司的盈利和现金流; 上游核心零部件可重点关注超导用稀释制冷机、离子肼和中性原子用的窄带宽稳频激光器和单光子探测器; 

10、上游核心零部件厂商目前业务上均不仅仅覆盖量子计算领域,否则收入规模不会很大,由于量子计算起量的时点具有不确定性,上游厂商多数具有非量子业务,需要重点考察非量子业务(传统业务)的科创属性; 

11、若考虑3-5年内出业绩并通过二级市场退出可重点关注专用量子计算公司以及上游零部件企业; 通用量子计算企业则可考虑隔轮退的方式退出,重点关注中性原子等近期有突破、热度高的技术方案。



报告目录 


一、 行业概况 

(一) 什么是量子 

1、量子是微观世界能量传递的最小单位 

2、离散变化是微观世界的一个本质特征

3、通过光电效应可以很直观地理解量子 

4、量子力学基本定理 


(二) 量子计算机和经典计算机的异同

1、经典计算机的发展历程 

2、量子计算机的发展历程 

3、量子计算的过程和原理说明

4、量子计算的优势 


(三) 专用量子计算和通用量子计算的异同 

1、专用计算——无通用逻辑门线路,解决特定计算问题 

2、通用计算——通用逻辑门线路,解决通用计算问题 


(四) 通用量子计算机被认为可行的5+2条DV判据 


(五) 量子计算实现难度主要体现在可扩展性、相干时间和环境敏感性 


(六) 多种硬件技术路线并行 

1、超导量子

2、离子阱 

3、中性原子

4、光量子 

5、半导体量子点 

6、多路线优劣势综合对比 


(七) 算法和软件 

1、量子计算软件与经典软件的区别2、

2、量子计算机可以在多项式时间内解决一些NP复杂性问题 

3、三类优于已知经典算法的量子算法:

4、在当前硬件条件下,必须考虑容错代价与算法性能之间的平衡 

5、量子计算算法设计的高度依赖硬件、资源和应用领域

6、量子算法分类及其对应硬件需求与应用落地时间

7、量子算法实际应用举例 


(八) 行业政策 


二、 产业链情况 

(一) 上游碎片化,稀释制冷机、激光器、测控系统最值得关注 

(二) 中游是核心,多路线并行,中性原子值得重点关注 

(三) 下游商业模式以量超融合云平台为主 

(四) 量子计算下游应用场景探索 


三、 行业发展趋势及规模测算 


四、 行业竞争格局 

(一) 硬件整机企业全球分布情况  

(二) 硬件整机企业各技术路线分布情况 

(三) 国内外主要公司介绍


 五、 投资逻辑探讨



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