Willow 量子芯片
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量子信息技术专题研究(二):科技巨头加速布局,量子产业前景可期
国元证券· 2025-12-21 14:12
报告行业投资评级 - 推荐|维持 [6] 报告核心观点 - 量子计算的实际应用进展可能快于市场普遍预期,国际科技界已形成高度共识,量子计算将与经典计算、AI计算共同构成未来计算体系的“三位一体” [1] - 量子科技正由前沿探索走向对现有计算、通信与测量体系的重构,产业化有望逐步开启 [2] - 英特尔前首席执行官帕特·基辛格预言,量子计算将在未来两年内进入主流市场,并可能在本年代末(2030年前)开始取代现阶段主导AI的GPU芯片 [12][15] 量子科技产业概览与市场规模 - **量子通信**:2024年全球市场规模估计为9.51亿美元,预计从2025年的11亿美元增长至2034年的105亿美元,年复合增长率约28.3% [30];2024年中国市场规模为10亿元人民币,预计2025-2030年复合增长率达52.3% [34] - **量子计算**:2024年全球产业规模预计达50.4亿美元,2024-2030年复合年增长率将达87.64%,预计到2035年产业规模将达到8077.5亿美元 [44][45];2024年中国市场收入为1.185亿美元,预计到2030年将增长至4.10亿美元,2025-2030年复合年增长率预计为23.5% [51] - **量子精密测量**:预计全球产业规模将从2024年的16.74亿美元增长至2035年的44.97亿美元,年均复合增长率9.40% [59];2024年中国产业规模增至21.4亿元人民币,同比增长超过30% [62] 国际科技巨头布局进展 - **微软**:依托Azure Quantum平台推进量子-经典混合计算,并发布全球首枚基于拓扑量子比特的Majorana 1原型处理器 [3][66][68] - **谷歌**:新一代Willow量子芯片在误差校正和算力基准测试方面取得进展,并通过Quantum Echoes算法实现首个可验证的量子优势,运行速度约为当前最佳经典对手的13000倍 [3][74][76][77] - **IBM**:推出新一代120量子比特的Nighthawk处理器,并计划在2027年前建立涵盖哈密顿模拟、优化、机器学习与微分方程四大领域的量子应用库 [3][79][80][83] - **英伟达**:提出NVQLink架构实现量子处理器与GPU高速互联,并通过CUDA-Q平台支持混合量子应用开发 [3][86] 国内领先企业突破 - **国仪量子**:聚焦量子精密测量与量子传感,发布钻石单自旋传感器、量子磁力仪、微波场强仪三款前沿产品 [4][93] - **本源量子**:推出支持500+量子比特的第四代测控系统“本源天机4.0”,其“本源悟空”量子计算机已向全球163个国家和地区提供超3600万次算力服务 [4][99][100] - **国盾量子**:成功实现全球首款工程化四通道超低噪声半导体单光子探测器的量产,在多项核心指标上刷新世界纪录 [4][104] 产业发展驱动力 - 2025年诺贝尔物理学奖颁发给在宏观系统量子隧道效应及能级量子化领域做出开创性工作的科学家,提升了行业关注度 [2][17] - 中国政策持续加码,将量子科技纳入未来产业发展重点,并从顶层设计走向关键技术攻关与应用场景落地 [64][65]