银河证券：量子通信与计算两翼齐飞，铸就国家名片
1.事件
1.全球首颗量子通信科学实验卫星有望在8月发射。如果该卫星成功运行,中国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,并结合地面已有的光纤量子通信网络,初步构建一个广域量子通信体系。
2.中科大微尺度物质科学实验室的王征飞教授团队基于铁基高温超导材料研究发现的新型一维拓扑边界态,有望解决量子计算机中马约拉纳费粒子的不稳定情况,为人类叩开高能量子计算机的大门提供了一把关键性的钥匙。之前清华大学教授姚期智牵头进行的量子计算的研究也在2000年获得图灵奖,有计算机界诺贝尔之称。
这是继中科大潘建伟院士“多自由度量子隐形传态”科研成果被公认为2015年度国际物理学最重大突破后的又一标志性事件。此前,潘建伟的研究成果曾经作为《自然》和《科学》杂志的一期封面,备受推崇。
2.我们的分析与判断
(一)技术革命,国家名片
我国量子通信领域的成就举世瞩目,南科大、北清华领先的研发团队,在量子通信与量子计算领域已颇有建树,而京沪干线、沪杭线、包括政务骨干网的建设陆续落地,材料的突破与量子卫星的突破将成为又一标志性事件。
目前我们所说的量子通信是狭义上的量子密钥通信,即通过量子纠缠手段实现密钥的高保密传递,密文本身仍然通过经典信道传送。是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式。古人在信封上用火漆封口,信件一旦在运输途中被拆开,便会留下“泄密”的痕迹。量子密钥在量子通信中的作用比火漆更彻底:一旦有人试图打开信件,量子密钥会让信件自动销毁,并让使用者获知情况。因此,量子通信不可以被窃听,不可以被复制,理论上“绝对安全”。
量子通信的特点自然使得它首先成为国家安全、军事方面的宠儿,然后再由军事应用向其他民用产业方向扩展。量子通信主要包括如下的四种模式:量子密钥分配(QKD,quantumkeydistribution),量子隐形传态(quantumteleportation),量子机密共享(quantumsecretsharing)和量子安全直接通信(quantumsecuredirectcommunication)。目前可以生产和商用的是量子密钥分配模式的量子保密通信网络。
目前我们所说的量子通信是狭义上的量子通信,即通过量子纠缠手段实现密钥的高保密传递,密文本身仍然通过经典信道传送,主要载体是光纤。
要了解密钥的量子传送,首先要了解量子纠缠状态。量子纠缠:一对处于量子纠缠态的粒子,其自旋状态必然相反。一旦其中一个被观测而确定状态,另一个的状态也就随之确定(称为纠缠坍塌)。比如我发一组信息给你,有人在窃听,截取了这个消息。他如果不想暴露,就必须复制一模一样的数据给你,但根据量子态不可克隆原理,他发出来的信息大部分都是错的。当你接受到数据之后,我和你会公布一小部分数据,看看是否一致,如果错误率较高则证明有窃听者。量子通信的数据载体是经过偏振编码的光,基本的通信协议是bb84编码。
量子通信是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式。量子通信与传统通信技术相比,具有如下主要特点和优势:(1)具有极高的安全性和保密性,不可克隆,没有电磁辐射,无法被无线监听或探测;(2)量子通信的线路时延近乎为零,量子信道的信息效率相对于经典信道量子的信息效率高几十倍;(3)抗干扰性能强,传输能力强,量子通信与传播媒介无关,传输不会被任何障碍阻隔,量子隐形传态通信还能穿越大气层,既可在太空中通信,又可在海底通信,还可在光纤等介质中通信。
(二)科大牵头,世界领先
就我国科技发展水平而言,量子通信的发展在世界处于领先水平,尤其以潘建伟院士带头的科大系团队,在国际上与之比肩或差距较小的团队少只有少。今年一月份的国家技术进步大奖也说明国内科技界对量子通信领域研究成果的重视。
而在我国,量子领域的建树频频,清华大学教授姚期智牵头进行的量子计算的研究也在2000年获得图灵奖,有计算机界诺贝尔之称,而此次科大系潘建伟院士的成就也被誉为年度物理学界顶尖成果。
目前我国已将以量子通信系统为核心的量子调控技术列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中重大研究计划。我国从2001年开始,在科技部“973”计划、“863”计划、国家自然科学基金重点项目、中科院知识创新工程重大项目的前瞻性支持下,量子通信科研方面取得了许多重要研究成果。
在不需要中继的情况下,我国的量子通信技术可以在200多公里的距离上保证通信安全。在这一层面,我国是在世界上领先的。这项技术应用到实际层面上,安全距离可达100多公里,我国与美国、欧洲、日本等科技发达国家水平相当乃至超越。
(三)产业应用,梦想照进现实
就产业应用而言,量子通信早已不是实验室的概念,在科大所在地安徽省,早在2010年在芜湖就建立了世界首个量子城域政务网,并涵盖了芜湖电子政务、金融信息量子通信试验网,包括保密声音、图像、文件、动态视频的绝对安全通信。之后合肥城域网、工行城域网、济南城域网、杭州城域网等一系列的城域网及行业量子通信网建设从实践领域拓展了量子通信的应用范围。
在目前的量子通信网络建设而言,所有核心器件都已经实现了国产化,实现了我国在该领域的弯道超车。
(四)国际翘楚,风口浪尖
京沪干线大概率明年交付,突破了量子通信远距离传输的障碍,在途设置传输中继,尽量避免因信号衰减造成了失真问题,并采用量子通信技术进行通信保障,国家核心安全数据和金融数据的传输将首先得到保证。
G20峰会的主题之一将无可避免的落到反恐及国家安全方面,“绝对安全”的量子通信技术或被提及进而引发资本市场的关注。“十三五”将量子通信发展放到了非常重要的战略位置,国际以及国内的形势以及政策,都把量子通信技术推到了风口浪尖。
今年用于科研测试的第一颗量子卫星即将发射,其价值不亚于第一次发射“北斗”卫星。“北斗”卫星使得我国突破了导航以及无线通信的国外封锁,量子卫星的发射的意义不是“突破”国外技术封锁,而是引领国际通信安全的潮流。
3.投资建议
量子通信产业链包括产业应用、平台建设、基础设施、信号收发器(激光器),我们认为京沪干线的商用及众多城市量子通信城域网建设将更大规模促使具有自主知识产权的量子通信网络建设铺开,产业链存在重大投资机会。
目前商业化程度最高,工程经验最丰富的是科大系下两大非上市公司,科大国盾量子技术股份有限公司及安徽问天。
科大国盾发源于中国科学技术大学,是产学研在量子通信领域落地最完备、技术最先进、专利数目最多、研发实力最强的创新型公司。目前拥有中国最多的量子通信领域技术专利,专利数世界第五,系列化产品涵盖量子通信网络设备、终端设备、核心器件、以及系统性的管控和应用软件均实现自主研发,可提供信息安全整体解决方案。是济南量子通信实验网、合肥城域量子通信试验示范网、金融信息量子通信验证网、“京沪干线”主要建设方。
同样科大系下面的安徽问天,在量子密码领域的突破亮眼,也是我国量子密码标准制定牵头单位,可提供量子信息安全系统核心解决方案。核心优势是构建了量子密码通信核心技术自主知识产权的完整体系,处于国际领先地位。全球首个量子政务网--芜湖政务网的承建商。
就A股的投资机会而言,产业链相关公司值得我们重点关注:
【神州信息】:旗下神州数码第一名中标量子信息“京沪干线”联调系统,金额过亿,随着“京沪干线”的建设,业绩将逐步兑现。
【浙江东方】:旗下持股49%的浙江国贸东方投资管理公司与中科大量子通信技术潘建伟团队合作,在浙江省杭州市海创园内设立“浙江神州东方量子网络技术有限公司”。合资公司将作为浙江省量子通信产业化平台,也是潘建伟院士研究成果的落地方之一。
【科华恒盛】参股安徽国盾,最纯正的量子通信标的。
计算机板块重点推荐【蓝盾股份】(与华南师范大学联合设立量子密码技术实验室,业绩好)。
4.风险提示
产业发展不达预期。
