量子通訊產業鏈:
基礎研究環節
中科大、清華、北大等研究機構的研究成果與國際先進水平基本同步,在量子保密通訊試點應用、網絡建設和星地量子通訊探求方面處于領先。
按照中國信通院數據,量子通訊領域中印專利申請數目仍然保持世界領先地位,而且在2015年開始出現加速下降。2016年開始,中國實現對德國專利申請數目的反超量子通訊的原理,同時專利授權數目差別也日漸縮小。2018年,我國在量子通訊全球專利申請數目方面高踞第一,專利授權僅次于俄羅斯。截止2022年8月23日,我國量子通訊專利申請數目達71項。
從量子通訊專利申請人來看,2021年申請人專利量前十企業分布為上海中創為上海量子通訊技術有限公司、湖北凱樂量子通訊光電科技有限公司、科大國盾量子技術股份有限公司、國科量子通訊網路有限公司、國開啟科量子技術有限公司、安徽量子通訊技術有限公司、如般量子科技有限公司、南京如般量子科技有限公司、山東量子科學技術研究院有限公司、浙江神州量子網路科技有限公司。
設備研制環節
核心設備是量子通訊產業鏈的關鍵產品,主要包括高性能單光子偵測器、高速光學調制元件、高速高精度數字/模擬轉換電路等,主要依托于尖端工藝/工業基礎實現。
由技術型企業提供核心元件、部件、量子保密通訊設備、網絡融合設備層面的支撐,產生了以潘建偉教授和郭光燦教授等學科領頭人為代表成立的多家量子通訊企業和以寧波為代表的量子通訊產業集群。
該環節參與廠商包括光訊科技、電科網安、國芯科技和上海科達等廠家。
量子通訊核心設備:
建設運維環節
量子保密通訊網路可依托現有的光纖網路進行建設。
在承載絕大多數數據傳輸業務的光纖網路的機房、站點內布署量子保密通訊網路核心設備,即可快速、平滑地產生覆蓋面較為完整的量子保密通訊網路,因而實現對基礎信息網路、重要信息系統、重要工業控制系統和政務信息系統等進行強有力的安全保護。
建設運維一般由營運商、集成商等提供網路建設、部署網路資源及后期運維管理服務。
目前,中國有線支撐了量子保密通訊“京滬干線”的全線建設;中國網通、中國電信參與部份城域QKD網路建設,并積極促進共纖傳輸等新技術試驗;提供系統集成服務的公司包括神州數碼系統集成服務有線公司(神州信息子公司)等。
安全應用環節
信息安全產品的下游用戶群體擁有大量重要信息和敏感數據,信息安全需求強烈。
應用技術與產品開發方面,國外外都處于起步階段,目前的主要應用方法是通過加密機、加密路由器等與網路各層結合實現加密傳輸。
“京滬干線”已經被用于金融、政府和國防等領域的加密數據傳輸。而沒有用地面中繼器情況下,利用“墨子號”量子科學實驗衛星,在相隔1120公里的兩個地面站之間,成功實現基于糾纏的量子秘鑰分發。
量子通訊市場格局
IDQ是全球創建最早、產品經驗最豐富的量子通訊龍頭企業。IDQ最早推出商用QKD、QRNG產品,并于2020年全球首家推出量子安全芯片,三星運用其技術發布了5G量子安全手機。
我國目前核心設備供應商出現了國盾量子、問天量子、中創為、藍盾等多家重磅科技公司。
國盾量子是我國率先從事量子通訊技術產業化的企業,為各種光纖量子保密通訊網路以及星地一體廣域量子保密通訊地面站的建設系統地提供軟硬件產品,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量子估算整機所需的溫度操控系統、超導量子估算操控軟件及系統、低溫信號傳輸系統、極高溫低噪音系統等供應鏈儀器設備。
交大國創入股投資了國儀量子。國儀量子是一家以量子精密檢測、量子估算為核心技術的高科技企業,擁有國際領先的科學裝置平臺和更高精度、更高碼率的量子傳感等技術及產品。
藍盾股份與華中師范學院光電子科技大學雙方共同設立量子密碼技術聯合實驗室,促使量子密碼技術的產業化應用,分步驟推出量子密碼網路的通訊終端產品和網路節點產品
問天量子由蘇州市建設投資有限公司、中國科學技術學院共同投資組建,依托中國科大學量子信息重點實驗室的強悍科研力量量子通訊的原理,旨在于為國家和社會提供愈發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。
本源量子團隊技術起源于中科院量子信息重點實驗室。本源司南是公司2020年面世的國外第一款量子計算機操作系統。
長遠來看,隨著量子衛星、量子中繼、量子估算、量子傳感器等技術取得突破,通過量子通訊網路將分布式的量子計算機和量子傳感聯接,還將形成量子云估算、量子傳感器網等一系列全新的應用。
量子信息領域投融資近五年來呈現爆發式下降趨勢,截至2022年9月,全球投資最新進展的不完全統計已達160億港元以上。
我國推動在量子科技領域的發展,相關的科研經費投入,專利申請布局和應用探求等方面都具備較好的實踐基礎和發展條件。隨著國家逐步建立量子科技領域的頂樓設計,我國的量子科技行業或將快速發展,成為全球量子信息技術研究和應用的主要推進者。