2022-05-25-ICV_光子盒-2022全球量子通信产业发展报告_80页_14mb

2022全球量子通信产业发展报告总结

核心内容

量子通信作为新一代通信技术，为信息提供无法被窃听、无法计算破解的绝对安全保障。当前主要应用技术包括量子密钥分发（QKD）、量子随机数发生器（QRNG）和量子隐形传态（QT）。其中，QKD是当前应用最广的量子通信技术，而QT技术在突破中，面临量子纠缠和量子中继等技术难点。

2021年全球疫情对量子通信产业发展造成一定影响，但中国在量子通信网络建设方面仍取得显著进展，如构建世界首个天地一体化量子通信网络和实现无中继光纤QKD传输距离突破511公里。此外，量子通信产业生态逐步完善，涉及基础研究、设备研发、建设运维和安全应用等多个环节。

主要观点

• 技术发展：QKD技术发展最为成熟，正在向实用化迈进；QRNG技术在2021年实现高速率，如中国科学家研发的18.8Gbps实时量子随机数发生器；QT技术取得突破性进展，如量子存储器商业化。
• 产业链建设：量子通信产业链包括上游（元器件、核心设备）、中游（网络传输、系统平台、建设运维）和下游（安全应用）。中国在量子保密通信技术产业化方面处于领先地位。
• 应用场景扩展：量子通信在政务、金融、电网、工业互联网、云数据中心等领域有广泛应用，且在个人消费、移动办公、自动驾驶等新兴领域也有探索。
• 国际竞争加剧：中美在量子通信领域展开激烈竞争，美国通过实体清单限制中国公司发展，而中国在技术、应用和产业生态方面持续领先。

关键信息

一、量子密钥分发（QKD）

• 技术进展：2021年6月，中国实现511公里无中继QKD网络；2022年1月，实现833公里无中继QKD，刷新世界纪录。
• 全球进展：日本东芝实现600公里远程光纤QKD；意大利帕多瓦大学展示自动化QKD系统；英国东芝欧洲公司开发全球首个基于芯片的QKD系统。
• 中国供应商：国盾量子、问天量子、九州量子等公司，已实现核心设备全链生产。

二、量子随机数发生器（QRNG）

• 技术突破：中国科学家实现18.8Gbps世界最快实时QRNG；Terra Quantum的QRNG无需后处理即可通过所有随机性测试。
• 应用领域：用于金融、政务、工业互联网、云数据中心等领域，提供高安全性随机数生成服务。
• 供应商：国盾量子、ID Quantique、启科量子、QuintessenceLabs、中创为量子、KETS等。

三、量子隐形传态（QT）

• 技术进展：量子存储器突破，如中国研制的“按需式读取”固态量子存储器；Qunnect, INC. 开始销售商用量子存储器。
• 应用前景：QT技术是实现量子互联网的重要基础，但仍需解决量子纠缠和量子中继等技术难点。

四、产业链生态建设

• 上游：主要为元器件和核心设备供应商，如量子光源、单光子探测器、QKD设备等。中国在该领域仍需提升自主创新能力。
• 中游：包括量子通信网络传输层和平台层，如量子安全路由器、量子交换机等。中国有线电视网络有限公司、神州信息等参与建设运维。
• 下游：主要为安全应用，如政务、金融、电网、工业互联网、云数据中心等。用户多为政府、军方、大型央企和国企等。

五、全球量子通信网络建设

• 中国：构建了世界首个天地一体化量子通信网络，实现4600公里跨度的广域量子通信；建成500公里无中继光纤QKD网络，推动量子互联网发展。
• 英国：成功布设量子通信网络节点，进行相关测试。
• 美国：建设首条洲际商用QKD网络，连接华尔街与新泽西州。
• 欧盟：推进量子通信基础设施建设，如EuroQCI。
• 韩国、俄罗斯、印度等：也在逐步建立本国的量子通信网络。

六、主要参与者及典型企业

• 中国：国盾量子、易科腾、问天量子、启科量子等。
• 国际：ID Quantique、TOSHIBA、MagiQ、Quantum CTek、QUANTUMXCHANGE等。
• 典型应用：量子安全U盾、量子安全云端平台、量子安全路由器等产品已投入实际应用。

七、投融资情况

• 2021年量子通信融资情况显示，QKD和QRNG技术获得较多关注，融资额占比较大。
• 投资主要集中在设备研发、网络建设、安全应用等领域。

八、政策支持

• 中国、美国、英国、法国、德国、加拿大、日本、荷兰、俄罗斯、欧盟、卢森堡、南非、北约等国家和地区出台相关政策支持量子通信发展。

九、2022年展望

• 市场规模预测：预计2022年量子通信市场将快速增长。
• 发展趋势预测：量子通信技术将更加成熟，应用场景将进一步扩展，产业链生态将更加完善。

附录

• 近十年中国量子通信网络建设情况。
• 中国部分地区量子通信相关规划及政策内容。
• 2021年美国政府量子通信相关举措。

关于我们

本报告由ICV与光子盒联合发布，感谢ARQIT、EQTINFO、ID Quantique、MagiQ、Quantum CTek、QUANTUMXCHANGE、QUDOOR、SK telecom、TOSHIBA等公司给予技术和素材支持。

表目录

• 表1：2021年全球QKD主要进展。
• 表2：2021年量子随机数发生器研究进展。
• 表3：2021年量子隐形传态主要进展。
• 表4：部分量子通信应用案例。
• 表5：全球主要量子高速脉冲激光器供应商产品。
• 表6：全球主要单光子探测器供应商产品对比。
• 表7：全球主要QKD设备供应商产品对比。
• 表8：全球主要量子路由器供应商产品对比。
• 表9：全球主要量子交换机供应商产品对比。
• 表10：全球主要量子随机数发生器供应商产品。
• 表11：主要的量子安全服务移动平台。
• 表12：量子安全网关供应商产品对比。
• 表13：量子安全U盾产品对比。
• 表14：量子安全加密卡产品对比。
• 表15：量子密钥充注机。
• 表16：量子安全云端平台。

图目录

• 图1：量子通信产业链。
• 图2：量子卫星被用来在北京和福建之间传递命令。
• 图3：量子安全产品应用。
• 图4：小型化量子卫星地面站产品。
• 图5：综合空间对地量子网络的说明。
• 图6：511公里无中继QKD网络。
• 图7：量子安全直接通信网络示意图。
• 图8：英国量子安全网络测试情况。
• 图9：全球量子通信关键参与者图谱。
• 图10：光量子芯片。
• 图11：2021年量子科技三大领域融资额占比情况。
• 图12：2021年量子通信融资情况。
• 图13：2021年量子通信融资轮次情况。
• 图14：EuroQCI量子通信结构图。
• 图15：全球量子通信市场规模预测。