2016-2020年中国量子通信行业深度调研及投资前景预测报告讲解

中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第1页2016-2020年中国量子通信行业深度调研及投资前景预测报告中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第2页内容简述量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的新型通讯方式，是量子论和信息论相结合的成果。量子通信具有绝对安全和高效率等特点，给信息安全带来了革命式的发展，是目前国际量子物理和信息科学的主要研究方向，主要涉及的领域包括：量子远程传态、量子密码通信等。目前应用发展相对成熟的为量子密码通信。我国从事量子计算实验研究的主要单位是中国科技大学、清华大学、国防科技大学、南京大学和中国科学院武汉物理数学研究所等。2015年7月30日，阿里云与中科院在上海联合创立量子计算实验室，研究量子安全，计算领域；2015年8月31日，蓝盾科技发布公告称，公司与华南师范大学信息光电子科技学院签署了《共建量子密码技术联合实验室框架协议》，双方拟共同筹建量子密码技术联合实验室；2015年11月13日，中航工业与中国科技大学在北京签署战略合作框架协议，双方宣布将在合肥共建中航科量子技术联合研发中心。中国的量子通信技术已经达到世界顶尖水平，领先欧美国家不止一个身位。2016年，世界上第一条量子通信保密干线——“京沪干线”将正式建成，同时，由中国科学家自主研发的世界首颗“量子科学实验卫星”也是发射在即。2016年有望成为量子通信规模应用元年。十三五规划建议中要求部署一批体现国家战略意图的重大科技项目，量子通信首当其冲。在我国大力支持高科技战略新兴产业发展的现阶段，以量子信息技术为代表的高尖端领域或许已经迎来最好的发展时期，未来政府加大投入和扶持力度是大概率事件。同时国家层面对于信息安全空前的重视程度，都促使量子信息成为具有顶层战略意义的重要领域和发展方向，未来发展空间广阔。中投顾问发布的《2016-2020年中国量子通信行业深度调研及投资前景预测报告》共九章。首先介绍了量子通信行业的组成和工作原理，接着分析了量子通信行业的发展环境，然后分别介绍了国内外量子通信行业发展情况、量子通信设备的发展和量子通信的应用，随后介绍了量子通信重点企业经营状况，再介绍了量子通信行业的投资机会和风险，最后对量子中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第3页通信行业的未来发展前景和趋势进行了科学的预测。本研究报告数据主要来自于国家统计局、国家工信部、国家科技部、国家发改委、中投顾问产业研究中心、中投顾问市场调查中心以及国内外重点刊物等渠道，数据权威、详实、丰富，同时通过专业的分析预测模型，对行业核心发展指标进行科学地预测。您或贵单位若想对量子通信有个系统深入的了解、或者想投资量子通信相关行业，本报告将是您不可或缺的重要参考工具。中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第4页报告目录一、量子通信行业基本形势分析...................................................................................................4二、中国量子通信区域发展布局...................................................................................................7三、量子通信应用领域发展分析...................................................................................................8四、中国广域量子网络建设发展.................................................................................................10五、中国量子通信发展问题及建议.............................................................................................14六、量子通信行业发展前景展望.................................................................................................16附：报告详细目录.........................................................................................................................20一、量子通信行业基本形势分析（一）概念介绍量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的新型通讯方式，是量子论和信息论相结合的成果。量子通信具有绝对安全和高效率等特点，给信息安全带来了革命式的发展，是目前国际量子物理和信息科学的主要研究方向，主要涉及的领域包括：量子远程传态/量子密码通信等。目前应用发展相对成熟的为量子密码通信。量子是最小的、不可再分割的能量单位。在微观世界里，有共同来源的两个量子之间存在着“纠缠”关系，无论二者相距多远，只要其中一个量子状态发生变化，另一个量子就能立即“感应”，并做出相应变化。在量子纠缠理论的基础上，1993年，美国科学家提出了量子通信（QuantumTeleportation）的概念。量子通信分为广义量子通信和狭义量子通信两个层面。广义量子通信是基于量子力学的基本原理，使用微观粒子做载体，通过“量子纠缠效应”实现经典通信无法实现的任务。主要涉及：量子保密通信、量子隐形传态和量子密集编码等。一般所指的量子通信，主要指的是狭义量子通信，称为量子保密通信，或者称为量子密钥分配（QuantumKeyDistribution,QKD），其希望解决的是通信的安全性问题，并非取代传统通信技术。（二）系统组成量子通信系统的简化模型包括量子信源，量子信道和量子信宿三个主要部分。量子信源产生消息并发送出去；量子调制将原始消息转换成量子态形式，产生量子信号；量子信宿是消息的接收者，量子解调将量子态的消息恢复成原始消息；其余都属于量子信道范畴。另外中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第5页通常还有辅助信道，是指除了传输信道以外的附加信道，如经典信道，主要用于密钥协商等。图表量子通信系统的组成资料来源：中投顾问产业研究中心量子通信系统的主要设备包含：通信网络主设备（含核心器件）、终端设备，还包括配套的科学仪器以及系统性的管控和应用软件等。当前可应用的量子通信技术主要是基于弱相干激光的单光子协议，典型的技术有BB84协议和DPS协议等。其中基于诱骗态的BB84协议由于其克服了PNS攻击，是目前实际采用的量子通信技术。总体方案是尽量采用现有光纤量子通信线路，在其上面添加核心量子设备，建立QKD中心。网络部分应当分为量子通信网与经典通信网两种网络独立建设，两者通过QKD终端连接，最终生成密钥通过该终端输出至经典通信网。（三）主要形式量子通信的主要形式包括基于量子密钥分发（QuantumKeyDistribution）的量子保密通信、量子密集编码（QuantumDenseCoding）和量子隐形传态（QuantumTeleportation）等。另一方面，量子通信传输的信息可以分为两类：经典信息和量子信息。量子密钥传输的主要是其他信息，量子密集编码和量子隐形传态中主要是量子信息。中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第6页图表量子通信主要形式资料来源：中投顾问产业研究中心（四）硬件设备中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第7页图表量子通信行业的主要硬件设备资料来源：中投顾问产业研究中心二、中国量子通信区域发展布局（一）山东产业布局在国家战略的布局下，地方政府也纷纷释放热情。2010年3月，山东省政府和中科大签署科技成果转化合作协议，在济南成立山东量子科学技术研究院有限公司，将量子通信技术引进山东开展应用研究。随后，山东又于2011年、2012年成立了中国科学院量子技术与应用研究中心和山东省量子科学技术院士工作站，加快量子通信实用化技术的成果转化。（二）安徽产业布局而中科大所在的安徽合肥则正在规划建设“量子科技产业园”，并积极引入产业链上下游企业和机构，助推合肥公共安全产业等一批重点战略性新兴产业实现爆发式增长。此外，合肥城域量子通信试验示范网于2010年年中启动建设，并于2012年年初有计划、分步骤地投入了工程应用。中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第8页上述两地有明确的分工，山东的保密性较强，合肥其实是生产基地，可以面向商用、民用、金融，但是技术都是相通的。（三）上海产业布局如今，量子通信技术已基本成熟，一个新兴通信产业正在孕育、兴起。面对这一新兴高技术产业，上海市政府抓住了先机。2015年1月，张江国家自主创新示范区专项发展资金重大项目启动，建设量子保密通信上海总控及大数据服务中心、陆家嘴金融量子保密通信应用示范网。总控中心是“京沪干线”“量子科学实验卫星”“陆家嘴金融网”等重大项目量子通信网络的管理、监控、控制和展示中心，负责全网监察和运维指挥。大数据服务中心将布局量子通信金融数据战略灾备设施和“量子金融云”应用的试点，同时将试点建设“量子政务云”，用量子技术保护每一个比特。陆家嘴金融量子保密通信应用示范网建成后，将与“京沪干线”和“量子科学实验卫星”互联互通，为金融机构提供高安全等级的数据服务。2016年，第二期项目有望启动。上海国盾量子公司将与电信运营商谋划战略合作，联合开展在金融、政务、电力、大数据、互联网+等战略行业和重大领域的用户拓展和布局，推动量子通信产业化发展。三、量子通信应用领域发展分析（一）应用机会分析量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据和票据的电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政以及企业云存储、数据中心等领域和部门，而技术又相对成熟，未来市场容量极大。中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第9页图表量子通信在信息安全方面的应用机会资料来源：中投顾问产业研究中心（二）国防军事应用在国防和军事领域，量子通信能够应用于通信密钥生成与分发系统，向未来战场覆盖区域内任意两个用户分发量子密钥，构成作战区域内机动的安全军事通信网络；此外，它还能够应用于信息对抗，改进军用光网信息传输保密性，提高信息保护和信息对抗能力；并能够应用于深海安全通信，为远洋深海安全通信开辟了崭新途径；利用量子隐形传态以及量子通信绝对安全性、超大信道容量、超高通信速率、远距离传输和信息高效率等特点，建立满足军事特殊需求的军事信息网络，为国防和军事赢得先机。（三）国民经济应用在国民经济领域和部门，量子通信未来可用于金融机构的隐匿通信等工程以及对电网、煤气管网和自来水管网等重要基础设施的监视和通信保障，促进国民经济的发展。中投顾问产业研究中心中投顾问·让投资更安全经营更稳健第10页（四）金融业应用2012年2月21日下午，由中国科学技术大学、新华社联合安徽量子通信技术有限公司、山东量子科学技术研究院有限公司共同建设的“金融信息量子通信验证网”正式开通。量子通信技术对保障国家信息安全具有重要战略意义。金融信息量子通信验证网实现了量子通信技术在金融信息传输方面的成功应用，将对推动量子信息技术更好服务于经济社会发展产生积极示范作用。“金融信息量子通信验证网”首次在全球范围内利用量子通信网络技术以保障金融信息的传输安全，属于量子通信技术在金融信息系统中的首次技术验证和应用。安徽量子通信技术有限公司、山东量子科学技术研究院有限公司充分利用实用化量子通信的技术成果，具体承担和实施了该项目。2011年初，开展了量子通信在金融信息安全方面的应用研究；2011年9月底