量子通信行業(yè)市場規(guī)模 2020量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析

• 2020年8月6日 HaoChenChong來源：互聯(lián)網(wǎng) 1006 63
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量子通信是一門交叉學科，是通信電子科學和量子力學相結合的新興產(chǎn)物，這種通信技術可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術任務，與傳統(tǒng)通信技術和通信方式相比，具有獨特的優(yōu)越性。

量子通信是一門交叉學科，是通信電子科學和量子力學相結合的新興產(chǎn)物，這種通信技術可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術任務，與傳統(tǒng)通信技術和通信方式相比，具有獨特的優(yōu)越性。量子通信是利用量子的不可復制性以及測量的隨機性進行信息傳遞的一種新型通訊方式，與經(jīng)典通信相比較，量子通信采用的是“一次一密”的加密方式，是目前唯一被證明無條件安全的通信方式。此外，它還具有較強抗干擾能力、傳輸能力、高傳輸效率以及容量大、速度快等優(yōu)點，理論上可以傳輸無限量的消息。由于其多方面突出的優(yōu)勢，這種量子通信技術得以被廣泛應用于軍事、國防等領域，在信息檢測、信息傳送以及信息對抗等方面占據(jù)優(yōu)勢，性能和用途都領先于其他通信技術。2019年我國量子通信行業(yè)市場規(guī)模將達425億元，并預測在2023年我國量子通信行業(yè)市場規(guī)模將超800億元，達到805億元左右，2019-2023年均復合增長率約為17.31%。

分類

根據(jù)應用途徑，量子通信可分為：量子密碼通信、量子遠程傳態(tài)和量子密集編碼等。按其所傳輸?shù)男畔热莘譃槭墙?jīng)典通信和量子通信而分為兩類。前者主要傳輸量子密鑰，后者則可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。

特點

量子通信具有很多特點，其中與傳統(tǒng)的通信方式相較，量子通信最大的優(yōu)勢就是絕對安全和高效率性，首先傳統(tǒng)通信方式在安全性方面就有很多缺陷，量子通信會將信息進行加密傳輸，在這個過程中密鑰不是一定的，充滿隨機性，即使被相關人員截獲，也不容易獲取真實信息，另外量子通信還有較強的抗干擾能力、很好的隱蔽性能、較低的噪音比需要以及廣泛應用的可能性。

難點

一是為了進行遠距離的量子態(tài)隱形傳輸，必須要讓通信的兩地同時具有最大量子糾纏態(tài)。但是，由于環(huán)境噪聲的影響，量子糾纏態(tài)的品質會隨著傳送距離的增大而變得越來越差。因此，如何提純高品質的量子糾纏態(tài)是此刻量子通信研究中的重要課題。

二是如何實現(xiàn)量子信號的中繼轉發(fā)，取得令人滿意的遠距離通信效果。到目前為止，業(yè)界在光源、信道節(jié)點和接收機等方面還沒有取得圓滿成功，所需的安全性要求沒有保障，可能被竊聽。如何對實際量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)進行攻防測試和安全性升級是運行維護面臨的難題。

三是因為中繼節(jié)點的密鑰存儲和轉發(fā)存在漏洞，可能成為整個系統(tǒng)的安全風險點。如何解決糾纏態(tài)對信道長度抖動過于敏感、誤碼率隨信道長度增長過快等嚴重問題，也是一個令人頭疼的問題。

發(fā)展方向

量子通信技術發(fā)展成熟后，將廣泛地應用于軍事保密通信及政府機關、軍工企業(yè)、金融、科研院所和其他需要高保密通信的場合。量子通信未來有以下幾個發(fā)展方向：

(1)采用量子中繼技術，擴大通信距離

這方面以中國的“京滬干線”項目為代表。由于單光子在傳輸過程中損耗很大，對于遠距離傳輸，必須采用中繼

技術。然而量子態(tài)的非克隆原理給量子中繼出了很大難題，因為量子態(tài)不可復制，所以量子中繼不能像普通的信號中繼一樣，把弱信號接收放大后再轉發(fā)出去。量子中繼只能是在光子到達最遠傳輸距離之前接收其信號，先存儲起來，再讀出這個信號，最后以單光子形式發(fā)送出去。量子中繼很像火炬接力，一個火炬在燃料耗盡之前點燃另一個火炬，這樣持續(xù)傳送下去，不能一次同時點燃多個火炬。量子中繼有很多方案，包括光量子方案、固態(tài)原子方案等。

(2)采用星地通信方式，實現(xiàn)遠程傳輸

采用衛(wèi)星通信后，兩地之間的量子通信更加方便快捷。在真空環(huán)境中，光子基本無損耗，損耗主要發(fā)生在距地面較低的大氣中。據(jù)測算，只要在地面大氣中能通信十幾千米，星地之間通信就沒有問題。中國學者曾經(jīng)在北京與懷柔之間成功地進行夜晚十幾千米的單光子傳輸實驗，為星地量子通信奠定了堅實的實驗基礎。

(3)建立量子通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)多地相互通信

量子通信要想實用化，必須覆蓋多地形成網(wǎng)絡。2009年，郭光燦小組在安徽蕪湖建立了世界首個量子政務網(wǎng)，標志著中國量子保密通信正式進入應用階段。目前，國內外都建成了多個實用的量子通信網(wǎng)絡，下一步的發(fā)展是擴大節(jié)點數(shù)，擴展通信距離，形成大覆蓋面積的廣域網(wǎng)。

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  2020-2025年中國量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢報告

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