后量子密码技术：应对量子计算威胁的关键防线

后量子密码技术：应对量子计算威胁的关键防线 2025年09月16日 ➢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，同时具备更低的能耗，在AI领域具有较大潜力。在全球科技巨头的争相布局下，量子计算软硬件体系已经初具雏形，根据ICV数据，2023年市场规模已达到47亿美元，预计2035年有望超过8000亿美元。硬件层面，超导量子计算进展斐然，国内量子计算产业与海外科技巨头差距不断缩小。应用层面，量子计算与各领域加速融合。 推荐 维持评级 ➢应对量子计算挑战，后量子密码技术加速演进。随着量子计算技术在硬件、算法等层面不断取得突破性进展，其强大的计算能力正给传统密码体系带来前所未有的威胁，现有基于大整数分解的大量加密系统都可能面临被破解的风险。后量子密码技术旨在构建能够抵御量子计算机攻击的新型密码体系，成为保障未来信息安全的重要技术手段。目前，美国在后量子密码领域的发展处于全球领先地位，国内则处于标准完善与产业试点阶段。 分析师吕伟执业证书：S0100521110003邮箱：lvwei_yj@glms.com.cn ➢聚焦未来技术变革，国内龙头企业加速布局。随着后量子密码技术的迅猛发展，国内网络安全与量子计算领域的龙头企业纷纷加速布局，从算法研发、硬件创新到行业场景落地等多个维度发力，积极推动后量子密码技术的迭代与应用拓展，力求在这一前沿领域占据先发优势，为我国构建未来自主可控的信息安全屏障提供坚实支撑。 相关研究 1.计算机周报20250914：再次强调国产AI infra机遇-2025/09/142.计算机周报20250907：空天计算为什么会成为“东数西算”破局关键？-2025/09/073.计算机行业2025年中报总结：收入加速复苏，盈利质量稳中有升-2025/09/034.计算机周报20250831：国产AI Infra崛起：从算力到云与数据库-2025/08/315.计算机周报20250824：国产AI算力与信创有望共迎拐点-2025/08/24 ➢国盾量子：完整产业链支撑后量子密码技术商业化落地； ➢三未信安：自主研发的量子计算时代的密码产品，涵盖从密码芯片到密码板卡、密码整机、密码系统的全系列抗量子密码产品体系；➢吉大正元：积极推进抗量子密码迁移研究，实现从算法到应用的全栈创新；➢天融信：战略投资入局量子计算，芯片级后量子密码卡引领安全产品升级；➢电科网安：发布“量铠”抗量子密码系列产品，构建全链条安全生态；➢格尔软件：精研前沿技术，抗量子迁移解决方案聚焦金融行业落地试点；➢国芯科技：推动量子技术+信创芯片结合，“算法-芯片-产品”全链条布局。 ➢投资建议：量子计算凭借指数级并行处理能力、全域协同特性与超低能耗优势，正从根本上颠覆传统计算架构，不仅成为破解AI算力瓶颈的颠覆性力量，也对传统密码体系的安全性构成严峻挑战。后量子密码技术旨在构建能够抵御量子计算机攻击的新型密码体系，成为保障未来信息安全的重要技术手段。当前，该技术的标准化进程加速推进，应用探索不断深入，国内外龙头企业亦纷纷加大布局力度，竞争态势日益凸显。建议关注国盾量子、三未信安、吉大正元、天融信、电科网安、格尔软件、国芯科技等后量子密码技术标的，以及启明星辰、科大国创、禾信仪器、神州信息、科华数据、中国长城、光迅科技、紫光国微、亨通光电等量子计算相关标的。 ➢风险提示：量子计算技术发展不及预期，行业竞争加剧。 目录 1应对量子计算挑战，后量子密码技术加速演进..........................................................................................................3 1.1量子力学颠覆经典计算体系，运算能力空前增强.......................................................................................................................31.2巨头争先入场，量子计算边界持续拓展........................................................................................................................................51.3量子计算威胁加密系统，后量子密码构筑全新防线...................................................................................................................81.4后量子密码发展现状：美国全球领先，中国持续追赶...............................................................................................................9 2.1三未信安............................................................................................................................................................................................132.2天融信................................................................................................................................................................................................142.3电科网安............................................................................................................................................................................................152.4吉大正元............................................................................................................................................................................................162.5国盾量子............................................................................................................................................................................................172.6格尔软件............................................................................................................................................................................................172.7国芯科技............................................................................................................................................................................................18 1应对量子计算挑战，后量子密码技术加速演进 1.1量子力学颠覆经典计算体系，运算能力空前增强 量子计算是基于量子力学的独特行为（如叠加、纠缠和量子干扰）的计算模式，基本信息单位为量子比特。据微软，在物理学中量子是所有物理特性的最小离散单元，通常指原子或亚原子粒子（如电子、中微子和光子）的属性。量子比特是量子计算中的基本信息单位，在量子计算中发挥的作用与比特在传统计算中发挥的作用相似，但经典比特是二进制、只能存放0或1位，而量子比特可以存放所有可能状态的叠加。量子计算所运用的物理特性主要包括： 1）量子叠加：处于叠加态时，量子粒子是所有可能状态的组合，它们会不断波动，直到被观察和测量；以抛硬币为例，经典比特可以通过正面和反面来度量，而量子比特能够代表硬币的正反面以及正反交替时的每个状态； 2）量子纠缠：纠缠是量子粒子将其测量结果相互关联的能力，当量子比特相互纠缠时，它们构成一个系统并相互影响，人们可以使用一个量子比特的度量来作出关于其他量子比特的结论，通过在系统中添加和纠缠更多的量子比特，量子计算机可计算指数级的更多信息并解决更复杂的问题； 3）量子干扰：量子干扰是量子比特固有的行为，由于叠加而影响其坍缩方式的可能性，量子计算机旨在尽可能减少干扰，确保提供最准确的结果。 资料来源：爱集微，本源量子，民生证券研究院 与传统计算相比，量子计算能够带来更强的并行计算能力、协同处理能力和更低的能耗。据赛迪智库、东进技术，量子计算通过量子态的受控演化实现数据的存储计算，可以分为数据输入、初态制备、量子逻辑门操作、量子测算和数据输出等步骤，其中量子逻辑门操作是一个幺正变换，这是一个可以人为控制的量子物理演 化过程；经典计算机的运算模式为逐步计算，一次运算只能处理一次计算任务，而量子计算为并行计算，可以同时对2^n个数进行数学运算，相当于经典计算重复实施2^n次操作。同时，量子计算机中多个处于纠缠态的量子比特之间存在瞬时关联，即便相隔甚远，对一个量子比特的操作也会立即影响其他纠缠量子比特，这种特性使得量子计算机在处理多体系统、复杂网络等问题时，能够快速捕捉到系统各部分之间的关联和相互作用，完成传统计算机难以胜任的复杂计算任务。能耗方面，传统芯片的特征尺寸很小（数纳米）时，量子隧穿效应开始显著，电子受到的束缚减小，使得芯片功能降低、能耗提高，传统摩尔定律失效。相较之下，量子计算中的幺正变换属于可逆操作，有利于提升芯片的集成度，进而降低信息处理过程中的能耗。 资料来源：爱集微，本源量子，民生证券研究院 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。在经典计算中，计算能力与晶体管数量成正比例线性关系，而量子计算机中算力将以量子比特的指数级规模增长，据中国计算机学会微信公众号，2012年“量子优势”（同样的计算任务，量子计算速度高于传统计算）的概念被提出，并在2019年由谷歌团队实现了实验验证，2020年，潘建伟院士团队基于高斯玻色采样模型成功构建了76个光子的量子计算原型机“九章”进一步验证了量子优势。量子计算机所能拥有的量子比特数由最初的2量子比特增长到了数百量子比特，并正以可观的速度继续增长，这为实现更可靠、更大规模的量子计算，以及挖掘基于量子计算的人工智能应用带来更多可能性。 资料来源：中国计算机学会微信公众号，民生证券研究院 1.2巨头争先入场，量子计算边界持续拓展 量子计算软硬件体系已经初具雏形。