关于 量子通信，小编在 www.hanghangcha.com 帮你找到了些数据希望对你有所帮助。
中国量子通信行业市场概述
量子世界基本理论
量子理论相关概念
•量子：量子是构成物质的最基本单元，是能量的最基本携带者。人们所熟知的分子、原子、电子、光子等微观粒子，都是量子的一种表现形态。以光为例，光是由一个个“光量子”所组成的，一个“光量子”的能量就是光能量变化的最小单位。量子具有 不可克隆 和 不可分割 的两大基本特性。
•量子叠加：量子叠加是指一个量子系统可以处于不同量子态的叠加态上。物理学家发现量子状态无法确定，量子在同一时间可能出现在A地也可能出现在B地，即量子在某个位置出现是概率性的，并非确定性。1935年奥地利物理学家薛定谔提出“薛定谔的猫”理论，是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。该理论形象地表述为“一只猫可以同时既是活的又是死的”。该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题，把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来，以此求证观测介入时量子的存在形式。
•量子纠缠：量子纠缠是指处在特殊状态中的两个量子粒子，不管其空间分离多远，当对其中一个粒子施行操作或测量，远处的另一个粒子状态会瞬时发生相应变化，通俗来讲，就是相隔甚远的两物可以瞬间影响彼此行为。量子纠缠有一个最为直接的应用，就是备受关注的量子通信。
量子通信的概念与分类
量子通信 是指利用量子力学基本原理或基于物质量子特性的通信技术。量子通信是目前唯一已知的无条件安全通信。利用量子不可克隆和不可分割的特性可以实现安全量子密钥分发，实现不可破译的保密通信。量子通信包括 量子密钥分发（QKD）和 量子隐形传态（QT）等典型应用形式。
•量子密钥分发QKD 是最先实用化的量子信息技术，可用来实现经典信息的安全传输。由于单个量子不可分割、未知单量子态无法精确测量及复制，若QKD采用单个量子作为载体，攻击者无法通过窃取单量子一部分并检测其状态的方法来获取密钥。QKD具备高可靠、高安全性，可有效抵抗任意的量子计算和非量子计算破译威胁。
•量子隐形传态QT 可构建量子信息网络，是未来量子通信研究与应用探索的重要方向，近期欧美大力布局规划推动研究与实验，但距离实用化仍有很长距离。
量子通信具有高效安全优势
量子通信相与传统通信方式相比，具有以下明显优势：
•无条件安全性：理论上，即使攻击者具有无限的计算资源和任意物理学容许的信道窃听手段，量子通信仍可保证通信双方安全地交换信息。这是量子通信相对传统通信最突出的优势。因为其密钥具有不可复制性和绝对安全性，一旦有人窃取密钥，整个通信信息就会“自毁”并告知使用者。
•高效性：利用量子态的叠加性和纠缠特性，有望以超越经典通信极限的条件下传输和处理信息。因此，量子通信对金融、电信、军事等领域有极其重要的意义，并在实际中最先获得了发展和应用。
•隐蔽性好：量子通信没有电磁辐射，第三方无法进行无线监听或探测。
•应用广泛：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。因此，量子通信应用广泛，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。
•抗干扰性能强：量子通信中的信息传输不通过传统信道，与通信双方之间的传播媒介无关，具有完好的抗干扰性能。
量子保密通信vs非量子保密通信
量子保密通信与基于密码的加密通信、加密认证等具有相似的功能，但由于二者在安全原理和实现方式上存在区别，目前存在差异化竞争，但可互相结合、共同发展。
•非量子保密通信 特指在现代密码学范畴内，利用密码技术实现的加密通信。非量子保密通信技术基于数学算法，现有技术成熟度较高，技术标准体系齐全，企业部署成本相对较低，已广泛应用于社会经济生活的信息和数据保护领域。目前量子计算对此类加密通信最大的威胁是Shor算法对基于因子分解和离散对数困难问题的公钥密码算法的破解。
•量子保密通信 基于量子物理机制，具有可证明的抵抗计算破解的信息理论安全，产品已达到实用程度，仍有提升的空间，相应的技术标准体系仍在建设当中。相比非量子保密通信技术，量子保密通信技术的使用成本相对较高，目前处于技术和应用推广期，未来需要不断突破芯片化等技术，降低使用成本。
中国量子通信行业发展历程
从理论研究到产业应用
自上世纪八十年代以来，伴随着量子通信技术理论的发展，从实验室试验到工程样机、工程化、网络化解决方案，量子通信已形成具有高技术门槛的重要产业，行业成熟度不断提升。全球量子通信技术的发展大致可分为四个阶段，分别为探索和试验研究阶段、理论重大突破阶段、行业案例积累阶段、生态逐步完善阶段。
我国在量子通信领域已经走在了世界前列，与英国、瑞士、美国并驾齐驱。相对于世界其他国家，我国在量子通信理论技术研究和产业化应用两方面都处于世界领先地位，目前已具备产业化基础，随着世界第一颗量子实验卫星“墨子号”升空，“京沪干线”、“沪杭干线”等工程的相继交付，以及量子中继技术的产业化落地，我国量子通信产业有望成为继高铁、核电后的又一张中国名片。
中国量子通信行业理论基础
量子通信理论基础架构
通信理论 和 量子力学 是量子通信领域的两大理论基础。量子通信在此基础上建立了量子信息理论，并形成了多种量子通信协议（或称为量子通信方案）。实现一个完整的量子通信系统需要以量子编码理论为基础，以特定的量子通信协议为核心，通过实现量子信号产生、调制和探测等关键技术，最终实现量子信息或经典信息的传送。随着通信网络理论的发展以及量子中继技术的突破，量子通信网络有望从局域网络走向更大规模广域网络，乃至发展全球规模的量子通信网络。
量子通信网络的拓扑结构
对于量子通信的广域网络而言，国际上通用的量子密钥分发协议为 BB84协议。从逻辑上讲，量子通信广域网络采用了重叠网络结构，由量子交换机和量子中继器构成光纤量子传输网络，而控制、管理和密文等经典信息采用互联网进行传输。两个拓扑可以一致，也可以不同。
对于量子通信的局域网络，其拓扑结构可更加灵活，可采用星形拓扑、环形拓扑和总线型拓扑结构。星形拓扑结构中，交换机处于量子通信系统的中心，根据终端要求控制开关的操作建立量子信道。
中国量子通信行业核心技术
量子纠缠：幽灵般的超距作用
1935年由爱因斯坦等人提出的一种波，其量子态被称为纠缠态。量子纠缠 是指处在特殊状态中的两个量子粒子，不管其空间分离得多远，当对其中一个粒子施行操作或测量，远处的另一个粒子状态会瞬时地发生相应变化，爱因斯坦称这个现象为“幽灵般的超距作用”。通俗来讲，量子纠缠原理就是使相隔甚远的两个物体可以瞬间影响彼此的行为。量子纠缠不仅用于检验基本理论的完备性，而且随着量子信息科学的开展，量子纠缠态已被进一步应用于 量子密钥分配、量子隐形传态、量子计算 等领域。
量子密钥分发（QKD）（1/3）
量子通信的关键要素是 量子密钥，它用具有量子态的物质作为密码，一旦被截获或者被测量，其自身状态就会立刻发生改变。截获量子密钥的人只能得到无效信息，而信息的接收者则可以从量子态的改变中得知量子密钥曾被截取过。
量子密钥分发（QKD）利用量子物理原理实现远程密钥交换或协商，并保障密钥交换的安全性，是最先实用化的量子信息技术，可以提升加密通信体系的长期安全性。QKD是一个 通信双方协商产生共享密钥的过程，发送和接收装置间通过量子信道和经过认证的经典信道相连。其中：
•量子信道 用于传输由量子态承载的量子比特信号，可以是光纤、自由空间（包括卫星链路）等物理媒介。
•经典信道 则用于发送方和接收方进行基矢比对等数据后处理步骤的信息交互。目前的量子密钥分配分为单光子量子密钥分配（诱骗态）和纠缠光子的量子密钥分配（纠缠态）两种方案。
量子隐形传态（QT）
量子隐形传态（Quantum teleportation，QT）又称量子遥传、量子隐形传输、量子隐形传送、量子远距传输或量子远传，是一种利用分散量子缠结与一些物理讯息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。贝内特在1993年提出了量子通信概念，利用经典与量子相结合的方法实现量子态隐形传输，即遥远两地的通信双方首先分享一对纠缠粒子，其中一方将待传输量子态的粒子和自己手里的纠缠粒子进行 贝尔态测量，然后将测量的结果告知对方，对方则根据得到的信息进行相应的幺正操作。
通俗来讲将甲地的某一粒子的未知量子态，在乙地的另一粒子上还原出来。量子力学的不确定原理和量子态不可克隆原理，限制我们将原量子态的所有信息精确地全部提取出来。因此必须将原量子态的所有信息分为 经典信息 和 量子信息 两部分，它们分别由 经典通道 和 量子通道 送到乙地。根据这些信息，在乙地构造出原量子态的全貌。
中国量子通信行业核心部件
未来将实现全面国产化
量子通信核心零部件组件部主要涉及 单光子发生源、单光子探测器、同步系统、传输介质、中继系统。2021年11月，美国商务部工业和安全局将包括12家中国实体在内的27家实体新增列入“实体清单”进行出口管制，其中包括合肥微尺度物质科学国家研究中心、科大国盾量子技术股份有限公司、上海国盾量子信息技术有限公司三家量子计算相关企业。当前，量子保密通信相关产品及量子计算调控系统等产品的核心组件已实现国产化，少量通用进口元器件均有国产化替代方案。
中国量子通信行业产业链
持续推进理论研究成果产业化
当前我国量子通信行业产业链初具雏形，产业化进程加快。量子通信产业链主要包括上游的基础研究、基础设备制造商，中游的主设备集成商以及下游的应用领域与终端用户等。总体而言我国量子通信产业存在“下强上弱”的特点。
•上游：产业链上游包括基础研究、基础设备制造商。基础研究指高校、科研机构企业提供量子通信基础研究成果、发明专利。量子通信设备整体采购量较小，难以驱动相关器件及芯片厂商的研发生产，并且目前我国器件商集中度较低，芯片设计环节薄弱。
•中游：产业链中游的量子设备与解决方案提供环节包括了密钥分发及中继、量子网关、量子路由等量子通信设备制造商与系统集成商。中游是产业链的核心环节，相关公司掌握量子通信的核心技术，推动产业的发展。
•下游：产业链下游客户主要涉及政务、金融、电力、国防等领域。下游行业和领域拥有大量重要信息和敏感数据，信息安全需求强烈，其对信息安全刚性需求有力地支撑量子保密通信行业发展。
中国量子通信行业商业模式
企业研发与生产模式简析
研发模式：研发活动主要分为技术预研和产品研制。其中：
•技术预研 通过长期跟踪行业基础科研进展与应用需求动态，分析发展趋势并规划技术和产品路线图，以保证技术布局的前瞻性，并保证成果转化的有效及时衔接和产品体系的持续竞争力。
•产品研制 主要分为方案论证设计、研发实施和定型三个阶段。
企业经营与销售模式简析
销售模式：量子通信企业销售模式一般为直销，主要以商务谈判和招投标方式获得订单。
•售前阶段：通过收集市场需求，有针对性塑造用户应用模型并提出能够相应建设方案。
•售中阶段：具体开展投标或商务谈判，与用户或系统集成商签订合同。
•售后阶段：开展工程实施及后期的运行维护，为保证售后服务质量，需提供网络咨询、远程调试、应急处理等服务。
中国量子通信行业应用领域
覆盖行业众多，发展前景广阔
随着量子信息技术的发展，量子通信网络及其应用也在不断演进。目前，量子保密通信的应用主要集中在利用QKD链路加密的数据中心防护、量子随机数发生器，并延伸到 政务、国防 等特殊领域的安全应用；未来，随着QKD组网技术成熟，终端设备趋于小型化、移动化，QKD还将扩展到 电信网、企业网、个人与家庭、云存储 等应用领域；长远来看，随着量子卫星、量子中继、量子计算、量子传感等技术取得突破，通过量子通信网络将分布式的量子计算机和量子传感器连接，还将产生 量子云计算、量子传感网 等一系列全新的应用。
逐步实现从局域网到广域网
我国量子通信应用已进入广域网阶段，实现广域量子保密通信网络的路径是：光纤量子保密通信城域网——光纤量子保密通信骨干网——星地量子通信网络，在用户侧按需构建局域网接入具体应用。
政务治理：捍卫社会公共利益
中国通信标准化协会（CCSA）发布的《量子保密通信技术白皮书》指出量子保密通信可用于保护政企专网基础设施及其服务的安全性。在社会治理中政务内网和政务外网均要求对信息实施加密保护。政府机构通常要求通信服务提供高度的 机密性、完整性 和 真实性，需要强制性地采用专用的安全系统。我国政务办公网络由外网和内网两套物理隔离的网络组成，拥有大量重要信息和敏感数据，信息安全需求强烈。
国防应用：构筑国家安全防线
量子通信在军事领域的应用主要在四个方面：
•通信密钥生成与分发系统：这种密钥生成与分发系统具有向未来战场覆盖区域内任意两个用户分发量子密钥的能力，由此可以构成作战区域内机动的安全军事通信网络。在部署方式方面，可以以现有的军事通信系统网络为基础，通过天基平台部署量子通信密钥生成与分发系统。
•军事信息对抗：量子通信可用来改进目前军用光网信息传输保密性，使军方的信息保护和信息对抗能力得到增强。量子通信能用于信息对抗的原因是由于光量子密码的“不可破”和“窃听可知性”性，以及光量子加密设备可与现在的光纤通信设备融合的能力。
•深海安全通信：量子通信的优点在于量子通信光量子隐形传态与传播媒质无关，因此量子通信能克服现在在海洋军事中长波通信系统，系统庞大、抗毁性差等问题，可成为深海安全通信的有效手段，为远洋深海安全通信提供了新的一种可靠选择。
•构建超光速信息网络：可以利用量子隐形传态以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特点，满足军事信息网络对大容量、高速率传输处理及按需共享能力的需要，从而建立满足军事特殊需求的超光速军事信息网络。
中国量子通信行业案例分析
墨子号：世界首颗量子卫星
2016年8月16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅。我国量子通信技术发展分三步：一是通过光纤实现城域网络；二是通过量子中继器实现城际网络；三是通过卫星中转实现可覆盖全球的广域网络。此次量子卫星的发射，开启了第三步，它承载着率先探索星地量子通信可能性的使命，并将首次 在空间尺度验证量子理论的真实性。
•搭载了自主研发的“四种武器”：量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源和量子试验控制与处理机。
•建设地面科学应用系统：包括1个中心——合肥量子科学实验中心；4个站——南山、德令哈、兴隆、丽江量子通信地面站；1个平台——阿里量子隐形传态实验平台。
•三类实验：第一类是进行卫星和地面之间的量子密钥分发，实现天地之间的安全通信，如果4个地面站任何两两之间都可以实现安全的通讯，即可实现组网；第二类相当于把量子实验室搬到太空，在空间尺度检验量子理论；第三类是实现卫星和地面千公里量级的量子态隐形传输。
•四大实验任务：星地高速量子密钥分发实验、广域量子通信网络实验、星地量子纠缠分发实验、地星量子隐形传态实验。
中国量子通信行业市场规模
产品及建设运营成最大细分市场
网络安全市场：2020年受疫情影响，全球网络安全行业市场规模增速放缓，我国网络安全行业总体保持良好发展态势。近五年来，我国网络安全市场在数字化转型、国家政策、市场需求等多方因素的推动下实现了快速增长。预计2021年中国网络安全市场总体支出将超过100亿美元，未来几年我国网络安全市场增速将继续领跑全球。
中国量子通信行业竞争格局
量子保密通信头部企业对比
量子通信行业具有较高的技术及人才壁垒，目前行业竞争者数量较少，国内外从事量子保密通信的头部企业主要有：国盾量子、九州量子、问天量子和瑞士IDQuantique等公司。我国在CK-QKD领域的设备供应商还包括了华为、循态量子、烽火通信等具有竞争力的企业。
中国量子通信行业政策法规
政策扶持加快产业布局（1/2）
十四五规划提出，强化国家战略科技力量，加强基础研究、注重原始创新，优化学科布局和研发布局，推进学科交叉融合，完善共性基础技术供给体系。瞄准人工智能、量子信息等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。量子通信作为量子信息分支将受到国家重点扶持，中央和地方均出台了相关的政策，加快布局量子通信产业，相关政策的发布将进一步促进产业发展及应用落地。
中国量子通信行业企业介绍
国盾量子：国内领军企业（1/3）
科大国盾量子技术股份有限公司 成立于2009年，主要从事量子保密通信产品的研发、生产、销售及技术服务，并前瞻布局量子计算等领域科研仪器的研发、生产和集成服务。国盾量子企业的技术起源于中国科学技术大学，现已为政务、金融、电力、国防等行业领域推出多种示范性应用，为企业量子通信技术的市场化发展奠定了基础。
可点击下方 行行查 链接查看 报告全文
欢迎评论、点赞、收藏和转发！ 有任何喜欢的行业和话题也可以私信我们。
