量子通訊具有絕對安全和高效率等特點,給資訊保安帶來了革命式的發展,是目前國際量子物理和資訊科學的主要研究方向,主要涉及的領域包括:量子遠端傳態、量子密碼通訊等。目前應用發展相對成熟的為量子密碼通訊。那麼,量子通訊行業目前如何,量子通訊行業前景怎麼樣?
量子通訊是指利用量子糾纏效應進行資訊傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發展起來的新型交叉學科,是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。量子通訊主要涉及:量子密碼通訊、量子遠端傳態和量子密集編碼等,近來這門學科已逐步從理論走向實驗,並向實用化發展。高效安全的資訊傳輸日益受到人們的關注。基於量子力學的基本原理,並因此成為國際上量子物理和資訊科學的研究熱點。量子通訊具有傳統通訊方式所不具備的絕對安全特性,不但在國家安全、金融等資訊保安領域有著重大的應用價值和前景,而且逐漸走進人們的日常生活。
量子通訊是一門交叉學科,是通訊電子科學和量子力學相結合的新興產物,這種通訊技術可以完成傳統資訊傳輸所不能完成的資訊處理技術任務,與傳統通訊技術和通訊方式相比,具有獨特的優越性。量子通訊是利用量子的不可複製性以及測量的隨機性進行資訊傳遞的一種新型通訊方式,與經典通訊相比較,量子通訊採用的是“一次一密”的加密方式,是目前唯一被證明無條件安全的通訊方式。此外,它還具有較強抗干擾能力、傳輸能力、高傳輸效率以及容量大、速度快等優點,理論上可以傳輸無限量的訊息。由於其多方面突出的優勢,這種量子通訊技術得以被廣泛應用於軍事、國防等領域,在資訊檢測、資訊傳送以及資訊對抗等方面佔據優勢,效能和用途都領先於其他通訊技術。
2021量子通訊市場規模 量子通訊行業分析及市場研究報告
《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》要求部署一批體現國家戰略意圖的重大科技專案,量子通訊赫然在列。在我國大力支援高科技戰略新興產業發展的現階段,以量子資訊科技為代表的高尖端領域或許已經迎來最好的發展時期,未來政府加大投入和扶持力度是大機率事件。同時國家層面對於資訊保安空前的重視程度,都促使量子資訊成為具有頂層戰略意義的重要領域和發展方向,未來發展空間廣闊。
2019年我國量子通訊行業市場規模將達425億元,並預測在2023年我國量子通訊行業市場規模將超800億元,達到805億元左右,2019-2023年均複合增長率約為17.31%。
近年來,歐洲、美國等都制定了國家層面的科技和產業戰略發展規劃,大力支援量子計算、量子通訊等量子技術的發展。未來隨著量子計算的快速發展,以及雲計算、移動網際網路、大資料、物聯網等新技術、新應用和新模式快速融合發展觸發了新的未知安全威脅,對資訊保安帶來了更大的挑戰。
所謂量子通訊說的是通訊電子科學和量子力學相結合的新興產物,這種通訊技術可以完成傳統資訊傳輸所不能完成的資訊處理技術任務,與傳統通訊技術和通訊方式相比,具有獨特的優越性。量子通訊是利用量子的不可複製性以及測量的隨機性進行資訊傳遞的一種新型通訊方式,與經典通訊相比較,量子通訊採用的是“一次一密”的加密方式,是目前唯一被證明無條件安全的通訊方式。此外,它還具有較強抗干擾能力、傳輸能力、高傳輸效率以及容量大、速度快等優點,理論上可以傳輸無限量的訊息。由於其多方面突出的優勢,這種量子通訊技術得以被廣泛應用於軍事、國防等領域,在資訊檢測、資訊傳送以及資訊對抗等方面佔據優勢,效能和用途都領先於其他通訊技術。
基於量子技術的資訊保安防禦技術,特別是量子金鑰分發技術越來越顯著地成為新一代資訊系統中的安全基石。我國量子保密通訊行業在量子保密通訊網路規劃、建設以及衛星量子通訊方面走在了世界前列。
我國量子通訊技術的快速發展得益於國家的提前佈局和支援。早在2013年,我國就前瞻部署建設世界首條遠距離量子保密通訊"京滬幹線",率先開展了相關技術的應用示範並取得系列寶貴經驗。為進一步保持我國在量子通訊產業化發展的領跑地位,近年來從國家到各地方各級政府和部門,都給予量子通訊高度的關注和推動,支援量子技術發展和開展量子保密通訊網路的建設。
中國量子通訊行業運營情況分析
一、實現量子通訊的方式
量子通訊是利用量子疊加態和糾纏效應進行資訊傳遞的新型通訊方式,基於量子力學中的不確定性、測量坍縮和不可克隆三大原理提供了無法被竊聽和計算破解的絕對安全性保證,主要分為量子隱形傳態和量子金鑰分發兩種。
量子隱形傳態基於量子糾纏對分發與貝爾態聯合測量,實現量子態的資訊傳輸,其中量子態資訊的測量和確定仍需要現有通訊技術的輔助。量子隱形傳態中的糾纏對製備、分發和測量等關鍵技術有待突破,目前處於理論研究和實驗探索階段,距離實用化尚有較大差距。
量子金鑰分發,也稱量子密碼,藉助量子疊加態的傳輸測量實現通訊雙方安全的量子金鑰共享,再透過一次一密的對稱加密體制,即通訊雙方均使用與明文等長的密碼進行逐位元加解密操作,實現無條件絕對安全的保密通訊。
以量子金鑰分發為基礎的量子保密通訊成為未來保障網路資訊保安的一種非常有潛力的技術手段,是量子通訊領域理論和應用研究的熱點。
二、量子通訊行業發展成就
量子通訊具有絕對安全和高效率等特點,給資訊保安帶來了革命式的發展,是目前國際量子物理和資訊科學的主要研究方向,主要涉及的領域包括:量子遠端傳態、量子密碼通訊等。目前應用發展相對成熟的為量子密碼通訊。
我國從事量子計算實驗研究的主要單位是中國科技大學、清華大學、國防科技大學、南京大學和中國科學院武漢物理數學研究所等。2015年7月30日,阿里雲與中科院在上海聯合創立量子計算實驗室,研究量子安全,計算領域;2015年8月31日,藍盾科技釋出公告稱,公司與華南師範大學資訊光電子科技學院簽署了《共建量子密碼技術聯合實驗室框架協議》,雙方擬共同籌建量子密碼技術聯合實驗室;2015年11月13日,中航工業與中國科技大學在北京簽署戰略合作框架協議,雙方宣佈將在合肥共建中航科量子技術聯合研發中心。
中國的量子通訊技術已經達到世界頂尖水平,領先歐美國家不止一個身位。2016年8月中國科學家自主研發的世界首顆“量子科學實驗衛星”發射成功,2016年10月滬杭線浙江段開通,2016年11月世界上第一條量子通訊保密幹線--“京滬幹線”專案合肥至上海段開通。2016年成為量子通訊規模應用元年。
十三五規劃建議中要求部署一批體現國家戰略意圖的重大科技專案,量子通訊首當其衝。在我國大力支援高科技戰略新興產業發展的現階段,以量子資訊科技為代表的高尖端領域或許已經迎來最好的發展時期,未來政府加大投入和扶持力度是大機率事件。同時國家層面對於資訊保安空前的重視程度,都促使量子資訊成為具有頂層戰略意義的重要領域和發展方向,未來發展空間廣闊。
基於量子力學的基本原理,並因此成為國際上量子物理和資訊科學的研究熱點。量子通訊具有傳統通訊方式所不具備的絕對安全特性,不但在國家安全、金融等資訊保安領域有著重大的應用價值和前景,而且逐漸走進人們的日常生活。
由於其多方面突出的優勢,這種量子通訊技術得以被廣泛應用於軍事、國防等領域,在資訊檢測、資訊傳送以及資訊對抗等方面佔據優勢,效能和用途都領先於其他通訊技術。
三、量子通訊行業市場規模
圖表:2017-2019年量子通訊行業市場規模
2018年,中國量子通訊市場規模為272億元,同比增長51%,2019年,整體市場規模達到325億元左右,同比增長19.7%。
四、量子通訊行業盈利能力
國內量子通訊產業化主要以量子保密通訊為主。自2014年,京滬幹線開啟建設以來,中國量子保密通訊建設開始提速,骨幹網、都會網路、星地一體化網路建設不斷完善,為量子通訊向政務、金融、電力、交通等行業滲透打下基礎。
作為保障未來社會資訊保安的關鍵技術,未來量子通訊有望在電子政務、金融行業、電子商務、電子醫療、軍事國防、電力行業等多個領域市場實現大規模應用。
五、量子通訊行業發展能力
目前,國內已經建成的量子保密通訊幹線包括了“京滬幹線”、“武合幹線”、“滬杭幹線”。待建量子通訊骨幹網包括了:京漢、滬合、漢廣。
已經建成的城域量子通訊網路包括了:合肥、武漢、北京、濟南、棗莊、宿州、貴陽。
廣州、西安、成都、貴陽、重慶、南京、海口、烏魯木齊、宿州等地已啟動本地量子保密通訊都會網路規劃,預期未來3-5年,京津冀、長三角、珠三角、西南地區、中西部地區等城市帶將陸續新建或擴建量子通訊都會網路。
2016年8月16日,我國首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空,其主要科學目標是藉助衛星平臺,進行星地高速量子金鑰分發實驗,並在此基礎上進行廣域量子金鑰網路實驗。“墨子號”的順利升空,標誌著中國完成了“天地一體化”量子通訊網路的初步構建。
我國量子通訊雖然起步較晚,但是憑藉政策大力支援及大量資金投入,在量子通訊領域成功實現了直道超車,在試點應用數量和網路建設規模方面全球領先,並且多項建設記錄領跑全球。
在如今資訊爆炸的時代,資訊量越來越龐大,預計2020年全球產生的資料總量將會達到40ZB,換算成我們常見的位元組為4百萬億億位元組,其中國內資料將會佔全球資料總量的20%左右,根據泛在電力物聯網發展趨勢將會涉及到各個角落,資訊保安問題可想而知。利用量子技術來傳送秘密鑰匙,資料的保密將更為安全。
未來幾年隨著5G技術應用落地,大資料、雲計算、物聯網等新技術新應用和新模式快速融合,將觸發新的安全威脅,以密碼為核心的資訊加密等防護手段需求進一步加強。
全球量子通訊產業化快速推進,量子通訊的安全性在金融、政府等眾多領域有廣泛應用空間。從全球角度看,量子通訊在歐洲、美國逐步商用,中國將量子通訊作為國家資訊保安的重要保障持續重點推進,國內已建成多個量子通訊幹線及城域環網。隨著下游應用持續落地,量子通訊行業有望進入快速成長期。