中國廣域量子網(wǎng)絡建設現(xiàn)狀分析

1、中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心尬on殳顧問中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健第 頁中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健第 頁中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健中國廣域量子網(wǎng)絡建設現(xiàn)狀分析一、網(wǎng)絡建設層次中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預測報告中表示，中國在量子領(lǐng)域研究和產(chǎn)業(yè)化方面處于領(lǐng)先地位。我國中科大在量子通信領(lǐng)域具有全球領(lǐng)先的理論研發(fā)和產(chǎn)品商用化的能力。物理世界發(fā)布2015年度國際物理學領(lǐng)域的十項重大突破，中科大量子隱形傳態(tài)成果榮登榜首，預計量子通信有望獲得國家技術(shù)進步大獎。量子通信現(xiàn)在技術(shù)上已經(jīng)成熟，而量子計算難度要大很多。2015年10月阿里云與中科院旗下國

2、盾量子聯(lián)合發(fā)布了全球第一個公有云量子加密通信產(chǎn)品，此次產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟阿里也成為首批發(fā)起單位。通過互聯(lián)網(wǎng)巨頭的深度合作，將有利于推動量子通信技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應用，讓量子科技普惠大眾。在量子通信城域網(wǎng)方面，我國已建設完成合肥城域網(wǎng)、濟南城域網(wǎng)。在量子通信干線方面，我國正建設世界最遠距離的光纖量子通信干線京滬線，預計將于2016年建成，并且中國計劃在2016年先于歐美發(fā)射量子科學實驗衛(wèi)星。在未來5到10年內(nèi)，將建成一個“天地一體化”的全球量子通信基礎設施。量子通信產(chǎn)業(yè)藍海啟動，廣域量子通信網(wǎng)絡有望帶動千億級市場。廣域量子通信網(wǎng)絡建設分三步走：通過光纖構(gòu)建城域量子通信網(wǎng)絡；通過加中繼器構(gòu)建城際網(wǎng)絡；通過衛(wèi)星

3、實現(xiàn)洲際、星際網(wǎng)絡。我國正建設世界最遠距離的光纖量子通信干線京滬線，預計2016年交付使用。同時計劃在2016年先于歐美發(fā)射量子科學實驗衛(wèi)星。到2020年實現(xiàn)亞歐的洲際量子密鑰分發(fā)，屆時聯(lián)接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)也將建成。到2030年左右，則將建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡。近期看，2016年量子保密通信京滬干線將建成，有望連接北京、濟南、合肥和上海四地量子保密通信城域網(wǎng)，并推動政府機關(guān)、金融機構(gòu)等大量同城、跨城的保密通信應用上線。而量子通信應用的豐富將推動量子保密通信基礎網(wǎng)絡加快覆蓋和延生更多的網(wǎng)絡節(jié)點。我們預計，到2020年量子通信網(wǎng)絡將會產(chǎn)生百億級別的網(wǎng)絡運營收入。從而帶動上游核心激光

4、發(fā)射器元器件、光量子接受器件廠商、應用軟件管理開發(fā)和運營的市場將會超過千億。E投顧lij圖表廣域量子通信網(wǎng)絡通過光纖實現(xiàn)城域域子通佰網(wǎng)絡+通過中繼器連接的城際做子網(wǎng)絡+通過卩.星中轉(zhuǎn)實現(xiàn)遠距庚誡子通位數(shù)據(jù)來源：中國科學院信息化工作網(wǎng)大ML域域二、合肥城域網(wǎng)中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預測報告中提到，2012年2月，由中國科學技術(shù)大學和安徽量子通信技術(shù)有限公司與合肥市合作的城域量子通信實驗示范網(wǎng)建成并進入試運行階段，成功實現(xiàn)了“首個開工、首個建成、首個使用”的目標，合肥市因此成為全國乃至全球首個擁有規(guī)?；孔油ㄐ啪W(wǎng)絡的城市。合肥城域量子通信試驗示范網(wǎng)由安徽量子

5、通信技術(shù)有限公司具體承擔，于2010年7月啟動建設，建設周期18個月，投入經(jīng)費6000多萬元，于2012年3月成功搭建了46個節(jié)點的城域量子通信網(wǎng)絡。建設期間，技術(shù)人員克服了一系列關(guān)鍵科學問題和工程技術(shù)難題，在省市各級相關(guān)部門和節(jié)點單位的通力配合下，利用合肥有線電視寬帶網(wǎng)絡有限公司無償提供的商用光纖，成功搭建起46個節(jié)點的城域量子通信網(wǎng)絡。網(wǎng)絡覆蓋合肥市主城區(qū)，用戶涵蓋省市政府機關(guān)單位、金融機構(gòu)、研究院所等，具有網(wǎng)絡擴容能力，能夠提供量子安全下的實時語音通信、實時文本通信及文件傳輸?shù)裙δ?。安徽量子通信技術(shù)有限公司成功研發(fā)出成系列的量子通信網(wǎng)絡終端設備、量子通信微光探測核心器件、量子通信網(wǎng)控設備

6、等產(chǎn)品，實現(xiàn)了核心器件小型化、終端產(chǎn)品高集成化等重要目標。同時，該項目通過了由國內(nèi)量子信息、網(wǎng)絡通信等領(lǐng)域資深專家、學者組成的專家組進行的測試評審各項功能、指標均達到設計要求，運行狀態(tài)良好。合肥城域量子通信試驗示范網(wǎng)的如期建成，強化了我國在量子通信技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化推進中的領(lǐng)先優(yōu)勢，進一步顯示出量子通信這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)往縱深發(fā)展的趨勢，為我國信息安全技術(shù)實現(xiàn)跨越式發(fā)展奠定了良好的基礎。尬on殳顧問中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心第 頁中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健第 頁三、濟南城域網(wǎng)中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預測報告中提到，山東量子科學技術(shù)研究院有限公司于2013年建

7、設完成了“濟南量子通信試驗網(wǎng)”，該試驗網(wǎng)在濟南市區(qū)擁有50個節(jié)點用戶單位，服務用戶90個，涵蓋省、市黨政機關(guān)、檢察院系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、高校及科研院所，為用戶提供安全保密的語音電話、傳真、文本通信和文件傳輸?shù)榷喾N業(yè)務服務。2013年11月，濟南量子保密通信試驗網(wǎng)建成投入使用，成為世界上規(guī)模最大、功能最全的量子通信保密試驗網(wǎng)，覆蓋濟南市主城區(qū)，包括三個集控站在內(nèi)共56個節(jié)點，涵蓋政務、金融、政府、科研、教育等五大領(lǐng)域。濟南量子保密通信試驗網(wǎng)使山東省的50個省直機關(guān)事業(yè)單位、金融機構(gòu)實現(xiàn)了語音電話、傳真、文本通信和文件傳輸?shù)攘孔颖Ｃ軅鬏敇I(yè)務，總投資1.22億元，前8個月的運行測試結(jié)果為：3個月通話成功

8、率98.31%,5個月達到99.68%服務完全達到可行標準。通信行業(yè)IP電話接通率達到88.8%就符合要求，普通電話94%以上符合要求。四、京滬干線中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預測報告中提到，連接城域網(wǎng)，首條城際量子通信干線“京滬干線”將于2016年建成。隨著量子通信城域網(wǎng)絡在中國的迅速發(fā)展，越來越多的城市擁有自己的量子通信專網(wǎng)，上海、杭州、廣州、深圳、烏魯木齊等城市也在加緊建設量子通信城域網(wǎng)。為了連接各城市城域網(wǎng)，城際量子通信網(wǎng)絡也將逐步建設。計劃2016年建成的“京滬干線”將連接北京、濟南、合肥、上海、杭州，全長2025公里，提供4城市間網(wǎng)狀8Gbps加

9、密應用數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，總帶寬設計100G,總投資額5.6億元人民幣，首批客戶主要是金融機構(gòu)、政府及其他企業(yè)。量子通信京滬線干線建設分為兩個階段：第一階段開展小規(guī)模系統(tǒng)的室內(nèi)聯(lián)調(diào)，對干線完成系統(tǒng)的功能、性能的先進性進行模擬、測試和驗證；第二階段是在此基礎上做全線項目的集成建設。未來“京滬干線”不僅將為政府和金融機構(gòu)提供最高安全等級的通信保障，將和2017年發(fā)射的量子科學實驗衛(wèi)星共同來實現(xiàn)廣域的量子通信網(wǎng)絡。中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心圖表京滬干線示意圖資料來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心2016年2月，由該校牽頭承擔的兩大量子通信項目進展順利。量子通信“京滬干線”項目已完成1554公里主干線光纜勘察和改造，將進

10、行第二期現(xiàn)場實施建設。五、杭滬干線城際量子通信干線建設加速，有望催生大規(guī)模應用需求。年10月，浙江神州量子網(wǎng)絡科技有限公司的運營公司，將投入1.7億元，建設“杭滬量子商用干線”，該通信干線的速度將10倍于光纖量子通信干線“京滬干線”。建成后可實現(xiàn)滬杭區(qū)域內(nèi)政府、企業(yè)、金融機構(gòu)等通信數(shù)據(jù)的絕密傳輸。除了京滬干線、杭滬干線，上海、深圳間的量子通信干線也在籌備之中城市間量子通信網(wǎng)絡連通將催生出更多政府、金融機構(gòu)的安全加密通信需求，城際間通信對視頻會議的需求也會越來越多，看好城際網(wǎng)絡運行后對市場應用的推動作用。同時上層應用的增加，也會使基礎設施投入增加，實現(xiàn)良性循環(huán)。六、量子通信衛(wèi)星年中國將發(fā)射全球首

11、顆量子科學實驗衛(wèi)星，推動廣域量子通信網(wǎng)絡發(fā)展。要實現(xiàn)廣域的量子保密通信，還需要借助衛(wèi)星。這主要是因為大氣對某些特定波長的光子吸收非常小，而且大氣層以外幾乎是真空，因此量子信息的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗。如果能夠在技術(shù)上實現(xiàn)糾纏光子在穿透整個大氣層后仍然存活并保持其糾纏特性，就有望克服光纖傳輸?shù)娜觞c，將量子通信的距離大幅度提高，甚至達到覆蓋全球的范圍。我國廣域量子通信網(wǎng)絡計劃于2011中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健年啟動，由潘建偉團隊牽頭組織了中科院戰(zhàn)略先導專項“量子科學實驗衛(wèi)星”，計劃在2016年發(fā)射量子科學實驗衛(wèi)星，在軌壽命設計為2年。2014年12月，該衛(wèi)星已經(jīng)完成關(guān)鍵部件的

12、研制與交付，量子衛(wèi)星需要在兩年的設計壽命中完成三大任務：衛(wèi)星和地面絕對安全量子密鑰分發(fā)、驗證空間貝爾不等式和實現(xiàn)地面與衛(wèi)星之間隱形傳態(tài)。這將是國際上首次實現(xiàn)星地間量子通信，初步構(gòu)建我國廣域量子通信體系，并極大推動廣域量子網(wǎng)絡發(fā)展。我國計劃2020年實現(xiàn)亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發(fā)，2030年建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡。量子科學實驗衛(wèi)星”是中科院空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項中首批確定的五顆科學實驗衛(wèi)星之一，旨在建立衛(wèi)星與地面間遠距離量子科學實驗平臺，并在此平臺上完成多項大尺度量子科學實驗。除研制一顆“量子科學實驗衛(wèi)星”外，整個工程還將研制生產(chǎn)一發(fā)長征二號丁運載火箭，并將衛(wèi)星發(fā)射至預定軌道。同時，工程還將建設4個量子通信地面站和1個空間量子隱形傳態(tài)實驗站，以此形成天地一體化的量子通信實驗系統(tǒng)，這將為確保中國網(wǎng)絡通信安全、國家安全作出重大現(xiàn)實貢獻。國際量子通信研究的