机械行业量子科技专题”十五五“重点发展方向，在不确定性中迈向未来

机械行业量子科技专题”十五五“重点发展方向，在不确定性中迈向未来 2026.3.4 分析师：寇鸿基执业证书编号：S0740525060005 分析师：王子杰执业证书编号：S0740522090001 p量子科技正走向应用实践，重塑未来：量子科技是利用量子的量子力学特性（如叠加、纠缠），进行信息处理、传感和物质操控的技术。由于近年来量子技术的不断突破，量子科技的产业化进程已形成由上游核心硬件、中游系统集成与下游行业应用构成的清晰产业链。根据麦肯锡预测，预计到2035年全球量子产业市场规模将达到高达970亿美元。其中：1）量子计算创造的全球价值可能在280亿-720亿美元之间。2）量子通信可能在110亿-150亿美元之间。3）量子传感可能在70亿-100亿美元之间，总计高达970亿美元。预计整体市场到2040年或达到1980亿美元。 p量子科技是战略级产业，国家间竞赛正悄然展开：从总量来看，美国在授权专利总量方面保持领先地位。而我国在物理科学领域的量子技术出版物数量占比达42%，位居全球首位。我国在量子产业科研成果较多，但在产业化上仍与美国仍存在阶段性差距。在公共投资上，中国和美国呈现"双雄并立"格局，政府投资规模远超其他国家。在社会融资效率上，2025年Q1-Q3，美国量子企业融资总额达到$4045.06M，而中国同期仅为$79.23M，两者差距高达约51倍。鉴于“十五五”规划将量子产业发展提至较高地位，后续我们预计或有进一步提高公共投资及社会化融资效率的产业政策出台，中国追赶的决心毋庸置疑。 p量子科技产业链远期价值巨大：未来十年，量子计算市场或将步入一个规模巨大且高度商业化的新阶段：1）量子计算领域：量子比特环境、测控系统、量子芯片。2）量子通信领域：量子随机数发生器（QRNG）、量子密钥分发（QKD）、抗量子密码（PQC）保障信息传输安全，产业应用覆盖国防、金融、电信等领域。量子精密测量领域：量子陀螺仪、量子压力、量子重力梯度仪、量子电磁场计、量子磁力计、量子重力仪。 Ø建议关注相关标的：国盾量子（量子科技领域领军企业，稀缺量子全产业布局标的）、广电计量（主业增长稳健，开拓量子精密测量）、中集车辆（间接投资量旋科技）、金卡智能（间接持有国科量子通信网络股权）、罗博特科（子公司ficonTEC在光计算方向与世界知名量子领域的企业在测试和组装方面建立业务及合作关系）、禾信仪器（拟收购量曦技术迈入稀释制冷机行业）、普源精电、大豪科技、蜀道装备、恒润股份、国仪量子（拟上市）、频准激光（拟上市）。 p风险提示：量子科技产业发展不及预期；相关标的业务进展不及预期；相关标的业绩不及预期；研报使用的信息存在更新不及时风险；市场规模测算偏差。 从“物理原理”到“应用实践”的跨越：量子科技重塑未来1 目录 2国别竞争：我国从“单项冠军”到“全方面发展” 量子市场：计算引领远景，通信与测量开启早期商用 C O N T E N T S 相关标的梳理 4 1.1、量子科技：从“物理原理”到“应用实践”的跨越 Ø量子是某些物理量不可再分的最小基本单位。量子系统具有内禀的不确定性，这种不确定性是微观粒子波粒二象性的体现：量子科技正是利用量子的量子力学特性（如叠加、纠缠），进行信息处理、传感和物质操控的技术。量子纠缠实现了量子系统之间的超距关联，是实现量子通信和量子网络的基础；量子叠加提供了并行计算能力，是量子算法实现加速的根本原因。 Ø量子科技的底层逻辑建立在基本原理之上：1）当两个或多个量子比特形成纠缠态时，它们的状态不再是独立的，而是作为一个整体存在——即使它们在空间上相隔遥远，对一个量子比特的测量会瞬间影响其他纠缠比特的状态。这种“非定域性”是量子通信、量子密钥分发和量子网络的核心基础，也为分布式量子计算提供了物理可能性。2）量子叠加是量子比特区别于经典比特的关键特性。一个经典比特只能处于0或1中的某一个状态，而一个量子比特可以同时处于｜0⟩和｜1⟩的线性组合状态，即叠加态。这种特性使得一个含有n个量子比特的系统能同时表示2ⁿ个可能的状态，从而在处理某些问题时（如大数分解、量子模拟）实现指数级的计算加速。 来源：现代服务产业技术创新联盟，中泰证券研究所 1.1、量子科技：从“物理原理”到“应用实践”的跨越 Ø当前量子科技的工程化突破主要体现在三大领域： Ø1、量子计算：经典计算中，运算是线性的，而量子运算是并行的，因此即使经典比特位数提升也只有一条线路；而n个量子比特，可以实现种运算线路，即在优化、模拟与机器学习等领域实现指数级加速。其核心挑战在于克服退相干与操作误差，当前主要技术路线包括超导、离子阱、光量子、中性原子等；n2 Ø2、量子通信：基于量子不可克隆（一个未知的量子信号无法被完美复制）与测不准原理（任何窃听行为都会不可避免地留下痕迹，从而被通信双方立刻发现）。实现原理上无条件安全的密钥分发，中国通过“墨子号”卫星与千公里级光纤网络，率先实现了从实验室到天地一体化的规模化应用； Ø3、量子测量：利用原子、光子等量子体系对环境参数的极高敏感性，实现在时间频率、重力、磁场等领域超越经典极限的测量精度。这一技术有望在时间频率基准（如更高精度的原子钟）、地球物理勘探（如重力/磁场测绘以探测地下资源）、以及生物医学成像（如新一代量子增强型核磁共振）等诸多领域引发革命性变化。 来源：光子盒研究院，中泰证券研究所 来源：华东师范大学，中泰证券研究所 1.2：量子科技发展历程：近半个世纪来逐步迈向应用 Ø1984年首个量子密钥分发协议提出：IBM科学家提出首个量子密钥分发协议，开创了量子保密通信新范式。该协议基于量子不可克隆原理，从物理机制上确保了密钥分发的无条件安全性，突破了传统密码学的局限，提出了利用单光子量子态进行信息编码和传输的基本框架，为后续的BB84等协议奠定了理论基础。标志着量子通信从纯理论研究迈向工程化探索的开端，推动了量子光学和量子信息技术的交叉融合。 Ø1994年Shor量子算法问世：Shor提出的大数分解量子算法，展现了量子计算的颠覆性潜力。该算法在理论上证明量子计算机可高效解决传统计算机难以攻克的大数分解问题，对现代密码体系构成直接挑战。这不仅推动了量子纠错编码理论研究，还激发了全球对量子计算的研究热情，促使政府和企业加大投入，为后续量子处理器设计指明了方向，促使研究人员开始探索量子比特的物理实现方案。 Ø2016年“墨子号”量子卫星发射：我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星，实现了星地量子通信的关键技术突破。该成果标志着量子通信从地面光纤传输迈向天地一体化传输新阶段，为构建全球范围的量子通信网络奠定了技术基础，也使中国在量子通信应用领域确立全球引领地位，推动了量子保密通信的标准化和产业化进程。 Ø2019年谷歌量子计算突破：谷歌研发的53量子比特处理器首次在特定任务上实现超越传统超级计算机的计算能力。这一突破证明了量子计算在解决特定问题上的实际可行性，为量子计算发展树立了重要里程碑。其设计的量子随机线路采样问题充分发挥了量子并行计算优势。 Ø2025年谷歌Willow再度突破：2025年谷歌Willow再度突破：谷歌宣布其量子计算研究团队开发出一种全新算法（命名为“量子回声”），并通过Willow首次完成了传统计算机无法完成的任务。量子计算从理论验证向实际应用迈出关键一步。 1.3、产业全景：量子科技产业链概览 Ø量子科技的产业化进程已形成由上游核心硬件、中游系统集成与下游行业应用构成的清晰产业链。上游：核心硬件与系统，提供维持量子效应、操控量子态的关键仪器、元器件（如量子比特载体、低温设备等）；中游：系统集成，基于上游组件打造量子计算原型机、通信设备、精密测量仪器等可运行系统；下游：行业应用，将量子技术赋能国防、金融、科研等领域，实现颠覆性价值。 量子计算：上游是量子比特载体（超导/离子阱/光量子组件）、低温设备等核心硬件；中游集成原型机；下游通过云平台提供算力服务。量子通信：上游生产单光子探测器、量子密钥分发器等关键器件；中游建设量子通信网络与设备；下游服务政务、金融等高安全领域。量子精密测量：上游研发量子传感器；中游制造精密测量仪器；下游服务科研、资源勘探、医疗成像等场景。 1.4、市场展望与突破焦点 Ø量子计算：未来突破焦点在于量子纠错与通用化落地。当前量子比特易受环境干扰产生计算误差，行业需通过提升量子门可靠性、延长量子态稳定时间，同时开发适配不同硬件的纠错方案来解决。IBM、谷歌等企业正通过扩大量子比特规模、优化算法兼容性，推动技术从“小众科学计算”向“通用算力服务”跨越。 Ø量子通信：核心突破点是量子中继技术与量子互联网构建。目前量子通信在光纤中传输距离有限，量子中继可通过“分段接力”突破这一限制。各国正发力研发高性能量子存储器，实现量子态的高效存储与交换，目标是打造覆盖全球的量子保密通信网络，为政务、金融等领域提供“无条件安全”的通信基础设施。 Ø量子精密测量：突破方向是传感器商业化与场景规模化。该领域技术成熟度相对较高，重点是将实验室级的高精度设备转化为可量产的商用产品，解决芯片化、小型化与成本控制问题。未来在资源勘探（如地下矿产探测）、医疗成像（如高精度脑扫描）、工业检测（如芯片缺陷筛查）等场景，有望率先实现商业化落地。 1.4、市场展望与突破焦点 Ø根据麦肯锡预测，预计到2035年全球量子产业市场规模将达到高达970亿美元。其中：1）量子计算创造的全球价值可能在280亿-720亿美元之间。2）量子通信可能在110亿-150亿美元之间。3）量子传感可能在70亿-100亿美元之间，总计高达970亿美元。预计整体市场到2040年或达到1980亿美元。 Ø投融资方面：1）总金额回升，2024年，全球量子技术初创企业融资总额达20亿美元，较2023年的13亿美元增长50%，向投资高峰回升。2）政府投资加大，私营部门资金（主要来自风投和私募股权公司）占比三分之二（约13亿美元），较2023年下降19个百分点；公共资金占比则提升至34%（约6.8亿美元），同比上升19个百分点。3）头部企业效应明显，PsiQuantum和Quantinuum两家后期初创企业占全年总投资额的近50%（9.25亿美元）。 来源：麦肯锡、光子盒，中泰证券研究所 来源：麦肯锡、光子盒，中泰证券研究所 1.4、市场展望与突破焦点 Ø近年来成立的量子技术初创企业有所下降，行业开始逐步聚焦价值实现，并展现头部效应，2024年初创企业的主要增长来自亚洲与欧盟（8家欧盟、5家亚洲）。量子初创企业正加速形成创新集群，当前最活跃的量子计算集群位于美国，已逐步从新成立的初创公司演变到向集聚中心的整合阶段，考虑到量子产业未来的巨大商业化价值，各国均在加速追赶。 Ø2024年新成立的初创企业大多专注于设备、组件或应用软件开发。设备和组件、应用软件环节对新成立的初创企业较有吸引力，当前大多数量子计算特定公司尚未盈利，因此组件制造商获得了主要价值实现，开发应用获得的商业化价值相对较少。未来5-10年，随着组件变得更加标准化，价值或将从设备和组件转向应用软件和服务。 来源：麦肯锡、光子盒，中泰证券研究所 从“物理原理”到“应用实践”的跨越：量子科技重塑未来 目录 2国别竞争：我国从“单项冠军”到“全方面发展” 量子市场：计算引领远景，通信与测量开启早期商用 3 C O N T E N T S 4相关标的梳理 2.1、我国发展：通信安全领域领先，期待整体科研成果产业化 Ø量子科技是战略级产业，国家间竞赛正悄然展开。从总量来看，2024年全球量子技术（QT）专利授权量同比增长13%，美国在授权专利总量方面保持领先地位。而我国在物理科学领域的量子技术出版物数量占比达42%，较2023-2024年提升7个百分点，位居全球首位。我国在量子产业科研成果较多，但在产业化上仍与美国仍存在阶段性差距。 Ø在量子计算领域里，美国专利显著领先，中国紧随其后。截至