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2019年中国量子通信行业市场现状及发展前景分析 利好政策推动 应

发布时间:2019-06-12 00:34 来源:未知 编辑:admin

  量子通信有两种方式,一种是利用量子的不可克隆以及测量的随机特点生成量子密钥,另一种是利用量子隐形传态传送量子比特。目前广泛采用的是第一种方式,即量子密钥分发(quantumkeydistribution,以下简称“QKD”),利用量子的不可克隆性,对传统信息进行加密。

  即然是对传统信息进行加密,就意味着量子通信本质上仍然是经典通信,区别之处在于为传统通信加了一道量子密码。由于量子不可克隆的特殊性,这道量子密码是不可破解的,这样就实现了点对点方式的绝对安全通信。

  就像高铁有自己的优势,高铁的出现并不是要取代汽车、飞机。量子通信的目的并不是要取代传统的通信方式,量子通信的突出优势体现在保密上。那么哪个行业最需要对通讯信息进行保密呢?答案自然是军队,军队具有最迫切的需求。

  我军历来重视保密工作。《中国人民解放军纪律条令》第九十二条中规定:“违反国家和军队的保密规定,造成失密、泄密,情节较轻的,给予记过、记大过处分;情节较重或者涉及绝密事项的,给予降职(级)、降衔(级)处分;情节严重的,给予撤职处分。”

  2014年,相关单位印发了《关于做好新形势下保密工作的意见》。对此解放军报发表评论员文章指出——“三军之事,莫重于密”。可以说,保密就是保生存、保胜利、保战斗力。

  有关专家表示,在信息化加速发展的当今时代,通信安全是军事能力的基本保障,加强和提升军事信息安全是军队的当务之急,刻不容缓。未雨绸缪,提前布局,加速推动量子保密通信技术在军队的使用,符合关于强军建设的指示精神,事关军队建设大局和军事斗争成败。

  我国在量子科学方面起步虽不是最早,但却发展最快。随着“量子卫星”“京沪干线”等重大项目的建设,我国量子通信技术已跻身全球领先地位。如今,奥、意、俄、日、加等国的科研机构正在或试图与我国合作,包括联合制订量子通信产业的国际标准。

  据前瞻产业研究院发布的《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》统计数据显示,截止至2017年我国量子通信行业市场规模达到约180亿元。初步测算2018年我国量子通信行业市场规模将达到320亿元左右。预测2019年我国量子通信行业市场规模将达425亿元,并预测在2023年我国量子通信行业市场规模将超800亿元,达到805亿元左右,2019-2023年均复合增长率约为17.31%。

  量子通信行业产业链上游主要是信号处理芯片、雪崩光电二极管(APD)等元器件及各类核心设备。由于上游核心芯片及元器件领域的技术门槛较高,与欧美发达国家相比我国存在先天的发展弱势,国内能够提供核心设备的公司主要有科大国盾量子技术股份有限公司、安徽问天量子科技股份有限公司和浙江神州量子通信技术有限公司,核心设备公司位数并不多,且国内芯片企业发展不足。目前我国量子通信上游关键器件FPGA、单光子源、雪崩二极管等基本需要依赖国外进口。

  目前,量子通信技术还不能达到绝对安全的要求。从量子通信技术的特点来看,保密安全性是它的一个重要特点,在实际操作中,通信密码不可能做到绝对的保密,量子通信技术操作者可有意或无意泄密;另外,量子通信系统中的物理元件也不能保证其绝对的安全,这与理论分析中所设计的数学及物理模型存在着一定的差距。所以,量子通信体系内由于某些因素或环节发生问题时,还是存在一定的安全漏洞。在现代研究过程中,应用各系统的量子密钥,依然会受到信道、探测源和光源的干扰和影响,有可能会对量子通信系统的稳定性和安全问题产生不良影响。

  对于现阶段的量子通信来讲,还存在技术手段不够成熟、安全漏洞无法解决和受干扰因素多等问题。在理想条件下,量子通信在形成单子光源、量子检测和控制量子信息方面还有待提高。从目前的研究结果来看,还不能完全保证量子信息的保密安全。如果要在量子通信上做到绝对安全,还需要在单光子态的制发、传送和储存等技术方面进行深入的研究和探索。量子通信由于在配套技术上开发上的不足,使一些通信技术在安全上的问题和难题还没有得到根本的解决,限制了量子通信的发展与应用。

  我国量子通信产业化还处在非常初级的阶段,市场化机制还没形成,产业化程度不够是目前争议较多的问题。

  一方面,如何挖掘市场、如何发挥价值、如何让需求用户真正用得起、用得上量子通信产品,成为量子通信技术发展过程中面临的巨大难题。量子通信产业化的争议,也主要是由于市场化机制没有形成所导致的,简单来说,就是没有形成必需、实用、易用的产品,没有真正实现量子通信技术的产业化价值。

  另一方面,成本问题是制约我国量子通信技术全面应用的重要因素。高昂的建设成本限制其只能向政府、军事部门及大型金融企业提供通讯支持,在社会普及范围较少,市场规模有限且较为分散;同时,量子通信系统在投入使用后,因其集合大量的高精密度的光学元件,在使用过程中容易发生损坏,维护和保养成本是传统通信技术的几十倍甚至百倍,普遍用户无法承担高昂的后期运营成本。

  目前量子通信的发展还是靠国家政策推动,市场竞争不够充分。要解决这个问题,需要国家政策鼓励更多的企业,鼓励各种性质的企业参与竞争,不断完善产品和市场。

  2016年12月,国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,把量子通信提升至国家战略高度,将其作为重要战略新兴产业方向和体现国家战略意图的重大科技项目。

  2017年5月,科技部、教育部、科学院、国家自然科学基金委员会联合发布《关于印发“十三五”国家基础研究专项规划的通知》,提出要面向多用户联网的量子通信关键技术和成套设备,率先突破量子保密通信技术,建设超远距离光纤量子通信网,开展星地量子通信系统硏究,构建完整的空地一体广域量子通信网络体系,与经典通信网络实现无缝链接。以奠定我国在新一轮信息技术国际竞争中的科技基础和优势方向。

  2017年11月,国家发改委印发《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》,提出以量子保密通信“京沪干线”和“墨子号”量子科学实验卫星为基础,面向国家战略需求和可持续运营要求,在京津冀、长江经济带等重点区域建设量子保密通信骨干网及城域网,并在若干地区建设卫星地面站,形成量子保密通信骨干环网。同时,构建量子保密通信网络运营服务体系,进一步推进其在信息通信领域及政务、金融、电力等行业的应用。

  2018年3月,政府工作报告肯定量子通信发展成果,将量子通信与载人航天、深海探测、大飞机并列为重大创新成果,认可量子通信行业地位和发展成果。

  量子通信是一门交叉学科,是通信电子科学和量子力学相结合的新兴产物,这种通信技术可以完成传统信息传输所不能完成的信息处理技术任务,与传统通信技术和通信方式相比,具有独特的优越性。量子通信是利用量子的不可复制性以及测量的随机性进行信息传递的一种新型通讯方式,与经典通信相比较,量子通信采用的是“一次一密”的加密方式,是目前唯一被证明无条件安全的通信方式。此外,它还具有较强抗干扰能力、传输能力、高传输效率以及容量大、速度快等优点,理论上可以传输无限量的消息。由于其多方面突出的优势,这种量子通信技术得以被广泛应用于军事、国防等领域,在信息检测、信息传送以及信息对抗等方面占据优势,性能和用途都领先于其他通信技术。

  2018年以来,我国在量子通信技术领域不断突破新记录。清华大学的研究团队首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠,打破了先前加州理工学院研究组4个量子接口之间纠缠的纪录。中国科技大学的研究团队在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。中国科技大学的研究人员还在量子通信研究中取得新进展,创造密集编码量子通信信道容量新纪录。

  2018年1月,中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发,并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。标志着“墨子号”已具备实现洲际量子保密通信的能力,为未来构建全球化量子通信网络奠定了坚实基础。

  2018年7月,中国科学家一举把量子密集编码的信道容量纪录提升到了2.09,超过了两维纠缠能达到的理论极限,创造了当前国际最高水平。

  随着“量子卫星”、“京沪干线”等重大项目的建设,我国量子通信技术已跻身全球领先地位,率先实现了量子传送、加密和分发,理论实力、技术基础和产业应用世界领先。

  其一,量子通信技术在军事领域通信安全方面会有较大的发展空间。量子通信技术凭借其绝对通信安全性质以及传送信息的快速性、准确性所决定的,在今后的一段时期内或将被大范围推广及应用到军事技术中,以有力的保证军事安全及国家信息安全。

  其二,量子信息是国家储存重要信息的安全载体。重要信息的储存不仅需要安全性能,还需要较大的存储空间,量子信息存储可以满足这一要求和标准,可以将国家的重要信息及文件存储到量子信息库中,并以独有的密钥,保证其安全性。

  第三,量子信息与网络相结合,成为新型的网络构架,特别是量子通信技术的大容量信息传送和高效快速的性能,非常符合我国当下大数据的时代特征,可用于涉及秘密数据或票据的金融、电信、电力、电子信息等领域和部门,应用价值和前景非常广阔。

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