中国科学院院士、中科大常务副校长潘建伟日前表示,量子通信卫星将按照原定计划在7月份发射。如果此次卫星成功发射,中国将在全球首次实现卫星和地面之间的量子通信,结合地面已有的光纤量子通信网络,将初步构建广域量子通信体系。
近年来,高效安全的信息传输日益受到人们的关注,量子通信这一前沿技术成为资本市场的一个热点。目前,量子通信产业链生态已逐渐成形。据业内人士测算,2020年量子通信市场规模有望突破200亿元,将广泛应用于国防、金融等领域。
走在世界前列
量子通信是利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通讯方式,属于量子论和信息论相结合的新型交叉学科,主要涉及量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等。由于其相关特性,量子通信的安全性以及高效性都有很大提高。
无线、宽带等传统通信方式在信息传输中存在一定的安全问题。而量子通信,据潘建伟介绍,其具备不可分割、不可克隆的特性,可以抵御窃听密钥的分发,确保通过其加密的内容不可破译。由于在该领域的杰出贡献,2016年1月,潘建伟团队的“多光子纠缠及干涉度量”获国家自然科学奖一等奖。
目前不少发达国家都在积极推进量子通信发展战略。欧洲发布了量子信息处理与通信计划;日本提出了以新一代量子信息通信技术为对象的长期研究战略,计划在2020年至2030年间建成安全保密的高速量子信息通信网络。
中国在量子通信领域研发起步早,技术积淀较深,目前已走在世界前列。在3月份发布的国家“十三五”规划中,量子通信成为其中重大科技专项之一。
当前的量子通信解决方案主要还是采用现有的光纤通信线路,在其上面添加核心量子设备,建立QKD(量子密码通信)中心。据潘建伟介绍,量子通信“京沪干线”将于今年年底建成,中国研制的世界首颗量子通信卫星已完成载荷、平台产品研制,正在开展发射前的集成测试等工作,并将在今年七月发射。
多个项目落地
去年10月,浙江神州量子网络科技有限公司宣布投入1.7亿元,建设“杭沪量子商用干线”。这是国内首条量子通信商用干线,建成后可实现沪杭区域内政府、企业、金融机构等通信数据的加密传输。
由于其安全性较高的特性,量子通信在国防、保密、金融等领域有着巨大需求。兴业证券分析师指出,以国防领域为例,量子通信可以应用于通信密钥生成与分发系统,构成作战区域内机动的安全通信网络,能用于改进光网信息传输保密性,由此提高信息保护和信息对抗能力,也能应用于深海安全通信领域,为远洋深海安全通信开辟新途径。
阿里巴巴旗下阿里云与中科院旗下国盾量子于去年10月联合发布了量子加密通信产品。这也是量子安全通信产品首次落地公共云领域。中信证券分析师陈剑指出,这标志着“云+量”作为基础设置与服务开始面向更广泛领域进行应用。
作为通信技术的未来演进方向,量子通信业终将进入广域网、城域网等公网市场。据陈剑测算,预计2020年国内量子通信市场规模将达210亿元。其中,专网市场105亿元,公网75亿元,其他领域30亿元;预计2020年国内量子通信设备领域市场规模为30亿元,建设运维领域规模为30亿元,运营市场规模将达150亿元。
产业链逐渐完善
陈剑表示,在海外量子通信领域,已形成一批涉及产业链各个环节的高科技企业,包括美国的MagiQ公司及瑞士IDQ公司等,提供初步商用化的量子密钥分析系统器件、终端设备和整体应用解决方案。
诱人的市场前景吸引了众多参与者,量子通信产业链生态正在逐渐形成。以三力士为例,公司拟出资6000万元,设立山西三力士量子通信网络有限公司,推动量子保密通信网、云计算等战略新兴产业的落地和产业化。
去年7月,中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室宣布成立。该实验室结合阿里巴巴在计算算法、架构和云计算方面的技术优势,以及中科院在量子计算和模拟、量子人工智能等方面的优势,探索下一代超快计算技术。
此外,中科院牵头,联合中科大、科大国盾量子技术股份有限公司、阿里巴巴(中国)有限公司、中国铁路网络有限公司、中兴通讯股份有限公司、北方信息技术研究所等单位发起成立了中国量子通信产业联盟。
陈剑指出,量子通信产业链主要包括元器件、设备、建设运维、运营应用四个环节。其中,元器件方面大部分与传统通信所使用的没有太大的差异。但核心器件,如单光子探测器仍主要依赖进口,近距离设备国产可大致代替进口,而长距离设备需要一年或更长时间实现进口替代。
中游核心设备包括量子网关和量子交换机,国内的科大国盾掌握了部分核心技术;问天量子等机构也在参与其中,研发量子通信核心设备,推动产业发展。
陈剑认为,随着以量子加密为代表的量子通信技术日趋成熟,行业将进入高速发展期,从发展进程、技术门槛以及未来潜力等角度看,当前网络运营应用与核心设备最具投资价值。