量子通信行業觀點彙總202404

全産業 2024-04-28 03:18:57

AI是整個科技的主線,也是整個大國競爭、數字主權之爭的戰略戰略制高點。

對我們來說,限制最多的也就是在AI算力上。我們春節回來一直強調算力以及國産AI算力,全球算力龍頭英偉達,以及國産算力龍頭昇騰、海光、寒武紀等。量子計算有望成爲解決AI算力瓶頸的顛覆性力量。與傳統計算相比,量子計算能夠帶來更強的並行計算能力和更低的能耗同時,量子計算的運算能力根據量子比特數量指數級增長,在AI領域具有較大潛力。海外科技巨頭帶動量子計算産業發展,IBM、微軟、谷歌等公司先後發布量子計算路線圖,與此同時,國內量子計算産業與海外科技巨頭差距不斷縮小,2024年1月16日我國第三代自主超導量子計算機“本源悟空 ”上線運行可以一次性下發、執行200個量子線路的計算任務,比國際同類量子計算機具有更大的速度優勢。

量子計算是基于量子力學的獨特行爲(如疊加、糾纏和量子幹擾)的計算模式,基本信息單位爲量子比特。據微軟,在物理學中量子是所有物理特性的最小離散單元,通常指原子或亞原子粒子(如電子、中微子和光子)的屬性。量子比特是量子計算中的基本信息單位,在量子計算中發揮的作用與比特在傳統計算中發揮的作用相似,但經典比特是二進制、只能存放 0 或 1 位,但量子比特可以存放所有可能狀態的疊加。量子計算爲並行計算,可以同時對2^n個數進行數學運算,相當于經典計算重複實施2^n次操作。所以一旦有N位的這個量子比特,其實它可以同時表示二的N次方的這種狀態。那麽換一句話說,它可以就是實現同樣的這個計算機二的N次方的,尤其對並行計算同時去處理的這樣的任務。

國內量子計算其實是處于全球領先水平。據ICV,中美是中遊整機公司最多且類型分布最廣的國家,都涵蓋了超導、離子阱、光子、中性原子等物理平台,其中美國的代表性企業有IBM、谷歌、微軟、亞馬遜、英特爾、Rigetti、IonQ、Xanadu等,中國的代表産品包括“祖沖之”系列、“悟空”系列、“九章”系列等。

量子計算可能是對AI算力的一個顛覆性力量,各個國家都把他看作是一個重要的戰略,他也屬于我們國家的新質生産力。在過去的幾年時間內,已經有多個國家提出了量子計劃,都是由他們的總統或者首相親自宣布的。對于國內來說,量子計算早就是整個國家的重大科技戰略,中科大等單位都發布了相關的進展。據中科大新聞網,中國科大團隊在理論上首次發展了包含光子全同性的新理論模型,實現了更精確的理論與實驗的吻合;同時,發展了完備的貝葉斯驗證和關聯函數驗證,全面排除了所有已知的經典仿冒算法,爲量子計算優越性提供了進一步數據支撐。在技術上,研制了基于光纖時間延遲環的超導納米線探測器,把多光子態分束到不同空間模式並通過延時把空間轉化爲時間,實現了准光子數可分辨的探測系統。這一系列創新使得研究團隊首次實現了對255個光子的操縱能力,極大提升了光量子計算的複雜度,處理高斯玻色取樣的速度比“九章二號”提升了一百萬倍。

市場規模方面,量子計算有望賦能千行百業,開啓8000億美元藍海市場。根據IBM 2023年量子計算路線圖,2028年量子門數量、以及糾錯等計算技術將達到較爲成熟階段,在2028年至2035年,市場規模將繼續迅速擴大,受益于通用量子計算機的技術進步和專用量子計算機在特定領域的廣泛應用,到2035年總市場規模有望達到8117億美元。現在對AI束縛最大的因素之一就是算力,包括OpenAI也提出了7萬億美元的這個融資的這個規劃,那麽量子計算有望成爲解決AI算力瓶頸的顛覆性力量,而且在這個領域我們又處于全球領先水平,所以這個方向是國産算力的一個分成重要的細分領域。

投資建議:建議從幾條線尋找標的:一方面是適合中科大有合作的公司,包括國盾量子等,另一方面是在量子信息的骨幹線通信領域承擔了一些工作或者是參與了一些重要項目。同時,量子計算一旦快速發展,對現有的密碼體系會産生重要影響,因此密碼公司也有望迎來重要改變。

建議關注國盾量子、科大國創、神州信息、科華數據、中國長城、光迅科技等量子計算相關標的,以及電科網安、吉大正元、格爾軟件、國芯科技、浙江東方、亨通光電等量子加密通信標的。

風險提示:量子計算技術發展不及預期,行業競爭加劇。

核心問題

第一個問題,年初分享過今年AI的核心方向是功耗。其中,光模塊裏的硅光、液冷等都是問題。從曆史角度看,一般說到功耗都是一些相對邊緣的環節,比如手機等。但對于光模塊等環節,功耗則提升的很快,傳統的100-200G光模塊已難滿足當前數據中心的算力需求,預計400G/800G光模塊需求將在技術更叠需求下快速上量。因此降低功耗是未來長期的大需求。與傳統計算相比,量子計算能夠帶來更強的並行計算能力和更低的能耗。據賽迪智庫,量子計算通過量子態的受控演化實現數據的存儲計算,可以分爲數據輸入、初態制備、量子邏輯門操作、量子測算和數據輸出等步驟,其中量子邏輯門操作是一個幺正變換,這是一個可以人爲控制的量子物理演化過程;經典計算機的運算模式爲逐步計算,一次運算只能處理一次計算任務,而量子計算爲並行計算,可以同時對2^n個數進行數學運算,相當于經典計算重複實施2^n次操作;同時,傳統芯片的特征尺寸很小(數納米)時,量子隧穿效應開始顯著,電子受到的束縛減小,使得芯片功能降低、能耗提高,將不可逆操作改造爲可逆操作才能提高芯片的集成度,量子計算中的幺正變換屬于可逆操作,有利于提升芯片的集成度,進而降低信息處理過程中的能耗。一些大的科技企業,如谷歌等,都意識到這個問題並發展量子技術。

第二個問題,在通信和傳輸領域,量子計算的應用同樣顯示出其重要性,特別是在需要通過光傳輸數據的場景中。

這解釋了爲什麽一些公司會選擇投資或參股量子計算項目,因爲他們認識到量子計算在數據傳輸方面的潛力。以中國電信與科大訊飛的合作爲例,雙方此進一步探索5G、人工智能、雲計算等新一代信息技術的創新應用與發展,在多模態大模型、智算網絡、雲計算、人工智能應用、泛智能終端等領域展開技術研發和業務合作,共同打造具有國際競爭力的重點産品和服務。同時,兩家發源于中國科學技術大學的合肥科技企業即科大訊飛和量子國盾,也簽署戰略合作協議,雙方表示共同研制推出的“量子加密智能辦公本”進入“試商用”階段。。

第三個問題是密碼問題,這裏面最重要的場景是銀行和金融IT部門。對于金融領域,量子計算應用有望在優化預測分析、精准定價和資産配置等問題中産生優勢。案例包括2023年法國CIB、Pasqal和Multiverse聯合發布量子計算金融應用解決方案的驗證結果,減少金融衍生品估值計算所耗算力資源,提升評估速度與准確性等。

投資建議:建議重點關注光迅科技和國盾量子。

國盾量子擬以78.94元/股向中國電信全資子公司中電信量子信息科技集團有限公司增發2411.23萬股,募集資金不超過19.03億元,扣除發行費用後將全部用于補充流動資金。發行完成後,中電信量子集團將持有國盾量子23.08%股份,與此同時,中電信量子集團與科大控股、彭承志簽訂《一致行動協議》,將合計控制國盾量子41.36%股份表決權,成爲公司控股股東,國務院國資委將成爲公司實際控制人。中電信量子集團是中國電信在量子技術領域的重要布局,成立于2023年5月,注冊資本爲30億元,目標定位爲“全球領先的量子科技企業”,注冊地址與國盾量子同位于合肥市高新區。

量子計算作爲一個充滿前景的技術方向,不論是量子計算還是人工智能領域,基礎供應商、存儲以及芯片封裝等環節都是不可或缺的組成部分。

在未來一到兩個季度內,我們有望見證很多存儲公司實現企業級存儲的突破。從海外看,海力士發布4Q23業績,同時指引2024年存儲依舊供不應求,周期持續向上。且雲側的HBM,以及端側的DDR5等新品迎來快速成長,2023年海力士HBM3銷量增長5倍以上,DDR5銷量增長4倍以上,預計2024年資本開支更重心投向HBM、DDR5等高附加值産品。

作爲國內本土廠商,我們有很多優勢去進行市場競爭。DRAM行業屬于投入巨大、制程複雜、壁壘極高的行業,受到國家政策大力扶持。作爲國內首家DRAM IDM企業,長鑫存儲在國內具有獨特的重要性和地位,得到政府資金、國家大基金及頂級投資機構支持。中國大陸是全球DRAM最大市場,國産替代是未來發展必然趨勢。公司積極推動中國高端芯片産業,努力突破外資寡頭格局、實現獨立自主,對帶動上下遊産業鏈國産化具有重要意義。根據國芯網報道,長鑫存儲位于合肥的新工廠已經開始批量生産18.5納米工藝的DRAM芯片,合肥工廠一期已接近滿負荷生産,即將進行的二期擴建將在2024年底前完成。長鑫的擴産將會爲設備材料需求帶來廣闊增長空間,特別先進制程帶來顯著增量,大量國産廠商有望受益。

不管是在量子計算還是服務器等領域,對于可靠性的要求非常高,特別是在保密方面。我們整個産業鏈需要實現國産替代,依賴海外企業和零部件是不可取的。此外,鑒于加密和保密通信的需求,我們認爲不僅僅是在存儲領域,在其他賽道上也存在對國産化的需求。存儲芯片在不同的應用場景中需要具備不同的功能,這些功能需要通過主控芯片設計、固件開發以及封裝等産業鏈後端環節來實現。因此,德明利、長鑫存儲等標的將受益于國産替代的推動。上述分享內容中,一個核心原則是需要有更好的國産替代和更強的自主可控性。因此,我們産業發展非常有信心,包括最近發布的很多關于存儲的報告,這些報告明確了我們對這些標的的看法。

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