量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈:
基礎(chǔ)研究環(huán)節(jié)
中科大、清華、北大等研究機(jī)構(gòu)的研究成果與國(guó)際先進(jìn)水平基本同步,在量子保密通訊試點(diǎn)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和星地量子通訊探求方面處于領(lǐng)先。
按照中國(guó)信通院數(shù)據(jù),量子通訊領(lǐng)域中印專利申請(qǐng)數(shù)目仍然保持世界領(lǐng)先地位,而且在2015年開始出現(xiàn)加速下降。2016年開始,中國(guó)實(shí)現(xiàn)對(duì)德國(guó)專利申請(qǐng)數(shù)目的反超量子通訊的原理,同時(shí)專利授權(quán)數(shù)目差別也日漸縮小。2018年,我國(guó)在量子通訊全球?qū)@暾?qǐng)數(shù)目方面高踞第一,專利授權(quán)僅次于俄羅斯。截止2022年8月23日,我國(guó)量子通訊專利申請(qǐng)數(shù)目達(dá)71項(xiàng)。
從量子通訊專利申請(qǐng)人來看,2021年申請(qǐng)人專利量前十企業(yè)分布為上海中創(chuàng)為上海量子通訊技術(shù)有限公司、湖北凱樂量子通訊光電科技有限公司、科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司、國(guó)科量子通訊網(wǎng)路有限公司、國(guó)開啟科量子技術(shù)有限公司、安徽量子通訊技術(shù)有限公司、如般量子科技有限公司、南京如般量子科技有限公司、山東量子科學(xué)技術(shù)研究院有限公司、浙江神州量子網(wǎng)路科技有限公司。
設(shè)備研制環(huán)節(jié)
核心設(shè)備是量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵產(chǎn)品,主要包括高性能單光子偵測(cè)器、高速光學(xué)調(diào)制元件、高速高精度數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路等,主要依托于尖端工藝/工業(yè)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)。
由技術(shù)型企業(yè)提供核心元件、部件、量子保密通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)融合設(shè)備層面的支撐,產(chǎn)生了以潘建偉教授和郭光燦教授等學(xué)科領(lǐng)頭人為代表成立的多家量子通訊企業(yè)和以寧波為代表的量子通訊產(chǎn)業(yè)集群。
該環(huán)節(jié)參與廠商包括光訊科技、電科網(wǎng)安、國(guó)芯科技和上??七_(dá)等廠家。
量子通訊核心設(shè)備:
建設(shè)運(yùn)維環(huán)節(jié)
量子保密通訊網(wǎng)路可依托現(xiàn)有的光纖網(wǎng)路進(jìn)行建設(shè)。
在承載絕大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的光纖網(wǎng)路的機(jī)房、站點(diǎn)內(nèi)布署量子保密通訊網(wǎng)路核心設(shè)備,即可快速、平滑地產(chǎn)生覆蓋面較為完整的量子保密通訊網(wǎng)路,因而實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)信息網(wǎng)路、重要信息系統(tǒng)、重要工業(yè)控制系統(tǒng)和政務(wù)信息系統(tǒng)等進(jìn)行強(qiáng)有力的安全保護(hù)。
建設(shè)運(yùn)維一般由營(yíng)運(yùn)商、集成商等提供網(wǎng)路建設(shè)、部署網(wǎng)路資源及后期運(yùn)維管理服務(wù)。
目前,中國(guó)有線支撐了量子保密通訊“京滬干線”的全線建設(shè);中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)電信參與部份城域QKD網(wǎng)路建設(shè),并積極促進(jìn)共纖傳輸?shù)刃录夹g(shù)試驗(yàn);提供系統(tǒng)集成服務(wù)的公司包括神州數(shù)碼系統(tǒng)集成服務(wù)有線公司(神州信息子公司)等。
安全應(yīng)用環(huán)節(jié)
信息安全產(chǎn)品的下游用戶群體擁有大量重要信息和敏感數(shù)據(jù),信息安全需求強(qiáng)烈。
應(yīng)用技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)方面,國(guó)外外都處于起步階段,目前的主要應(yīng)用方法是通過加密機(jī)、加密路由器等與網(wǎng)路各層結(jié)合實(shí)現(xiàn)加密傳輸。
“京滬干線”已經(jīng)被用于金融、政府和國(guó)防等領(lǐng)域的加密數(shù)據(jù)傳輸。而沒有用地面中繼器情況下,利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星,在相隔1120公里的兩個(gè)地面站之間,成功實(shí)現(xiàn)基于糾纏的量子秘鑰分發(fā)。
量子通訊市場(chǎng)格局
IDQ是全球創(chuàng)建最早、產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)最豐富的量子通訊龍頭企業(yè)。IDQ最早推出商用QKD、QRNG產(chǎn)品,并于2020年全球首家推出量子安全芯片,三星運(yùn)用其技術(shù)發(fā)布了5G量子安全手機(jī)。
我國(guó)目前核心設(shè)備供應(yīng)商出現(xiàn)了國(guó)盾量子、問天量子、中創(chuàng)為、藍(lán)盾等多家重磅科技公司。
國(guó)盾量子是我國(guó)率先從事量子通訊技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè),為各種光纖量子保密通訊網(wǎng)路以及星地一體廣域量子保密通訊地面站的建設(shè)系統(tǒng)地提供軟硬件產(chǎn)品,在量子估算方面向院校和科研院所等顧客單位銷售用于研發(fā)量子估算整機(jī)所需的溫度操控系統(tǒng)、超導(dǎo)量子估算操控軟件及系統(tǒng)、低溫信號(hào)傳輸系統(tǒng)、極高溫低噪音系統(tǒng)等供應(yīng)鏈儀器設(shè)備。
交大國(guó)創(chuàng)入股投資了國(guó)儀量子。國(guó)儀量子是一家以量子精密檢測(cè)、量子估算為核心技術(shù)的高科技企業(yè),擁有國(guó)際領(lǐng)先的科學(xué)裝置平臺(tái)和更高精度、更高碼率的量子傳感等技術(shù)及產(chǎn)品。
藍(lán)盾股份與華中師范學(xué)院光電子科技大學(xué)雙方共同設(shè)立量子密碼技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,促使量子密碼技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,分步驟推出量子密碼網(wǎng)路的通訊終端產(chǎn)品和網(wǎng)路節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品
問天量子由蘇州市建設(shè)投資有限公司、中國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院共同投資組建,依托中國(guó)科大學(xué)量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的強(qiáng)悍科研力量量子通訊的原理,旨在于為國(guó)家和社會(huì)提供愈發(fā)有效的信息安全保障。
飛利信在量子估算方面和廣東問天量子有合作。
本源量子團(tuán)隊(duì)技術(shù)起源于中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。本源司南是公司2020年面世的國(guó)外第一款量子計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。
長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,隨著量子衛(wèi)星、量子中繼、量子估算、量子傳感器等技術(shù)取得突破,通過量子通訊網(wǎng)路將分布式的量子計(jì)算機(jī)和量子傳感聯(lián)接,還將形成量子云估算、量子傳感器網(wǎng)等一系列全新的應(yīng)用。
量子信息領(lǐng)域投融資近五年來呈現(xiàn)爆發(fā)式下降趨勢(shì),截至2022年9月,全球投資最新進(jìn)展的不完全統(tǒng)計(jì)已達(dá)160億港元以上。
我國(guó)推動(dòng)在量子科技領(lǐng)域的發(fā)展,相關(guān)的科研經(jīng)費(fèi)投入,專利申請(qǐng)布局和應(yīng)用探求等方面都具備較好的實(shí)踐基礎(chǔ)和發(fā)展條件。隨著國(guó)家逐步建立量子科技領(lǐng)域的頂樓設(shè)計(jì),我國(guó)的量子科技行業(yè)或?qū)⒖焖侔l(fā)展,成為全球量子信息技術(shù)研究和應(yīng)用的主要推進(jìn)者。