2018年中国量子通信行业发展现状分析,量子通信发展潜力巨大,应用市场广阔「图」

一、量子通信产业链分析

量子通信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。国内能够提供核心设备的公司并不多,主要包括国盾量子、问天量子和神州量通。国外厂商主要包括瑞士IDQ公司、美国Bennet公司等。

量子通信产业链中游主要包括网络传输干线提供商和系统集成商。以量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目为例,提供传输干线服务的公司是中国有线电视网络有线公司,提供系统集成服务的公司包括神州数码系统集成服务有线公司、中国通信建设集团有线公司等。

量子通信产业链下游主要是各种行业应用,如金融、军事、政务、商务等领域。提供的产品包括量子电话、基于量子保密技术的IDC、量子白板等。

量子通信行业产业链示意图

资料来源:公开资料整理

二、中国量子通信行业发展现状分析

未来,随着量子通信行业的发展,中国量子通信行业服务市场规模将进一步增长,2017年,中国量子通信行业市场规模达到了180亿元,到2018年将达到320亿元左右,同比增长77.78%,预计到2024年,中国量子通信行业建设及运营服务市场规模达912亿元,同比增长13.57%。根据预测,国内量子通信短期市场规模在100-130亿元左右,长期市场规模将超过千亿。

2017-2024年中国量子通信市场规模及预测

资料来源:公开资料整理

基于量子不可克隆定理和量子不可分割实现存在窃听必然被发现。量子通信的关键要素是“量子密钥”,它用具有量子态的物质作为密码,一旦被截获或者被测量,其自身状态就会立刻发生改变。截获量子密钥的人只能得到无效信息,而信息的合法接收者则可以从量子态的改变中得知量子密钥曾被截取过。

2016-2020年中国信息安全市场规模统计情况及预测

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相关报告:华经产业研究院发布的2019-2025年中国量子通信行业市场前景预测及投资战略研究报告

三、中国量子通信行业竞争格局分析

亨通光电公司在2016年布局量子通信业务,2017年初,公司承担了宁苏通沪量子通信干线建设,并与中国联通电信网络研究院合作在现网展开量子通信在网测试,是A股上市公司第一家承担量子通信干线建设的企业,此次验收单量子保密通信链路总长578.8km,是首个实现300公里以上长距离相位编码的广域量子通信商用干线。

2017年公司主营收入,净利润进入高增长态势,公司2017年前三季度净利润为16.7亿元,同比去年增长60%。

2014-2017年亨通光电收入和利润统计

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2013年神州信息作为量子保密通信“京沪干线”的重要建设方,开始参与京沪干线实验网搭建、系统验证和2000公里实际干线系统建设等工作。目前,这一世界首条量子通信干线一“京沪干线”已经正式开通,并对接“墨子号”量子通信实验卫星,中国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信,这标志着中国已构建出天地一体化广域量子通信网络雏形。

2017年前三季度,公司实现收入54.56亿元,实现归母净利润1.30亿元。

2014-2017年神州信息收入和利润统计

资料来源:公开资料整理

四、中国量子通信行业发展趋势分析

量子密钥分发(QKD)具有与计算复杂度无关的物理安全性,但是,实际QKD系统很难达到理论上所要求的完美性。实际QKD系统中所采用的元器件存在多种与理论模型要求不符的非理想特性,进而可能导致器件响应上的误差、旁路信息的泄漏。窃听者利用这些漏洞可以获取部分甚至全部的密钥比特。比如,理想的BB84协议要求使用单光子源,否则窃听者可以进行光子数分离攻击(Photon number Splitting attack,PNS)。由于目前尚无理想的单光子光源,实际QKD系统通常采用弱相干光源,并结合诱骗态(Decoy State)方法来抵御PNS攻击。由于很难确保QKD系统的关键元器件都合乎理论要求,也很难确保QKD系统不被植入“后门”,更难评估潜在对手拥有什么等级的分析破译技术手段和工具,可以说,完善QKD系统的实际安全性依然任重道远。

目前,大多数实验量子通信系统均是针对专门的应用,对量子信号的传输需要单独采用一根光纤,一方面成本较高,另一方面应用范围受限。为了将量子通信推广使用,如何利用现有的光纤网络同时传输量子信号与数据信号,克服强光信号对单光子信号的影响,是最近实验和研究的热门课题。此外,对于如何将量子通信系统应用到经典的通信网络中,如何在成本和收益之间权衡,真正实现量子网,还需要进一步的探索。

实现长距离量子通信的一种方法是借助于量子中继器,需要采用量子纠缠交换和纠缠纯化,由于纠缠交换成功的概率性使得建立两个远程终端之间的纠缠的时延较长;另一种方法是基于卫星的量子通信。中国在2016年发射的量子科学卫星,成功的开展了相关的实验验证,有望推动覆盖全球的量子通信建设。

本文采编:CY343

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