下游應用多點開花-我國量子通信行業(yè)保密技術實際應用走在國際前列

-1-下游應用多點開花-我國量子通信行業(yè)保密技術實際應用走在國際前列1、量子通信概述量子通信是利用物理實體粒子（如光子、原子、分子、離子）的某個物理量的量子態(tài)作為信息編碼的載體，通過量子信道將該量子態(tài)進行傳輸?shù)竭_傳遞信息目的，是量子信息科學的重要研究分支。其核心在于以量子態(tài)來編碼信息并傳輸，其通信過程服從量子不確定性原理、量子相干疊加和量子非定域性等量子力學的基本物理原理。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，我國量子通信行業(yè)上游為元器件及核心設備，包括信號處理芯片、光纖光纜、雪崩二極管、射頻器件、量子密鑰分發(fā)器、量子路由器、量子交換機、量子隨機發(fā)生器等；中游為網(wǎng)絡傳輸線路及系統(tǒng)平臺，包括光纖骨干網(wǎng)、衛(wèi)星中繼、經(jīng)典網(wǎng)絡管理子系統(tǒng)、備份與容災子系統(tǒng)、綜臺網(wǎng)絡監(jiān)控子系統(tǒng)、星子密鑰分發(fā)子系統(tǒng)、量子網(wǎng)絡管理子系統(tǒng)等；下游消費市場，應用于軍事國防、電子政務、電子商務、能源電力、電子醫(yī)療、電信運營等領域。量子通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖解2、量子密鑰分發(fā)為“無條件安全”通信方式按照不同技術分類，可以把量子通信產(chǎn)業(yè)分為：（1）量子密鑰分發(fā)（QKD）；（2）量子隨機數(shù)發(fā)生器（QRNG）；（3）量子隱形形態(tài)（QT）。其中，已應用的量子保密通信技術，仍依賴于經(jīng)典通信；量子密碼尤其是量子密鑰分發(fā)發(fā)展最為成熟，正迅速走向?qū)嵱没蛔用芗幋a技術仍處于基礎研究階段，實驗條件尚不成熟。具體分析量子密鑰分發(fā)，為“無條件安全”通信方式。量子密鑰分發(fā)利用量子物理原理實現(xiàn)遠程密鑰交換或協(xié)商并保障密鑰交換的安全性，是最先實用化的量子信息技術，可以提升加密通信體系的長期安全性，在國際上得到了廣泛的認同和大力推廣。量子密鑰分發(fā)的主要優(yōu)勢在于安全性，無論攻擊者具有怎樣的計算分析能力、乃至任意的量子計算分析能力，量子密鑰分發(fā)都是安全的。因此，近年來，全球越來越多國家對量子密鑰分發(fā)進行研究。例如，2022年4月，清華大學龍桂魯團隊首次實現(xiàn)通信距離達到100公里的量子直接通信新系統(tǒng)，這是目前世界上最長的量子直接通信距離，有助于實現(xiàn)無中繼條件下城際量子直接通信。全球量子密鑰分發(fā)主要進展時間 國家/地區(qū) 研究主體 主要進展2021.06 日本 東芝公司 首次演示了超過600公里的遠程光纖量子密鑰分發(fā)(QKD)2021.06 日本 東芝公司東北大學 演示了整個人類基因組在600公里光纖上的傳輸2021.06 中國 中國科學技術大學 潘建偉團隊在511公里光纖鏈路上實現(xiàn)雙場量子密鑰分發(fā)(TF-QKD)，并在無可信中繼的情況下，連接濟南和青島兩城。成為全球首個無可信中繼的長距離光纖QKD網(wǎng)絡2022.01 中國 中國科學技術大學 郭光燦團隊實現(xiàn)833公里無中繼尤纖量子密鑰分發(fā)，刷新世界紀錄2021.06 意大利 帕多瓦大學 展示了一套自動化、且馬于操作的量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)2021.08 捷克、波蘭 奧斯特拉發(fā)大學 OPENQKD項目的合作伙伴奧斯特拉發(fā)技術大學、捷克國家超級計算中心1T4Innovations和CESNET科學網(wǎng)絡以及波茲南超級計算和網(wǎng)絡中心(PSNC)和PIONIER網(wǎng)絡，對數(shù)據(jù)傳輸進行了成功測試QKD。由75公里的跨境光路相連，得到了平均量子比特誤碼率為2.19%。2021.10 瑞士 IDQuantique 推出專為學術界、研究所和創(chuàng)新實驗室設計的第四代QKD平臺——CerberisXGR2021.10 英國 東芝歐洲公司 開發(fā)了全球首個基于芯片的量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)3、全球量子通信市場規(guī)模穩(wěn)定擴大，我國已經(jīng)達到百億級別隨著國防、政務等下游需求不斷釋放，全球量子通信市場規(guī)模穩(wěn)定擴大，預計2030年將達到196.8億美元。而我國量子通信行業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達到百億級別，截止2022年為709億元，較上年同比增長14.72%。隨著國防、政務等下游需求不斷釋放，全球量子通信市場規(guī)模穩(wěn)定擴大，預計2030年將達到196.8億美元。而我國量子通信行業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達到百億級別，截止2022年為709億元，較上年同比增長14.72%。4、下游應用多點開花，我國量子通信行業(yè)發(fā)展前景可觀同時，在應用領域，量子保密通信仍局限于國防，銀行，政務等領域，隨著軟硬件技術不斷成熟，量子通信下游商業(yè)化應用值得期待。目前，我國量子保密通信技術實際應用已經(jīng)走在國際前列，基本全面實現(xiàn)核心設備全鏈生產(chǎn)。例如，在政務領域，我國大陸共有23個省、5個自治區(qū)、4個直轄市、294個地級市、363個縣級市，各自的政務網(wǎng)平均覆蓋本地約30～50個數(shù)量左右的政府部門，依托本地的量子保密通信城域網(wǎng)，可方便地對政務辦公網(wǎng)絡進行量子安全優(yōu)化升級。像2022年2月，濟南市電子政務外網(wǎng)認證系統(tǒng)量子通信應用平臺正式投入使用，采用國盾量子密鑰分發(fā)相關產(chǎn)品，并通過了國家信息中心（國家電子政務外網(wǎng)管理中心）成果驗證，首次實現(xiàn)了國家、省、市、區(qū)、街道五級電子政務外網(wǎng)節(jié)點與量子通信網(wǎng)絡節(jié)點跨網(wǎng)對接，以及量子通信技術在電子政務外網(wǎng)認證體系中的應用，具有重要的示范推廣價值。再者例如電網(wǎng)領域，融合量子保密通信技術構建量子保密通信電力專網(wǎng)可行性高，相關應用部署速度快。國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合下發(fā)的《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016～2030年）》，將量子保密通信技術在電力系統(tǒng)的應用作為信息通信戰(zhàn)略發(fā)展重點，要求形成適合我國電網(wǎng)量子安全通信要求的低成本、量子級安全可靠的通信技術解決方案。國盾量子電網(wǎng)領域量子保密解決方案應用類型 實施單位異地容災備份數(shù)