4月26日周五，一个不起眼的板块异动拉升，量子科技概念股突然爆发，科大国创、国盾量子、天和防务均“20CM”涨停。
这主要是受两个消息面刺激有关，一是英伟达与日本产业技术综合研究所宣布合作，双方将合力打造先进的量子计算系统，该项目旨在整合最前沿的量子硬件与软件技术；
二是中国科学院量子信息与量子科技创新研究院向国盾量子交付了一款504比特超导量子计算芯片“骁鸿”，此款芯片刷新了国内超导量子比特数量的纪录。
在摩尔定律的约束下，当前传统电子芯片的集成度逐步走向临界值，目前最先进的芯片制程已达到3纳米甚至2纳米，除非打破物理学定律，否则很难再有更大的突破。在后摩尔定律时代，量子计算芯片成为突破传统计算机算力极限的关键。
民生证券认为，量子计算有望成为解决AI算力瓶颈的颠覆性力量。与传统计算相比，量子计算能够带来更强的并行计算能力和更低的能耗同时，量子计算的运算能力根据量子比特数量指数级增长，在AI领域具有较大潜力。根据ICV预计，2027年后量子计算行业进入高速增长期，2030年全球有望实现千亿美元规模。
与此同时，量子计算芯片公司以及其他量子计算机核心部件生产商成为当下资本市场关注的要点之一。那么，在量子计算产业链环节中有哪些公司将受益？文末附上量子科技概念股全名单。
量子计算颠覆传统算力的基本原理
量子计算有望能够突破传统算力的瓶颈，在于量子计算的芯片计算原理、使用材料和制程技术与传统的集成电路芯片有着很大的不同与优势。形象一点来说，是完全不同的“弯道超车”路线。
传统计算机芯片由逻辑电路组成，而逻辑电路通常只有两种状态，即开关的接通与断开，这两种状态正好可以用“0”和“1”来表示，也由此二进制位（比特）在技术上更容易实现。对传统计算机来说，两个比特能表示四个数，也就是00、01、10、11，但某个具体的时刻只能有一个值。
与传统计算机的逻辑电路完全不同，量子计算机基于量子力学原理，利用量子比特进行计算。量子计算以量子比特为基本单元，由于量子比特具有量子性，不仅拥有“0”和“1”的经典比特状态，即某个具体的时刻处于“0”或“1”，还可以同时处于“0”和“1”的量子比特状态。因此，对于两个量子比特，00、01、10、11，这四个值可以同时存在。
随着量子比特数的增加，能同时表示的数也会指数级的增加，N个量子比特就可以同时有2的N次方个值，这就相当于在同一个时刻，可以进行2的N次方个运算。
正基于这一物理特性和原理，量子计算机的算力会随着量子比特数目的增加而指数增长，并非传统计算机算力的线性增长。
这也解释了为什么中国科学院向国盾量子交付的“骁鸿”量子芯片，刷新国内超导量子比特数量纪录是一项振奋人心的突破。
图：量子比特对比传统比特
量子计算通过其独特的并行性和超越传统计算机的强大计算能力，其运算能力随着量子比特数量的增加而指数级增长，被视为解决人工智能（AI）算力瓶颈的颠覆性力量，尤其是在训练和部署大型AI模型时，将显著提高计算效率，从而降低成本和时间开销。
目前，量子计算机技术在人工智能领域的应用主要集中在优化量子计算算法、机器学习和量子神经网络等方面。
其中，量子机器学习（QML）是将量子计算应用于机器学习任务的研究领域。QML的主要目标是找到一种将量子计算与机器学习算法相结合的方法，以提高计算效率和解决传统计算机难以处理的问题。
量子神经网络（QNN）是将神经网络中的某些层替换为量子层的方法。在QNN中，可以将输入层、输出层和隐藏层的某些层替换为量子层，从而实现量子计算。具体来说，可以将神经网络中的某些运算（如乘法、加法、激活函数等）替换为量子运算，从而实现量子计算。
量子优化是利用量子计算优化复杂的AI模型的方法。在量子优化中，可以将优化问题转换为量子优化问题，然后使用量子计算进行解决。
此外，量子计算的关键优势之一在于其比经典计算机更有效地处理优化问题的能力，这对于物流、金融和制造业等行业面临的复杂优化挑战尤为重要。
例如，量子计算在化学合成、材料设计、能源开发等方面前景广阔，能够助力化工行业研发加速及降本增效。金融领域将革新投资组合优化、量化交易、模拟定价、风险预测及欺诈侦测等能力。制药领域可赋能靶点识别、分子设计、临床试验全环节，提升效率和精准性。
图：量子计算应用场景分析（2035年）
目前量子计算公司及科研院在积极探索自身商业模式，例如提供量子计算芯片/整机、提供行业的量子解决方案及开发云平台服务。
根据ICV预计，2027年后量子计算行业进入高速增长期，2030年全球有望实现千亿美元规模。2027年，专用量子计算机预计将实现性能突破，带动整体市场规模达到105.4亿美元。
在2028年至2035年，市场规模将继续迅速扩大，受益于通用量子计算机的技术进步和专用量子计算机在特定领域的广泛应用，到2035年总市场规模有望达到8117亿美元。
其中，量子芯片作为量子计算的核心组件，对实现量子计算任务具有至关重要的作用。随着对量子计算性能要求的提高，对更先进、可扩展的量子芯片的需求持续上升，量子芯片市场规模到2030年以及2035年均有指数级别的增长。
图：全球量子计算产业规模（2021~2035）（单位：十亿美元）
我国政策推动上也有布局。3月29日，国务院国资委近日按照“四新”（新赛道、新技术、新平台、新机制）标准，遴选确定了首批启航企业，加快新领域新赛道布局、培育发展新质生产力。此次遴选出的首批启航企业多数成立于3年以内，重点布局人工智能、量子信息、生物医药等新兴领域。
量子计算产业链曝光！这家公司被美国列入“实体清单”！
量子计算的上游产业链包括环境支撑系统、测控系统、各类关键设备组件以及元器件等，是研制量子计算原型机的必要保障。
因技术路线的成熟情况不同，硬件的研制和供给存在多样化个性需求，整体的上游产业链较为分散和碎片化。
产业链中游主要涉及量子计算原型机和软件，原型机是整个量子计算产业链的核心部分。目前，量子计算原型机中，超导、离子阱、光量子、硅半导体和中性原子等技术路线发展较快，其中超导路线备受青睐。
国内外对比上，美国原型机研制与软件研发占据一定优势，我国量子计算硬件企业数量有限且技术路线布局较为单一，集中在超导和离子阱路线，软件企业数量规模较少。
产业链下游则主要覆盖量子云计算平台和行业应用，属于开发的早期阶段。量子云计算领域的应用探索已经在金融、化工、人工智能、医药、汽车等领域开展，国外量子云计算平台优势在于后端硬件性能、软硬件协同程度、商业服务模式等方面。
国内在量子计算领域也有领军公司，并且在A股上市，被誉为“量子科技第一股”——国盾量子。2023年，国盾量子营业收入1.56亿元，同比增加15.87%，其中量子计算业务收入4478.25万元，同比增加44.16%。
图：国盾量子前十大流通股股东，来源：东方财富
据国盾量子2024年一季报显示，前三大流通股股东分别是中科大资产经营有限责任公司、潘建伟、中国科学院控股有限公司。
公开资料显示，国盾量子第二大流通股股东潘建伟为中国科学院院士，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院院长，主要从事量子光学、量子信息和量子力学基础问题检验等方面的研究。
此外，国盾量子及子公司上海国盾在2021年被美国列入“实体清单”至今仍未解除。公司在最新年报中表示，目前已采取多种措施积极应对，公司量子保密通信相关产品及量子计算操控系统等产品的核心组件已实现国产化，少量通用进口元器件均有国产化替代方案。
另外，还有其他A股上市公司业务覆盖量子计算、量子测量、量子通信、量子应用等量子科技领域，笔者根据Choice数据筛选供读者参考。
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