2024年中國量子通信行業(yè)研究報告

2024年中國量子通信行業(yè)研究報告第一章行業(yè)概況量子通信，作為量子信息學的一個重要分支，標志著信息傳輸技術(shù)的一次重大突破。這一領(lǐng)域的探索始于量子信息學的早期階段，致力于利用量子物理的獨特性質(zhì)來實現(xiàn)信息的安全傳輸。量子通信的核心在于利用量子信息處理單元，構(gòu)建量子網(wǎng)絡，并作為實現(xiàn)遠距離量子密鑰分發(fā)所需的量子中繼的關(guān)鍵技術(shù)。盡管量子通信技術(shù)在QKD和QSDC（量子安全直接通信）等方案的推動下已初步走向?qū)嵱没?，新型協(xié)議和實驗系統(tǒng)的研究仍然活躍，樣機產(chǎn)品研制和示范應用也在逐步展開，但整個行業(yè)的應用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨著許多挑戰(zhàn)。構(gòu)建基于量子隱形傳態(tài)和量子存儲中繼技術(shù)的量子信息網(wǎng)絡是未來的重要發(fā)展方向，雖然科研探索與試驗已取得一定進展，但距離廣泛實用化仍有較大的差距。量子通信的未來發(fā)展目標是建立一個覆蓋全球的廣域量子通信網(wǎng)絡體系。具體的發(fā)展路線包括：利用光纖構(gòu)建城域量子通信網(wǎng)絡、通過中繼器鏈接鄰近兩個城市的城域網(wǎng)絡、以及利用衛(wèi)星平臺中轉(zhuǎn)，鏈接遙遠區(qū)域之間的量子通信網(wǎng)絡。通過這些技術(shù)路線，量子通信有望實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的安全信息傳輸，從而開啟信息通信技術(shù)的新篇章。全球量子通信行業(yè)的發(fā)展歷程，從20世紀70至80年代的開創(chuàng)性設想開始，經(jīng)歷了從萌芽探索到迅速爆發(fā)的轉(zhuǎn)變，展現(xiàn)了量子通信研究的指數(shù)增長趨勢。SCI論文數(shù)量的增長反映了這一過程的三個主要階段：.萌芽探索期（1976—1990年）：這一時期標志著量子通信研究的初步探索階段，量子力學的相關(guān)概念被引入到信息科學中。盡管量子通信作為研究主題逐漸受到關(guān)注，但該階段的研究成果相對有限，文獻數(shù)量僅有5篇。這一階段，雖然研究數(shù)量不多，但為后續(xù)的發(fā)展奠定了理論基..穩(wěn)步成長期（1991—2011年）：從1991年開始，量子通信研究進入了真正的發(fā)展時期，這一時段內(nèi)99%以上的論文發(fā)表。研究和發(fā)文量穩(wěn)步上升，平均每年發(fā)文量達到66.0篇，特別是2010年發(fā)文量最高，達到187篇。這一時期的研究集中于深化量子通信的理論基礎和技術(shù)研究，逐步推動量子通信向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化邁進。..迅速爆發(fā)期（2012至今）：近年來，隨著量子科學與技術(shù)成為國際科技競爭的焦點，中國在量子計算、量子模擬、量子通信等領(lǐng)域取得了顯著進展。2014年，中國科學院量子卓越中心的成立，加速了量子科學與技術(shù)領(lǐng)域的科研、人才和學科的協(xié)同創(chuàng)新能力。在此期間，量子通信相關(guān)研究發(fā)展迅速，論文產(chǎn)出增長迅猛，平均每年發(fā)文量達到311篇，2020年更是達到了425篇。這一時期的研究成果不僅包括理論探索，還有大量的實驗驗證和技術(shù)應用，如“京滬干線”的建成和“墨子號”衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著中國量子通信技術(shù)在國際上的領(lǐng)先地位。.圖量子通信研究論文產(chǎn)出量變化趨勢來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行SCI中國量子通信行業(yè)的發(fā)展歷程展現(xiàn)了從理論探索到技術(shù)突破，再到國際領(lǐng)先的全過程。隨著技術(shù)的不斷進步和應用場景的拓展，中國量子通信行業(yè)預計將在全球范圍內(nèi)發(fā)揮更加重要的作用，推動全球信息通信技術(shù)的發(fā)展進入一個新的時代。中國量子通信行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀展現(xiàn)了該國在全球量子技術(shù)競爭中的領(lǐng)先地位，特別是在城域量子通信網(wǎng)絡、城際量子通信網(wǎng)絡和衛(wèi)星量子通信等關(guān)鍵領(lǐng)域取得了顯著成就。隨著量子通信產(chǎn)業(yè)化進程的不斷推進，我國量子通信市場規(guī)模也逐漸擴大。圖2014-2020年中國量子通信市場規(guī)模（單位：億元）資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行我國量子通信市場規(guī)模結(jié)構(gòu)主要包括量子通信產(chǎn)品及建設運營、量子通信研發(fā)及系統(tǒng)和量子通信應用三大塊業(yè)務。其中，量子通信產(chǎn)品及建設量子通信應用占比最小，僅13.8%。可以看出，我國量子通信應用市場仍有較大發(fā)展空間。圖中國量子通信市場規(guī)模結(jié)構(gòu)（%）資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行以下是中國量子通信行業(yè)發(fā)展的幾個亮點：.城域量子通信網(wǎng)絡的實用化：中國的城域量子通信網(wǎng)絡技術(shù)已初步滿足實用化要求，自主研制的量子通信裝備為“十八大”、“十九大”、紀念抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵、北京冬奧會、杭州亞運會等國家重要活動提供了信息安全保障。這標志著中國量子通信技術(shù)在提供安全通信方面已經(jīng)取得了實際應用的成功。..城際量子通信網(wǎng)絡的建設：“京滬干線”作為國際上首條遠距離光纖量子保密通信骨干網(wǎng)，標志著中國在量子通信技術(shù)的研究和應用方面達到了世界領(lǐng)先水平。通過在金融、政務、電力等領(lǐng)域開展遠距離量子保密通信的技術(shù)驗證與應用示范，為量子通信技術(shù)的商業(yè)化應用奠定了基礎。..國家量子骨干網(wǎng)的全線貫通：中國已成功貫通總里程超過104km的國家量子骨干網(wǎng)，覆蓋京津冀、長三角、粵港澳、成渝等重要區(qū)域，推動量子保密通信的規(guī)?；瘧?。這一網(wǎng)絡的建設進一步加強了中國在全國范圍內(nèi)量子通信技術(shù)的應用和推廣。..衛(wèi)星量子通信的突破：通過研制并成功發(fā)射“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星，中國在國際上率先實現(xiàn)了星地量子通信，并充分驗證了利用衛(wèi)星平臺實現(xiàn)全球化量子通信的可行性。隨后，中國又研制發(fā)射了“濟南一號”量子微納衛(wèi)星，為構(gòu)建低成本、實用化的量子星座奠定了基礎。地面接收站重量的大幅降低也為移動量子通信提供了技術(shù)支持。.結(jié)合“墨子號”量子衛(wèi)星與“京滬干線”的成果，中國率先構(gòu)建了天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡的雛形，成為近年來國際量子信息研究的一大標志性事件。這些成就不僅彰顯了中國在量子通信技術(shù)研發(fā)和應用方面的全球領(lǐng)先地位，也為未來量子通信技術(shù)的全球應用和發(fā)展提供了重要參考。第二章產(chǎn)業(yè)鏈、商業(yè)模式和政策監(jiān)管2.1產(chǎn)業(yè)鏈圖量子通信產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行iFinD量子通信產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括元器件和核心設備兩部分，中游建設傳輸干線及系統(tǒng)平臺，下游開發(fā)終端產(chǎn)品和擴展軍事國防等應用領(lǐng)域。圖量子通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上中下游資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行目前，我國在量子保密通信技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平。量子保密通信是基于量子密鑰分發(fā)（QKD）的技術(shù)，量子密鑰分發(fā)又可以分類為離散變典型企業(yè)有科大國盾量子、安徽問天量子科技股份有限公司、浙江九州量子信息技術(shù)股份有限公司、問天量子、九州量子、啟科量子、國騰量子、華為、循態(tài)量子、烽火通信等。圖量子通信活躍領(lǐng)域及典型企業(yè)資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行2.2商業(yè)模式中國量子通信行業(yè)的快速發(fā)展吸引了眾多企業(yè)投入，它們各自采取了不同的商業(yè)模式以適應這一新興市場的需求和挑戰(zhàn)。資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行分析這些企業(yè)的商業(yè)模式，可以歸納出以下幾個關(guān)鍵點：.技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新驅(qū)動：許多量子通信企業(yè)以技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新為核心，不斷推動量子通信技術(shù)的進步。這些企業(yè)通常與科研機構(gòu)建立緊密的合作關(guān)系，致力于量子密鑰分發(fā)（QKD）、量子隱形傳態(tài)等前沿技術(shù)的研究，并將研究成果快速轉(zhuǎn)化為應用解決方案。這種模式要求企業(yè)不僅要有強大的技術(shù)研發(fā)能力，還要有高效的成果轉(zhuǎn)化機制。..產(chǎn)品與服務多元化：隨著量子通信技術(shù)的成熟和市場的拓展，相關(guān)企業(yè)開始提供多樣化的產(chǎn)品和服務，以滿足不同領(lǐng)域客戶的需求。這包括量子加密通信設備、量子安全通信網(wǎng)絡的構(gòu)建與維護、量子密鑰管理服務等。通過提供一站式的量子通信解決方案，企業(yè)能夠覆蓋政府、金融、能源等關(guān)鍵領(lǐng)域的市場需求。..合作伙伴與生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建：為了加速量子通信技術(shù)的商業(yè)化進程，一些企業(yè)通過建立合作伙伴網(wǎng)絡，與其他技術(shù)供應商、服務提供商共同構(gòu)建量子通信生態(tài)系統(tǒng)。這種模式有助于整合行業(yè)資源，促進技術(shù)和產(chǎn)品的互補與創(chuàng)新，同時也為客戶提供更加完整和高效的服務。..政策驅(qū)動與市場開拓：考慮到量子通信技術(shù)的戰(zhàn)略意義和應用潛力，相關(guān)企業(yè)在業(yè)務發(fā)展中充分利用國家政策的支持。通過參與國家或地方政府的量子通信項目，企業(yè)能夠獲得資金、政策和市場方面的支持，加速技術(shù)研發(fā)和市場推廣。同時，這些企業(yè)也積極開拓國內(nèi)外市場，通過參與國際合作和交流，提升自身的國際競爭力。..安全與信任作為核心價值：在商業(yè)模式中，強調(diào)量子通信技術(shù)帶來的絕對安全性和不可竊聽的特性，構(gòu)建客戶信任是企業(yè)成功的關(guān)鍵。通過展示技術(shù)的安全性、可靠性以及成功的應用案例，企業(yè)能夠建立市場信譽，吸引更多的客戶。.我們認為，中國量子通信行業(yè)相關(guān)企業(yè)的商業(yè)模式強調(diào)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品服務多元化、合作生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建、政策驅(qū)動的市場開拓以及安全和信任的核心價值。這些商業(yè)模式的成功實施，不僅推動了企業(yè)自身的發(fā)展，也為整個量子通信行業(yè)的成長和成熟提供了強大動力。隨著技術(shù)的不斷進步和市場的進一步拓展，預計會有更多創(chuàng)新的商業(yè)模式出現(xiàn)，進一步促進中國量子通信行業(yè)的繁榮發(fā)展。2.3技術(shù)發(fā)展圖量子通信技術(shù)發(fā)展趨勢資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行大數(shù)據(jù)預測分析和咨詢服務公司Valuenex對量子技術(shù)相關(guān)專利的分析顯示，中國擁有3000多項量子技術(shù)相關(guān)專利，大約是美國的兩倍。圖不同國家量子技術(shù)專利數(shù)量資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行在量子通信和密碼學方面，中國處于領(lǐng)先地位。在量子通信領(lǐng)域與硬件相關(guān)的專利中，如光子交換設備，華為以100項專利排名第二，北京郵電大學以84項專利排名第四。資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行Valuenex在iFinD數(shù)據(jù)庫中，量子通信板塊專利授權(quán)數(shù)量前三名的公司分別是國電南瑞、中航光電、迪普科技，所對應的專利授權(quán)數(shù)量分別為3719件、3348件、1440件。圖中國量子通信專利數(shù)量排名TOP20資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng)千際投行2.4政策監(jiān)管近年來，中國量子通信行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，主要得益于一系列政策的相繼出臺。2023年，《橫琴粵澳深度合作區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄》和《質(zhì)量強國建設綱要》分別強調(diào)了量子通信技術(shù)的研發(fā)以及質(zhì)量基礎設施能力的提升，突破量子化計量及扁平化量值傳遞的關(guān)鍵技術(shù)。《"十四五"數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》于2022年發(fā)布，增強關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新能力，特別是在量子信息和網(wǎng)絡通信等戰(zhàn)略性前瞻性領(lǐng)域的研發(fā)。2021年，《計量發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》設定了到2025年和2035年的目標，包括建立現(xiàn)代先進測量體系和實現(xiàn)計量科技創(chuàng)新的國際領(lǐng)先。同年，《"十四五"國家信息化規(guī)劃》和《"十四五"信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》均布局探索量子信息技術(shù)，加大對量子通信等網(wǎng)絡技術(shù)的研發(fā)支持。此外，《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》加快前沿技術(shù)的布局，支持數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新聯(lián)合體發(fā)早在2020年，《關(guān)于科技創(chuàng)新支撐、復工復產(chǎn)、經(jīng)濟平穩(wěn)運行的若干措施》已經(jīng)推進量子通信重大科技項目的實施?！?十四五"高新技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》和《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2