2016年中国量子通信行业应用前景及市场规模预测

　　量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

　　所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。

　　一、政策支持及市场前景分析

　　（一）、量子通信行业背景

　　我国首颗“量子实验通信卫星”有望于今年发射。如果此次成功发射，我国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家，有望实现全球化的量子保密通信。

　　今年6月，在陈嘉庚青年科学奖颁奖会上，量子保密通信“京沪干线”项目工程总师、中科大教授陈宇翱透露，“京沪干线”项目将于2016年年底正式交付使用。“京沪干线”是全球第一条量子通信保密干线，总长2025公里，总投资额约5.6亿元，途经北京、济南、合肥、上海等多个城市，可应用于金融、政务等重要信息的保密传输。另外，我国首条量子通信商用干线“杭沪量子商用干线”也有望在今年下半年建成并投入使用。

　　当前，全球信息安全形势日益严峻，通信安全问题更是上升至国家层面。作为国家信息安全问题的最终解决方案之一，量子通信将成为各国竞争的焦点。欧盟计划于2018年启动总额10亿欧元的量子技术项目，希望借此促进包括通信网络安全和通用量子计算机等在内的多项量子技术发展。美国也发布了国家量子环网计划，将在哥伦比亚市和华盛顿地区建立长达650公里的量子通信线路，并进一步建立连接包括Google、IBM、微软等公司的数据中心，总长超过1万公里的环美国量子通信网络。此外，瑞士、日本、韩国也正在相继实施量子干线建设。

　　随着量子通信卫星的发射及“京沪干线”、“沪杭干线”的相继落成，我国量子通信产业不论在科研领域还是应用领域，都处于全球领先地位。国家层面的高度重视促使我国量子通信产业化进程持续提速。

　　（二）、量子通信行业简介

　　量子通信，是指利用量子理论中的量子纠缠效应，进行信息传递的一种新型

　　通讯方式;与经典通信方式相比，量子通信优势体现在安全性和高效性，其中量子加密通信有望成为我国信息安全的终极解决方案

　　上世纪八十年代以来，量子物理与信息技术相结合，开拓了与经典方式具有本质区别的全新的信息处理和通信方式，一门新兴的学科—量子信息科学，正在迅猛发展，成为近年来物理学和信息科学领域最活跃的研究前沿之一。不同于经典信息，量子信息的基本单元是量子比特，操控量子信息必须遵从量子物理的规律。量子通信技术通过传输和处理量子比特，在通信安全性、增大信道容量等方面都可以突破传统通信技术的极限，对于未来信息通信技术和信息安全技术的发展具有革命性的影响 。

　　量子保密通信是量子通信技术在安全通信方面的重要应用，它通过传输单光子或者纠缠光子,来进行量子状态的传递，从而实现量子密钥分发(QKD)，并完成保密通信。目前，利用纠缠光子实现量子密钥分发的技术还不是很成熟，距离实用还有相当的距离;而基于单光子实现的量子密钥分发技术，则已经日臻成熟，该技术利用量子的不可分割、状态不可复制性保障无条件安全性。原理上，对该 QKD 过程的任何窃听都必然会被发现。以常用的光量子通信方案为例，量子信息由单光子的量子状态承载;而单光子是光能量变化的最小单元，也可以说是组成光的最基本单元，已不可再分，窃听者不能通过分割光子来窃听信息;量子物理基本原理决定了未知单光子状态不能被精确复制，因此窃听者也不能通过截获并复制光子状态来窃听信息;量子测不准原理则决定了对未知单光子状态的测量必然会对其状态产生扰动,通信者就可以利用这一点发现窃听。

　　和任何经典的通信安全保障技术完全不同，量子保密通信是至今为止唯一得到严格证明的、能从原理上确保通信无条件安全的通信技术。

　　（三）、量子通信行业发展前景分析

　　1、政策支持

　　2015 年 11 月，国家十三五规划正式发布，量子通信成为其中重大科技项目之一：“在航空发动机、量子通信、智能制造和机器人、深空深海探测、重点新材料、脑科学、健康保障等领域再部署一批体现国家战略意图的重大科技项目”。

　　国家层面对于信息安全空前的重视程度，也将促使量子信息成为具有顶层战略意义的重要领域和发展方向。习近平总书记 2013 年 7 月在中国科学院考察工作时发表重要讲话中指出：“量子通信已经开始走向实用化，这将从根本上解决通信安全问题，同时将形成新兴通信产业。”国家层面对于量子通信的专项投入和政策扶持为其快速发展注入了强劲动力。

　　2、市场机遇

　　量子通信可运用于专网、公众网、云安全等领域。据方正证券研究报告，基于信息安全性需求、技术发展进度和市场推广速度，预计专网市场规模到 2017 年将达到 180 亿左右，按照届时 20-25% 的专网采用量子通信，专网领域量子通信的市场规模在 35-45 亿元;公众网按照其每年总投资 3500 亿、其中传送网相关投资 1200亿元，按照 3-5 年内量子通信渗透率 4-5%测算，公众网领域量子通信的市场规模在50-60 亿元;按照 Gartner 的估算，2017 年全球云安全市场规模有望达到 240 亿元(41 亿美元)，5 年内，量子通信在国内云安全领域的市场规模预计在 10 亿元。综上，3-5 年内，量子通信市场规模有望达到 100-130 亿。在 5-10 年内，预计在十三五等顶层设计的推动、科研的持续投入、技术成熟度提高和产业化加速，市场规模有望进一步扩大，尤其是在互联网领域，信息安全问题刻不容缓。经过国内的规模化市场应用，随着一带一路大政策等技术和产品的海外拓展，量子通信很可能逐步打开海外市场，市场规模有望达到千亿级。

　　二、量子通信行业应用前景及市场规模预测

　　（一）、量子通信行业发展潜力

　　量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据、票据的政府、电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域和部门，而技术又相对成熟，未来市场容量极大。

　　在国防和军事领域，量子通信能够应用于通信密钥生成与分发系统，向未来战场覆盖区域内任意两个用户分发量子密钥，构成作战区域内机动的安全军事通信网络;能够应用于信息对抗，改进军用光网信息传输保密性，提高信息保护和信息对抗能力;能够应用于深海安全通信，为远洋深海安全通信开辟了崭新途径;利用量子隐形传态以及量子通信绝对安全性、超大信道容量、超高通信速率、远距离传输和信息高效率等特点，建立满足军事特殊需求的军事信息网络，为国防和军事赢得先机。在国民经济领域和部门，量子通信可用于金融机构的隐匿通信等工程以及对电网、煤气管网和自来水管网等重要基础设施的监视和通信保障，促进国民经济的发展。

　　（二）、量子通信应用市场前景

　　从量子通信现阶段的发展来看，在国内还属于实验转测试阶段。但考虑到国家对信息安全的强调和提升信息安全的急迫性，我国已经开始建设世界最远距离的量子通信干线--北京-上海量子通信干线。这条量子通信干线将首先为政府及金融机构提供安全信息传输，同时也具有一定的实验与测试目的。

　　未来，量子通信首先应用在政府、公用事业以及金融行业等安全需求较高的行业，运用的项目为密钥分配和安全管理。随着传统通信的继续发展，量子通信将会往数据传输方面延伸，利用其高效性与及时性对传统通信进行替代。可以预计，主要应用的有四个市场：

　　1、城域网受制于经典通信的限制，量子通信的实验一开始只是在单个城市，其工作半径在50km以内，出于试建的目的，量子通信可能最先在城域内进行组网建设。

　　2、广域网在广域网中进行通信安全级别设臵，在最高级别中运用量子通信，达到一些客户的对安全性的需求。

　　3、专网专网通信对信息安全的要求很高，但是基于现阶段的标准并不能做到?事中信息安全防护。如果在量子通信辅助信道可达的情况下，运用量子通信来加强专网通信的安全性是一个可选之路。

　　4、对空、对天、对潜应用对空、对天、对潜通信具有高成本、效率低等特点。引入量子通信以后，可以利用其无通信介质限制、高效的特点进行信息互通，从而解决现在所面临的难题。

　　三、量子通信市场规模预测

　　基于信息安全性需求、技术发展进度和市场推广速度，我们主要从专网、公众网、云安全及特殊应用领域等几个方面进行市场规模的测算：

　　(一) 量子通信短期市场规模

　　量子通信市场规模预计到2017年将达到180亿左右，按照届时20-25%的专网采用量子通信，专网领域量子通信的市场规模在35-45亿元。

2009-2017年中国专网市场规模及预测

　　以覆盖和渗透到公众网、尤其是运营商的网络为主，按照其每年总投资3500亿、其中传送网相关投资1200亿元，按照3-5年内量子通信渗透率4-5%测算，公众网领域量子通信的市场规模在50-60亿元。

　　随着云计算、IDC/CDN等的飞速发展，按照Gartner的估算，2017年全球云安全市场规模有望达到240亿兀(41亿美元)，5年内，量子通信在国内云安全领域的市场规模预计在10亿元。特殊应用领域，在十三五规划指引的带动下，预计将会加速应用至空、天及其他领域，市场规模预计在10-20亿元。

2013-2017年全球云安全市场规模及预测

　　3-5年内，量子通信市场规模有望达到100-130亿。预计短期催化剂主要包括：十三五规划等政策层面的推动、政务和军事专网的信息安全需求加强、高校等科研机构的产业化动力增强、量子通信技术在公众通信网的现网测试和小范围应用。

　　(二)长期市场规模

　　在5-10年内，预计在十三五等顶层设计的推动、科研的持续投入、技术成熟度提高和产业化加速，市场规模有望进一步扩大，尤其是在互联网领域，信息安全问题刻不容缓。经过国内的规模化市场应用，随着一带一路大政策等技术和产品的海外拓展，量子通信很可能逐步打开海外市场。

　　到2025年预计专网市场规模达到500亿，量子通信渗透率60%;预计公网市场年投资达到2000亿，量子通信渗透率30%;预计云安全及特殊领域的规模达到500亿，量子通信渗透率60%;合计市场规模=500*60%+2000*30%+500*60%=1200亿，达到千亿级。