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量子通信实用化进程

国元证券量子信息技术专题研究指出,量子通信是当前实用化进程最快的量子技术领域。量子密钥分发已实现商用部署,量子隐形传态研究持续推进,抗量子密码预计2025年取得突破。全球量子通信与安全产业规模将从2023年的10.8亿美元增长至2035年的560.8亿美元。中国电信、华为、国家电网等巨头纷纷布局,产业链上下游已基本形成,量子通信正从实验室走向大规模应用。

量子通信是量子技术产业化先行者

量子通信利用量子比特作为信息载体进行信息交互,可在确保信息安全方面突破经典信息技术的极限。其两种典型应用为量子密钥分发和量子隐形传态。量子密钥分发利用量子态加载信息产生密钥,量子力学基本原理保证了密钥的不可窃听,从而实现原理上无条件安全的量子保密通信。

量子密钥分发是当前最先走向实用化和产业化的量子信息技术。量子隐形传态则利用量子纠缠直接传输微观粒子的量子状态,是构建量子信息处理网络和量子中继的重要环节。量子通信技术研究中发展出的高精度单光子探测器、远距离单光子干涉等技术,也广泛应用于量子计算和量子精密测量领域。

从产业链看,量子通信上下游已基本形成。上游包括芯片、光源、探测器、量子随机数发生器和其他材料器件;中游包括设备研发制造、网络建设、网络运营及服务;下游主要为政务、金融、电力、军事国防等行业应用。国内有国科量子、问天量子等专业公司,中国电信、国家电网、华为、中国电科集团等ICT巨头也成立了相关研发团队。

PQC预计2025年突破,QKD与QRNG协同发展

根据iCVTA&K预测,2023年全球量子通信与安全产业规模为10.8亿美元,2035年将达到560.8亿美元。产业增长呈现阶段性特征:预计2025年抗量子密码将实现突破,同时量子随机数发生器也将逐渐应用至更多设备,从而带动整体市场快速发展。

QKD市场发展速度相对平稳,尤其是欧美国家对QKD的部署热情低于亚洲。但综合PQC、QRNG和QKD三方面,预计到2030年总产业规模有望达到196.8亿美元,到2035年进一步增长至560.8亿美元。随着量子通信与安全的发展,更多电信运营商的加入将反过来推动产业规模加速扩张。

量子密钥分发已经在部分城域网络和骨干网中实现部署。我国已建成量子保密通信“京沪干线”等示范工程,国科量子等公司正推进国家广域量子保密通信骨干网络建设。随着QKD设备成本下降和标准化推进,商用部署范围将持续扩大。QRNG作为量子随机数发生器,可提供真随机数源,在加密、博彩、模拟等领域需求逐步释放。

政策驱动与国家战略支撑

我国政府自“十四五”以来对量子通信的重视程度持续提升。2021年《“十四五”规划》将量子信息列为前瞻性战略性领域,实施国家重大科技项目。《“十四五”数字经济发展规划》瞄准量子信息等战略性领域提高数字技术基础研发能力。《扩大内需战略规划纲要(2022-2035年)》明确提出增强国家广域量子保密通信骨干网络服务能力。

2024年政策进一步细化。七部门联合发布的《关于推动未来产业创新发展的实施意见》要求加快量子通信标准研制,聚焦量子通信器件、系统、网络、协议、运维、服务等标准制定。《信息化标准建设行动计划(2024-2027年)》提出开展量子通信关键技术标准研究。2024年政府工作报告首次将量子技术列为新赛道之一,政策信号明确。

地方层面,安徽合肥、北京、上海、山东等地均将量子通信纳入新兴产业发展规划。合肥已培育出国科量子、问天量子等龙头企业,形成量子通信产业集群。国家政策的持续加码为量子通信产业化提供了顶层保障和资源支撑。

量子通信与安全产业链投资机会

量子通信产业链从基础光电元器件到核心设备、传输干线、系统平台再到应用层,投资机会分布在多个环节。上游光学器件、单光子探测器、量子光源等具有高技术门槛,国内部分企业已实现国产替代。中游QKD设备、量子网关、网络管理系统等是当前产值最大的环节。

下游应用场景拓展是产业规模扩张的关键。政务领域是量子保密通信的最先应用方向,目前已有多地政务网采用QKD加密。金融领域,银行间数据加密传输需求明确,工商银行、建设银行等已试点量子通信。电力领域,国家电网已部署量子通信用于调度指挥。未来随着PQC商用落地,互联网和云服务数据安全也将成为重要市场。

格尔软件、吉大正元等A股公司已前瞻布局抗量子密码。格尔软件发布了全量子一体化安全方案,集成QRNG、QKD和PQC技术,提出三阶段迁移路径,其抗量子密码安全认证网关已通过中国信通院测试。吉大正元在抗量子混合证书、隐私计算等方面深入研究,已设计多个原创抗量子算法。随着量子通信与安全产业规模化推进,这些公司有望持续受益。
全球量子通信与安全产业规模预测
年份产业规模(十亿美元)关键事件
20231.08QKD商用部署阶段
2025PQC预计突破
203019.68QRNG应用拓展,运营商入局
203556.08产业全面成熟
点击阅读报告原文: 量子信息技术行业专题研究报告:量子技术蓬勃发展长期成长空间广阔-241226(20页)
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