2016年中国量子通信行业产业链分析及市场规模预测

　　一、量子通信产业链分析

　　量子通信产业链上游主要是信号处理芯片、雪崩光电二极管（APD）等元器件及各类核心设备。国内能够提供核心设备的公司并不多，主要包括国盾量子（浙江东方参与出资成立）、问天量子和神州量通（都飞通信控股51%）。国外厂商主要包括瑞士IDQ公司、美国Bennet公司等。

　　量子通信产业链中游主要包括网络传输干线提供商和系统集成商。以量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目为例，提供传输干线服务的公司是中国有线电视网络有线公司，提供系统集成服务的公司包括神州数码系统集成服务有线公司（神州信息子公司）、中国通信建设集团有线公司（中国通服子公司）等。

　　量子通信产业链下游主要是各种行业应用，如金融、军事、政务、商务等领域。提供的产品包括量子电话、基于量子保密技术的IDC、量子白板等。

量子保密通信产业链

　　二、量子通信应用场景分析

　　目前，量子保密通信运用较为成熟领域有三个，分别是国防、金融、政务。

　　1、量子通信在金融行业的应用

　　（1）金融信息量子通信验证网

　　2011年上半年，针对金融信息安全的要求，新华社和中国科学技术大学合作开展了量子通信技术在金融信息传输方面的研究。2011年9月底，双方合作建成了连接新华社新闻大厦和新华社信息交易所的“金融信息量子保密通信技术验证专线”，当年11月底，将该“专线”扩展成为4个节点、3用户的“金融信息量子通信验证网”。

　　2012年2月21日，“金融信息量子通信验证网”在新华社金融信息交易所开通，标志着量子通信技术首次在金融信息传输领域的应用。

　　“金融信息量子通信验证网”使用北京联通提供的商用光纤，线路最长超过20公里，在此网络上的量子密钥成码率达到10Kbps以上，该验证网支持高保密性视频语音通信、实时文字交互和数据传输。高速数据传输的速率达到300Mbps以上，能够满足大多数加密通信应用的需求。

金融信息量子通信验证网结构图

　　（2）工行试水量子通信

　　2015年2月1日，中国工商银行成功应用量子通信技术实现了工行北京分行电子档案信息在同城间的加密传输，标志着量子通信在国内银行业首次成功应用。 据工行内部人士介绍，为了进一步提升信息安全水平，工行与中国科学技术大学合作实施了“量子保密通信京沪干线技术验证及应用示范项目”，目前的应用主要是柜面业务客户信息凭证、信贷审批凭证、信用证等加密传输。预计今年会实现工行在上海的数据中心处理的业务通过“京沪干线”量子通信通道传输到北京数据中心做异地备份。未来工行最核心的数据都会在量子加密信道上传输，以保证信息的安全性。

　　据了解，在银监会的支持下，除了工商银行外，民生银行、北京农商行等金融机构都参与了量子通信的改造。

　　2、量子通信在政务行业的应用

　　（1）芜湖量子政务网

　　2009年5月18日，世界首个量子政务网在安徽芜湖市试运行，标志着量子通信技术在政务行业的成功应用。

　　芜湖量子政务网是郭光灿院士和韩正甫教授带领的团队与芜湖市政府合作完成的，其所使用的核心器件（包括光电调制芯片）都是中科大自主研发或与国内单位联合研制的，整个网络实现了全部国产化。芜湖量子政务网也标志着我国量子保密通信产业化迈出关键一步。

　　（2）合肥城域量子通信试验示范网

　　合肥城域量子通信试验示范网于2010年7月开工实施，2012年3月30日成功开通，由中国科学技术大学和安徽量子通信技术有限公司（国盾量子的前身）承建，是世界首个规模化城域量子通信网。

　　据报道，合肥城域量子通信试验示范网成功搭建了46个节点、40组用户，覆盖合肥市主城区，用户涵盖省市政府机关单位、金融机构、军工企业、研究院所等。这46个节点内的用户可以互相通话，但无法拨打其他的电话，其他的电话也无法拨入。

　　合肥城域量子通信试验示范网具有网络扩容能力，能够提供量子安全下的实时语音通信、实时文本通信及文件传输等功能。

城域量子通信实验示范网结构图

　　（3）济南量子通信试验网

　　2014年3月26日，经过两年多的努力，由山东量子科学技术研究院承建的“济南量子通信试验网”正式投入使用。“济南量子通信试验网”的顺利运行，标志着量子通信城域网技术已经发展成熟。

　　“济南量子通信试验网”总投资1.22亿元，包括三个集控站，50个用户节点，28个节点单位，可以为省内含省直机关事业单位、高校、银行等提供超过90部量子加密的语音电话、传真、文本通信和文件传输业务，业务接通率达到99%以上。

　　下一步“济南量子通信试验网”将与国家863项目的中远距离试验床进行对接，并作为“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程的重要接入网络。

　　3、量子通信在国防行业的应用

　　利用量子通信技术在军事国防行业进行信息加密传输具有广阔的市场空间。2002年，美国制定的“十年发展规划”中明确提出，“到2012年发展一套可行的带有足够复杂度的量子计算技术”，美国全国科学基金会投资5000万美元对量子通信进行研究。目前，美国白宫和五角大楼安装了量子通信系统，并已投入使用。

　　中国军队在量子通信技术上也并不落后。据报道，中国已经成功利用高功率蓝光激光器实现了自由空间量子信息传输，其传输距离达到16公里，证实了利用卫星实现远距离量子通信的可行性。据介绍，中国军队利用蓝色激光进行传输实验，美国则是利用红外线。蓝色激光和红外线在传输距离和强度上各有优劣，主要区别在于蓝色激光在水中的穿透性更强，可广泛应用于水下通信。

　　2009年，在60周年国庆阅兵期间，潘建伟团队在天安门城楼、中南海、国庆阅兵指挥部等关键地点之间构建了实时语音加密“量子通信热线”，用于保障重要信息传送。

　　2012年11月，在党的“十八大”期间，根据会务组的安排，在部分核心部位部署量子通信系统，为会议提供基于量子技术的安全通信保障。潘建伟团队成功部署了与会代表信息数据库实时高速同步、音视频密话指挥网络系统。在会议期间，该系统成功实现了7×24小时零故障运行，并被安排在现场长期部署使用。

　　4、量子通信广域网（京沪干线、杭沪干线）

　　量子保密通信“京沪干线”总体目标是建成连接北京、上海，贯穿济南、合肥等地的量子保密通信骨干线路，连接各地城域接入网络，打造广域光纤量子通信网络，建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。项目实施分为三个阶段，第一阶段为技术验证和分系统联试阶段，第二阶段为室内联试阶段，第三阶段为工程建设的应用示范阶段。

量子保密通信“京沪干线”路线图

　　据潘建伟介绍，京沪干线将于今年下半年开通。目前已有多个公司参与到“京沪干线”的建设当中。

　　三、量子通信市场规模预测

　　根据预测，国内量子通信短期市场规模在100-130亿元左右，长期市场规模将超过千亿。

国内量子通信市场规模预测

　　从技术角度来看，量子通信的商用仍面临一些挑战。首先，量子通信在成码率、稳定性、抗干扰性能还存在一些局限性。在现有条件下，基于量子密钥分配或量子隐形传态的通信技术很难超越经典通信系统在通信速率、通信距离、抗干扰等方面的性能。现有的光量子传输速率仍达不到光纤传输的。光纤量子密钥分发系统安全码率在10KM传输距离下达1Mbps，最远传输距离达300KM。第二，理想的量子通信协议在现实技术条件下难以实现。就单光子通信而言，单光子源生成、量子态控制及量子测量等技术并不成熟。第三，光子损耗及量子退相干问题。在对量子通信过程中，如何尽量减小光子损耗，保持量子特性不被破坏，减少量子退相干效应是目前技术难题。

　　从产业化角度来看，目前的量子通信还存在一些亟待解决的问题。首先采用量子通信技术进行数据的传输，传输成本可能比经典通道传输信息要更高，如何在提升性能的同时降低成本是一个值得探索的问题。其次，目前量子通信项目的开展主要以高校、科研院所为主，是一个小范围游戏，市场其他设备厂商、集成商参与范围很小，不利于产品的产业化和推广。第三，目前国内仍未有量子通信相关标准。需要将目前的技术进行专利化和标准化，才有利于产业的发展。