通信行业技术牵引量子保密通信产业化加速推进：东风已至，花开有时.docx

目录

量子通信无条件性安全，政策加码培育量子信息产业 7

量子通信是量子信息系产业中最接近产业化应用的技术 7

量子通信依托量子力学原理极大提升现有通信体系安全 8

量子技术制高点争夺加速，我国积极加码培育未来产业 10

量子通信精准满足军事通信体系底层核心安全性需求 12

通信安全是网络信息体系支撑部队打赢打胜的应有之意 12

量子计算发展和未来攻击理论挑战军事通信安全性底线 14

量子通信广域无条件安全性完美适配军事通信体制要求 16

技术突破成本降低扫清量子通信从实验走向产业障碍 18

我国初步建立天地一体城际城域互补的量子通信实验网 18

突破成码率和传输距离障碍助量子通信从实验走向实用 20

光量子芯片技术日臻成熟牵引量子通信平台集成化降本 22

国家队入场为量子通信硬件设备产业链发展提供机遇 23

以军政及高可靠领域为基横向拓展行业和个人应用场景 23

网络建设需求拉动产业链中上游核心设备环节先行受益 26

中电信入主控股赋能量子通信多领域跨产业规模化推广 27

风险提示 30

图表目录

图1：量子信息科学产业三大应用领域 7

图2：全球量子通信与安全领域投融资占2019-2023年间量子信息领域总投融资额的约1/3，是最受关注、最重要的量子信息产业子领域之一 7

图3：全球量子通信与安全领域社会资本投入逐年稳步增加 7

图4：量子信息科学产业三大领域的基本原理、发展定位和应用前景 8

图5：量子通信系统原理示意图 8

图6：量子秘钥分发协议通过发送不同方向的光子生成对应的编码 8

图7：量子保密通信需要专用量子信道和相关硬件设备 9

图8：量子通信本质是实现未知量子态（Qubit）的传输 9

图9：Bloch球面代表了一个量子比特所有可能的取值 10

图10：对叠加态的观测会导致叠加态发生“坍缩” 10

图11：量子秘钥分发（QKD）依赖经典信道完成对基 10

图12：量子安全直接通信（QSDC）也需要经典通信信道的参与 10

图13：美国在量子通信与安全领域不断加码，社会资金投入已反超中国 11

图14：美国和中国在2019-2023全球量子信息领域投融资中占比领先 11

图15：我国量子通信、量子加密领域的专利数量在国际上遥遥领先 12

图16：我国发布关于量子通信技术的政策法案给予了产业化进程清晰的指引 12

图17：军事通信网络是用于军事目的、保障作战指挥的通信网 13

图18：现代军事通信系统是我国体系化作战目标的基础 13

图19：军事通信一般综合运用调频、分频的技术降低被敌截获的可能 13

图20：德军恩尼格码机被破译后，大西洋海战的天平开始向盟军倾斜 13

图21：使用分离光束法和渐进耦合法都可以窃取光纤中传递的信息 14

图22：军事通信在传输情报时一般会通过加密算法对情报进行加密保护 14

图23：当今密码系统中普遍应用“公钥密码+对称密码”混合方案 14

图24：成熟的量子计算机运算次数可达到经典计算机百亿亿倍 14

图25：我国和西方发达国家在量子计算机领域竞争激烈 15

图26：针对目前被认为不可能在有限时间内破解的对称密码体制的量子攻击方法已有相关研究 15

图27：应用量子保密通信的时间节点应大幅早于量子计算应用时间 16

图28：公钥密码体系失效速度远超理论破解时间 16

图29：由于单光子不可分割，窃听者无法采用传统光通信方式实现不被发现的窃听 16

图30：对一个纠缠量子的测量会瞬间影响另一个纠缠量子的状态，从而使得窃听观测被发现 16

图31：量子保密通信体制模型示意图 17

图32：自由空间信道损耗相对光纤在70公里及以上距离上显示出优势 17

图33：自由空间中的长距离光量子传输效率远高于通过光纤传输 17

图34：天地一体的全球量子通信网络示意图 18

图35：量子卫星支持下的量子通信网络可以实现跨洲际的秘钥分发 18

图36：2012年5月潘建伟院士团队实现了合肥–六安–舒城近170千米的城际量子通信 18

图37：世界首条量子保密通信干线“京沪干线”以金融应用示范为抓手，拓展政务、企业应用及军民融合 18

图38：“墨子号”量子科学实验卫星验证了远距离量子密钥分发的可能 19

图39：量子卫星弥补了骨干线路传输远距离密钥上的不足 19

图40：2022年天地一体化广域量子保密通信网络在我国初步建成 20

图41：济南一号对比墨子号性能大幅提升的同时成本低、体积小 20

图42：潘建伟院士的研究成果推动量子密钥实时成码率突破百兆级别 21

图43：通过高码率量子密钥分发装置，量子密钥分发