量子科技是新一輪科技革命和產業變革的前沿領域,主要分為量子計算、量子通信、量子精密測量三大領域。量子科技利用量子比特的疊加和糾纏特性,可以并行處理信息,大幅提升計算效率,實現“量子霸權”。
量子科技行業的框架圖包括量子計算、量子通信、量子精密測量等領域。隨著激光原子冷卻、單光子探測和單量子系統操控等微觀調控技術的突破和發展,量子科技第二次浪潮即將來臨。我國量子科技處于世界領先水平,中科大潘建偉院士團隊在2018年的論文中已經實現了18個光量子比特的糾纏。
當前量子科技主要應用于量子通信、量子計算和量子測量三大領域。量子通信主要研究量子密碼、量子隱形傳態、遠距離量子通信的技術等;量子計算則主要研究量子計算機和適合于量子計算機的量子算法;而量子精密測量則涉及更廣泛的應用領域,包括基礎物理研究、安全防御、環境監測等。
量子科技產業鏈包括以下幾個環節:
基礎研究:這是量子科技產業鏈的起點,主要涉及到量子物理學、量子信息學等相關領域的基礎研究,以及量子計算、量子通信、量子精密測量等應用方向的研究。這一環節主要是由高校、科研機構和部分初創企業進行。
硬件制造:這一環節主要涉及到量子計算硬件的制造,包括超導量子芯片、離子阱量子芯片、光量子芯片等的制造,以及量子計算機的組裝和測試。此外,還需要研發適用于量子計算的測控系統、稀釋制冷機等關鍵設備。這一環節需要較高的技術門檻和投入,目前主要由大型科技企業和部分專業從事硬件制造的初創企業進行。
軟件平臺開發:這一環節主要涉及到為量子計算提供軟件環境和應用接口的開發,包括量子操作系統、量子機器學習平臺、量子云服務等。這一環節需要與硬件制造環節緊密配合,提供適用于不同硬件平臺的軟件解決方案。目前,這一環節主要由大型科技企業和部分專業從事軟件開發的初創企業進行。
應用開發:這一環節主要涉及到利用量子計算解決實際問題,包括金融、醫療、能源、交通等領域的應用開發。這一環節需要將量子計算技術與具體行業的需求相結合,提供定制化的解決方案。目前,這一環節主要由大型企業、初創企業和部分科研機構進行。
服務與運營:這一環節主要涉及到為用戶提供量子計算服務,包括云服務、租賃服務等模式。這一環節需要為用戶提供穩定可靠的計算資源和服務,保證用戶可以順利地使用量子計算資源。目前,這一環節主要由大型科技企業和部分專業從事服務運營的初創企業進行。
量子科技產業鏈上市公司
量子科技產業鏈的上市公司包括但不限于如下幾家:
ST宏達:這家公司在互動平臺上表示,其全資子公司上海觀峰信息科技有限公司主要產品為無線圖像傳輸系統、特種通信系統等高科技系統的集成電路板,已經布局相關通訊及安全領域。另一全資子公司上海鴻翥信息科技有限公司目前主營業務為信息安全、量子技術相關軟件、設備的研發、測試、組裝、生產、銷售等。
神州信息:該公司專注于金融信創業務、基于5iABCDs的智能金融業務、跨行業融合的場景金融業務,是金融科技全產業鏈綜合服務商。
阿里巴巴:作為中國最大的電商平臺,阿里巴巴在量子科技方面也有所布局,盡管其并非專注于量子科技領域。
此外,還有一些其他上市公司涉及量子科技的相關業務,如中科曙光、國盾量子等。
量子科技相關產業包括以下幾個方面:
量子計算硬件制造:包括超導量子芯片、離子阱量子芯片、光量子芯片等的制造,以及量子計算機的組裝和測試。此外,還需要研發適用于量子計算的測控系統、稀釋制冷機等關鍵設備。
量子軟件與平臺開發:為量子計算提供軟件環境和應用接口的開發,包括量子操作系統、量子機器學習平臺、量子云服務等。
量子應用開發:利用量子計算解決實際問題,如金融、醫療、能源、交通等領域的應用開發。
量子通信:利用量子力學原理進行信息傳輸和處理的技術,包括量子密鑰分發、量子隱形傳態等領域。
量子精密測量:利用量子力學原理進行高精度測量和傳感的技術,包括原子鐘、磁場傳感器等領域。
量子材料與器件:研發新型的量子材料和器件,為量子科技提供物質基礎。
量子教育與培訓:培養具備量子科技知識的人才,推動量子科技的發展和應用。
習近平總書記強調,量子科技發展具有重大科學意義和戰略價值,是一項對傳統技術體系產生沖擊、進行重構的重大顛覆性技術創新,將引領新一輪科技革命和產業變革方向。我國“十四五”規劃提出,要在量子信息等前沿科技和產業變革領域,謀劃布局一批未來產業。2023年12月召開的中央經濟工作會議也進一步指出,要開辟量子、生命科學等未來產業新賽道,以科技創新引領現代化產業體系建設。當前,我國量子科技發展已取得顯著成果,但產業化發展仍面臨多重挑戰。強化量子產業系統化前瞻布局,進一步明確產業發展方向和重點領域,體系化推進我國量子科技工作具有重要意義。
量子科技行業發展現狀
近年來,量子科技發展突飛猛進,成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。加快發展量子科技,對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用,同時量子科技革命將成為未來全球算力分配的關鍵,全球量子競賽正在成為一場新的“太空競賽”,構成科學、資本和權力以及科學家、投資家和企業家前所未有的交集點。
當前,美歐等發達國家和地區為了強化自身在量子領域的領先地位,紛紛出臺量子科技發展戰略,從研發投入、基礎設施、人才培養、產業生態等多個方面進行全方位、系統化布局,推進量子科技前沿技術研究以及創新成果應用,加快搶占量子產業發展先機。
目前,我國量子科技發展已步入快車道,尤其是在量子計算等領域已進入世界第一方陣。但整體來看,我國量子科技從實驗室到大規模商業落地仍有距離,全面科學的產業生態體系尚未形成,產業實現規模化發展還面臨多重挑戰。
市場規模預測
據中研普華產業院研究報告《2023-2028年中國量子科技行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》分析:近年來,量子科技作為事關國家信息安全的戰略新興領域,被寫入“十四五”規劃。在國家戰略指引下,量子通信也備受關注,行業市場規模增長迅速。同時隨著量子科技的不斷突破,應用場景逐漸向縱深拓展,量子產業呈現出較好的發展勢頭,預計2029年量子科技行業的市場規模達到3154億元,同比增長23.58%。
圖表:2024-2029年量子科技行業市場規模預測
數據來源:中研普華研究院
量子科技行業發展趨勢
技術不斷創新:隨著量子計算、量子通信和量子傳感等領域的不斷突破,量子科技的技術門檻和投入也在逐漸提高。未來,隨著技術的不斷創新和進步,量子科技將有望實現更高效、更精準、更可靠的計算、通信和測量。
應用領域不斷拓展:隨著量子科技的不斷發展和應用,其應用領域也在不斷拓展。未來,量子科技有望在金融、醫療、能源、交通等領域實現更廣泛的應用,為人類帶來更多的便利和創新。
產業生態逐漸完善:隨著量子科技行業的不斷發展,其產業生態也在逐漸完善。未來,隨著更多的企業、科研機構和投資機構加入到量子科技行業中,其產業生態將更加完整、豐富和活躍。
政策支持力度加大:隨著各國政府對量子科技的重視程度不斷提高,政策支持力度也將不斷加大。未來,政策支持將進一步推動量子科技行業的發展和應用,促進全球量子科技產業的競爭和合作。
人才培養需求增加:隨著量子科技行業的不斷發展,對具備量子科技知識的人才需求也將不斷增加。未來,量子科技教育和培訓將逐漸普及,培養更多的量子科技人才,為行業發展提供人才保障。
更多行業內容可以點擊查看中研普華產業院研究報告《2023-2028年中國量子科技行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》。
報告目錄節選:
第九章 量子科技發展前景及趨勢分析
第一節 量子科技行業發展前景展望
一、行業發展潛力
二、應用市場前景
三、市場規模預測
第二節 量子科技行業發展趨勢
一、技術發展趨勢
二、大規模的應用
三、量子衛星競爭
圖表目錄
圖表:經典比特與量子比特的對比
圖表:量子信息計算的研究領域
圖表:量子信息傳輸的研究領域
圖表:量子科技系統的組成
圖表:量子科技主要形式
圖表:量子科技示意圖
圖表:量子科技工作示意圖
圖表:量子秘鑰分配通信過程
圖表:量子信息化
圖表:量子信息產業受到國家層面的關注和推動