通信行业动态报告:量子计算光量子技术路线进展加速未来大有可为
光量子是量子计算重要的技术路线之一,具有独特的竞争优势:量子计算以量子比特为基本单元,利用量子叠加和干涉等原理实现并行计算,在理论上能在特定领域实现指数级加速,因而是未来计算能力跨越式发展的重要方向。量子计算技术路线众多,当前多种技术路线并行发展尚无收敛趋势企业视频。可分为两大类,一是基于微观结构形成分立能级系统的“人造粒子”路线,如超导和硅半导体,二是直接操控微观粒子的天然粒子路线,如量子阱、光量子和中性原子。其中,光量子是重要的技术路线之一,其是基于量子叠加态和纠缠态原理,通过非线性光学效应产生纠缠光子对,再利用线性光学元件对光子进行操控以实现量子逻辑运算。相较于其他路线,光量子具备独特竞争优势。其支持室温工作,相干时间长,同时光子可以实现长距离纠缠,适合构建分布式量子计算网络。并且,光量子计算可以与现有的光纤通信基础设施兼容,不需要信号的转换就能够进行扩展。
光量子技术路线研究热度高,产业生态正逐步形成:根据中国信通院统计,截至2023年9月,量子计算硬件技术路线的专利申请数量方面,超导路线%,光量子路线%。根据量子信息网络产业联盟的划分,光量子计算产业包括底层支撑系统、光量子计算原型机、软件和应用服务等四个关键环节。光量子厂商发展模式大致可分为两类,一类是遵循软硬件协同的全栈式发展路线,代表厂商包括Xanadu、PsiQuantum、Quandela、图灵量子、玻色量子等,另一类是重点发展硬件处理器的设计封装。
当前国内外研究持续推进,光量子技术路线发展迎来加速:今年以来,以Xanadu、PsiQuantum等为代表的海外头部厂商在光量子技术路线上的进展显著。Xanadu方面,2025年1月宣布推出世界上第一台可扩展、网络化和模块化的量子计算机——Aurora。整体架构上Aurora包含四个独立的服务器机架,由模块化的光子芯片与光纤网络构成,包含35个光子芯片和13公里长的光纤。展望未来,Xanadu计划于2029年建立量子数据中心,预计将部署数千台服务器,包含100万个量子比特。PsiQuantum方面,2025年2月,宣布推出专光量子计算芯片组Omega。国内方面,2023年10月荣誉资质,我国成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”,再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录,“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升一百万倍。此外,光量子计算设备领域的重要厂商玻色量子在2024年4月发布了其新一代550计算量子比特的相干光量子计算机——“天工量子大脑550W”。
投资建议:不仅仅是光量子技术路线,当前量子计算领域呈现多种技术路线并行发展趋势。我们认为,量子计算未来或有望颠覆经典计算架构成为解决AI算力瓶颈的颠覆性力量,建议持续聚焦量子计算领域的创新进展并建议关注国盾量子—量子计算机、禾信仪器—稀释制冷机等量子计算核心标的。同时,也建议关注电科网安、吉大正元、格尔软件、国芯科技、浙江东方、亨通光电、光迅科技等量子加密通信标的。
风险提示:量子计算整体发展不及预期,光量子技术路线发展不及预期,行业竞争加剧。
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