近年來,我國在量子通信技術方面取得了顯著進展,相繼在北京、濟南、蕪湖和合肥等地建立了多個城域量子通信示范網、金融信息量子通信技術驗證專線以及關鍵部門間的量子通信熱線。同時,我國還成功發(fā)射了全球首個量子通信衛(wèi)星“墨子號”,并建成了全球領先的運營級量子骨干網絡。未來,隨著量子網絡與經典通信網絡的深度融合以及更多行業(yè)應用的滲透,量子通信有望成為國家信息安全和新基建的重要支柱。
一、量子通信的定義
量子通信是基于量子力學原理(如量子糾纏、疊加態(tài)、不可克隆性)實現信息傳遞的新型通信技術,其核心優(yōu)勢在于絕對安全性與高效性。根據技術原理和應用場景,量子通信技術可分為量子密鑰分發(fā)(QKD)、量子隱形傳態(tài)(QT)、量子安全直接通信(QSDC)三大類。其中,量子密鑰分發(fā)(QKD)是目前最成熟、最接近實用化的量子通信技術,它利用量子力學中的不確定性、測量坍縮和不可克隆等原理,確保密鑰分發(fā)過程中的絕對安全性。QKD已經在實際應用中取得了顯著成果,如中國的“京滬干線”量子保密通信骨干網。
二、量子通信行業(yè)發(fā)展政策
當前我國加快推動量子通信等前沿技術研發(fā)應用,并出臺了《推動數字金融高質量發(fā)展行動方案》《信息化標準建設行動計劃(2024—2027年)》《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》《元宇宙產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃(2023-2025年)》《新產業(yè)標準化領航工程實施方案(2023-2035年)》等政策,支持量子計算、量子通信等量子技術的發(fā)展。
三、量子通信行業(yè)發(fā)展現狀
1.量子通信市場規(guī)模
近年來,在國家戰(zhàn)略指引下,量子通信備受市場關注,行業(yè)市場規(guī)模增長迅速。我國量子通信市場規(guī)模由2020年的540億元增至2024年的892億元,年均復合增長率為13.4%。2025年中國量子通信市場規(guī)模有望增至937億元。
2.量子通信市場結構
量子通信作為一種前沿科技,其在理論研究和實際應用方面都取得了顯著進展。2023年,量子通信市場中,產品及建設運營占比最多,達50.18%。研發(fā)及系統(tǒng)投資和應用分別占比18.86%和0.96%。
3.量子密鑰分發(fā)(QKD)
隨著技術的不斷成熟和市場對高度安全性的需求增加,量子通信將在網絡安全領域發(fā)揮越來越重要的作用。量子信息與安全產業(yè)從目前已經發(fā)展的形態(tài)來看,主要是由量子物理加密產品與技術(例如QKD)、QRNG、PQC等帶來的產業(yè)價值。
QKD是量子通信的一種重要應用,它利用量子態(tài)的傳輸和測量,使通信雙方能夠生成一個共享的、高度安全的密鑰,QKD產品技術發(fā)展已較為成熟。2023年全球QKD產業(yè)規(guī)模約為9億美元。2025年全球QKD產業(yè)規(guī)模將達到35億美元。
4.量子隨機數生成(QRNG)
在量子通信中,QRNG可以為密碼系統(tǒng)提供高質量的隨機數,從而增強通信的安全性。由于對安全通信和數據保護的需求不斷增加,QRNG應用場景也在不斷增加。目前,QRNG在各個領域都有應用,包括汽車、手機、物聯網以及其他市場。2023年,全球QRNG產業(yè)規(guī)模約為0.8億美元。2025年全球QRNG產業(yè)規(guī)模將達到1.8億美元。
5.PQC(后量子密碼)
PQC是一種專門針對量子計算威脅設計的加密算法,能夠抵御量子計算機的攻擊,守護信息安全。PQC基于量子計算機難以高效解決的數學問題構建新的密碼體系,成為抵御量子計算攻擊的關鍵防線。2023年全球PQC產業(yè)規(guī)模仍處在初期成長階段,約為1億美元。2025年全球PQC產業(yè)規(guī)模將達到17.8億美元。
6.行業(yè)重點企業(yè)排名
量子通信在工業(yè)中可實現高安全、高效的數據傳輸與加密,保障工業(yè)系統(tǒng)的信息安全和穩(wěn)定運行,由此推動了量子通信企業(yè)的興起,科大國盾量子、九州量子、問天量子等企業(yè)專注于量子通信技術的研發(fā)與應用,為工業(yè)及其他領域提供先進的通信解決方案。
四、量子通信行業(yè)重點企業(yè)
1.國盾量子
國盾量子是中國量子通信領域的領軍企業(yè)之一,成立于2009年,位于安徽省合肥市,主要從事量子通信、量子計算、量子精密測量產品的研發(fā)、生產和銷售。國盾量子的產品涵蓋量子密鑰分發(fā)設備(QKD)、量子計算設備、量子精密測量設備等,廣泛應用于金融、電力、政務等多個領域。2024年,國盾量子營業(yè)收入2.53億元,同比增加62.30%,歸屬于上市公司股東的凈利潤虧損0.32億元,虧損同比減少74.30%。
分產品來看,2024年國盾量子主營產品中,量子通信產品收入8693萬元,占營業(yè)收入比重的34.31%。
2.九州量子
九州量子是一家市場化運營的量子通信應用全產業(yè)鏈企業(yè),成立于2012年,總部位于浙江杭州。九州量子的產品以新一代量子密鑰分發(fā)設備(QKD)、高速量子真隨機數發(fā)生器(QRNG)和單光子探測器等為代表。公司還推出了量子云盾等量子密碼應用產品,為云計算場景下的量子保密通信提供解決方案。2024年上半年,九州量子實現營收0.01億元,同比大跌79.66%,歸母凈利潤虧損0.30億元,同比虧幅有所加大。
3.問天量子
問天量子是一家專注于量子保密通信技術的研發(fā)與創(chuàng)新的企業(yè),成立于2009年,總部位于安徽。問天量子推出了國內首款商用的量子隨機數芯片WT-QRNG300,該芯片基于量子隧穿效應的量子熵源,能夠生成不可預測的真隨機數。此外,公司還研發(fā)了量子保密通信終端設備、量子密碼應用設備等多種量子密碼產品。問天量子的WT-QRNG300芯片已廣泛應用于電力、通信、金融及物聯網等多個領域。
4.中電信量子集團
中電信量子集團是中國電信集團旗下的量子科技企業(yè),致力于推動量子技術與通信技術的融合。中電信量子集團主要提供量子通信相關的技術服務和解決方案,如量子密鑰分發(fā)、量子加密通信等。作為中國電信集團的一部分,中電信量子集團在量子通信市場具有較強的競爭力和影響力。
5.國科量子
2016年,國科量子通信網絡有限公司由中國科學院控股有限公司聯合中國科學技術大學等發(fā)起成立,是國際電信聯盟部門成員、國家高新技術企業(yè)。公司致力于研發(fā)、建設和運營基于量子通信技術的星地一體、云網融合、應用牽引、自主可控的設施與業(yè)務,努力在以量子信息服務數據安全、助力實體經濟發(fā)展方面發(fā)揮先導性、戰(zhàn)略性、基礎性作用。
五、量子通信行業(yè)發(fā)展前景
1.政策支持行業(yè)發(fā)展
2025年政府工作報告提出,“建立未來產業(yè)投入增長機制,培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未來產業(yè)”,將量子科技作為我國未來的發(fā)展方向之一,支持力度將會進一步加大。我國還出臺了《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》《元宇宙產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展三年行動計劃(2023-2025年)》《新產業(yè)標準化領航工程實施方案(2023-2035年)》《“十四五”數字經濟發(fā)展規(guī)劃》等多項政策,支持量子計算、量子通信等量子技術的發(fā)展。
2.技術發(fā)展不斷突破
量子密鑰分發(fā)(QKD)成熟度高,QKD是目前發(fā)展最為成熟的量子通信技術,已經實現產業(yè)化應用。例如,國盾量子的QKD技術通過量子態(tài)的不可克隆性,保障了密鑰的安全性,應用于金融、電力、政府等多個關鍵行業(yè)。量子隱形傳態(tài)與量子中繼前景廣闊,量子隱形傳態(tài)和量子中繼等技術的不斷發(fā)展,有望突破傳統(tǒng)通信方式的傳輸速度限制和長距離通信的瓶頸,為量子通信的廣泛應用提供技術支持。
3.應用領域不斷拓展
金融領域,量子通信能夠為金融交易和電子商務提供無法破解的安全性,保障交易數據的安全。例如,在銀行轉賬、在線支付等場景中,量子通信可以防止信息被盜取或篡改。軍事和政務領域,量子通信可以用于加密通信,提高作戰(zhàn)指揮的效率和安全性,構建更安全的政府通信網絡,保障國家機密信息的傳輸。醫(yī)療領域,量子通信能夠確;颊邤祿䝼鬏數碾[私性,保護敏感信息不被泄露,為醫(yī)療數據的安全傳輸提供保障。物聯網和云存儲,隨著QKD組網技術的成熟,量子通信將向物聯網、云存儲等場景滲透,預計2026年企業(yè)網量子通信滲透率達15%。其他領域,量子通信在生物育種、醫(yī)藥研發(fā)等領域的應用也在不斷拓展,為這些領域的發(fā)展提供更強大的信息安全支持。