下游應(yīng)用多點(diǎn)開花-我國(guó)量子通信行業(yè)保密技術(shù)實(shí)際應(yīng)用走在國(guó)際前列

-1-下游應(yīng)用多點(diǎn)開花-我國(guó)量子通信行業(yè)保密技術(shù)實(shí)際應(yīng)用走在國(guó)際前列1、量子通信概述量子通信是利用物理實(shí)體粒子（如光子、原子、分子、離子）的某個(gè)物理量的量子態(tài)作為信息編碼的載體，通過(guò)量子信道將該量子態(tài)進(jìn)行傳輸?shù)竭_(dá)傳遞信息目的，是量子信息科學(xué)的重要研究分支。其核心在于以量子態(tài)來(lái)編碼信息并傳輸，其通信過(guò)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(xué)的基本物理原理。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，我國(guó)量子通信行業(yè)上游為元器件及核心設(shè)備，包括信號(hào)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(jī)、量子隨機(jī)發(fā)生器等；中游為網(wǎng)絡(luò)傳輸線路及系統(tǒng)平臺(tái)，包括光纖骨干網(wǎng)、衛(wèi)星中繼、經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)、備份與容災(zāi)子系統(tǒng)、綜臺(tái)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控子系統(tǒng)、星子密鑰分發(fā)子系統(tǒng)、量子網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)等；下游消費(fèi)市場(chǎng)，應(yīng)用于軍事國(guó)防、電子政務(wù)、電子商務(wù)、能源電力、電子醫(yī)療、電信運(yùn)營(yíng)等領(lǐng)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(wú)條件安全”通信方式按照不同技術(shù)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(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）；（3）量子隱形形態(tài)（QT）。其中，已應(yīng)用的量子保密通信技術(shù)，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?；子密集編碼技術(shù)仍處于基礎(chǔ)研究階段，實(shí)驗(yàn)條件尚不成熟。具體分析量子密鑰分發(fā)，為“無(wú)條件安全”通信方式。量子密鑰分發(fā)利用量子物理原理實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程密鑰交換或協(xié)商并保障密鑰交換的安全性，是最先實(shí)用化的量子信息技術(shù)，可以提升加密通信體系的長(zhǎng)期安全性，在國(guó)際上得到了廣泛的認(rèn)同和大力推廣。量子密鑰分發(fā)的主要優(yōu)勢(shì)在于安全性，無(wú)論攻擊者具有怎樣的計(jì)算分析能力、乃至任意的量子計(jì)算分析能力，量子密鑰分發(fā)都是安全的。因此，近年來(lái)，全球越來(lái)越多國(guó)家對(duì)量子密鑰分發(fā)進(jìn)行研究。例如，2022年4月，清華大學(xué)龍桂魯團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)通信距離達(dá)到100公里的量子直接通信新系統(tǒng)，這是目前世界上最長(zhǎng)的量子直接通信距離，有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)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(jìn)展時(shí)間 國(guó)家/地區(qū) 研究主體 主要進(jìn)展2021.06 日本 東芝公司 首次演示了超過(guò)600公里的遠(yuǎn)程光纖量子密鑰分發(fā)(QKD)2021.06 日本 東芝公司東北大學(xué) 演示了整個(gè)人類基因組在600公里光纖上的傳輸2021.06 中國(guó) 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 潘建偉團(tuán)隊(duì)在511公里光纖鏈路上實(shí)現(xiàn)雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)(TF-QKD)，并在無(wú)可信中繼的情況下，連接濟(jì)南和青島兩城。成為全球首個(gè)無(wú)可信中繼的長(zhǎng)距離光纖QKD網(wǎng)絡(luò)2022.01 中國(guó) 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 郭光燦團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)833公里無(wú)中繼尤纖量子密鑰分發(fā)，刷新世界紀(jì)錄2021.06 意大利 帕多瓦大學(xué) 展示了一套自動(dòng)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(xué) OPENQKD項(xiàng)目的合作伙伴奧斯特拉發(fā)技術(shù)大學(xué)、捷克國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心1T4Innovations和CESNET科學(xué)網(wǎng)絡(luò)以及波茲南超級(jí)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)中心(PSNC)和PIONIER網(wǎng)絡(luò)，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行了成功測(cè)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(xué)術(shù)界、研究所和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的第四代QKD平臺(tái)——CerberisXGR2021.10 英國(guó) 東芝歐洲公司 開發(fā)了全球首個(gè)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(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定擴(kuò)大，我國(guó)已經(jīng)達(dá)到百億級(jí)別隨著國(guó)防、政務(wù)等下游需求不斷釋放，全球量子通信市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到196.8億美元。而我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到百億級(jí)別，截止2022年為709億元，較上年同比增長(zhǎng)14.72%。隨著國(guó)防、政務(wù)等下游需求不斷釋放，全球量子通信市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到196.8億美元。而我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到百億級(jí)別，截止2022年為709億元，較上年同比增長(zhǎng)14.72%。4、下游應(yīng)用多點(diǎn)開花，我國(guó)量子通信行業(yè)發(fā)展前景可觀同時(shí)，在應(yīng)用領(lǐng)域，量子保密通信仍局限于國(guó)防，銀行，政務(wù)等領(lǐng)域，隨著軟硬件技術(shù)不斷成熟，量子通信下游商業(yè)化應(yīng)用值得期待。目前，我國(guó)量子保密通信技術(shù)實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)走在國(guó)際前列，基本全面實(shí)現(xiàn)核心設(shè)備全鏈生產(chǎn)。例如，在政務(wù)領(lǐng)域，我國(guó)大陸共有23個(gè)省、5個(gè)自治區(qū)、4個(gè)直轄市、294個(gè)地級(jí)市、363個(gè)縣級(jí)市，各自的政務(wù)網(wǎng)平均覆蓋本地約30～50個(gè)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(duì)政務(wù)辦公網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行量子安全優(yōu)化升級(jí)。像2022年2月，濟(jì)南市電子政務(wù)外網(wǎng)認(rèn)證系統(tǒng)量子通信應(yīng)用平臺(tái)正式投入使用，采用國(guó)盾量子密鑰分發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，并通過(guò)了國(guó)家信息中心（國(guó)家電子政務(wù)外網(wǎng)管理中心）成果驗(yàn)證，首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)家、省、市、區(qū)、街道五級(jí)電子政務(wù)外網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與量子通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)跨網(wǎng)對(duì)接，以及量子通信技術(shù)在電子政務(wù)外網(wǎng)認(rèn)證體系中的應(yīng)用，具有重要的示范推廣價(jià)值。再者例如電網(wǎng)領(lǐng)域，融合量子保密通信技術(shù)構(gòu)建量子保密通信電力專網(wǎng)可行性高，相關(guān)應(yīng)用部署速度快。國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局聯(lián)合下發(fā)的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016～2030年）》，將量子保密通信技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用作為信息通信戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)，要求形成適合我國(guó)電網(wǎng)量子安全通信要求的低成本、量子級(jí)安全可靠的通信技術(shù)解決方案。國(guó)盾量子電網(wǎng)領(lǐng)域量子保密解決方案應(yīng)用類型 實(shí)施單位異地容災(zāi)備份數(shù)