近年來，網絡信息安全問題日益增多，傳統保密通信技術也將面臨安全性挑戰。量子通信因其無條件的安全性廣泛關注。經過近十年的快速發展，量子通信技術已經從實驗室演示步入產業應用，并且目前正在快速發展。

量子通信是事關國家信息安全和國防安全的戰略性領域，具有較大可能性改變未來信息產業的發展格局，受到世界主要發達國家如歐盟、美國、日本等強烈重視。

量子計算機的快速發展倒逼量子通信的應用。

量子計算機的計算能力遠高于目前運行速度，它可以攻破互聯網加密算法的任何安全屏障，量子計算機正在勢不可擋地迅速發展。

量子通信基本概念

在物理學中常用到量子的概念，指一個不可分割的基本個體。例如，“光的量子”（光子）是光的單位。而延伸出的量子力學、量子光學等成為不同的專業研究領域。其中量子是一個態，一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位，則這個物理量是量子化的。（比較深，看看就完了。。。）

量子信息是是一種全新的信息方式，它利用量子并行、量子糾纏及量子不可克隆等量子系統的相關特性進行計算、編碼和信息傳遞。信息的傳輸為量子態在空間中的傳送，信息的處理是量子態在受控條件下的演化，信息的獲取則是對量子態的測量。

量子信息研究的逐漸興起源于經典信息的處理方式將要達到極限。根據摩爾（Moore）定律，每十八個月計算機微處理器的速度就增長一倍，其中單位面積（或體積）上集成的元件數目會相應地增加。按此速度不久之后芯片元件將達到傳統方式工作的極限，如何突破極限便成為現在信息科學所研究的重要問題之一

量子信息就是利用量子系統相干特性，探索以全新的方式進行計算、編碼和信息傳輸的可能性，從而為突破芯片極限提供新概念、新思路和新途徑。

種類：

按照所使用的信道不同，量子通信主要分為兩種：廣義的量子隱形傳送與狹義的量子密碼通信。

廣義的量子通信：

通常指的是量子隱形傳送（Quantum Teleportation），其利用量子糾纏態的特性，通過將某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方來實現信息傳遞。通信過程中傳輸的只是表達量子信息的“狀態”，并不傳輸作為信息載體的量子本身。即把另一個粒子制備到該量子態上，而原來的粒子仍留在原處。

基于量子隱形傳送可以延伸出的一項通信技術是量子安全直接通信（Quantum Safe Direct Communication），指通信雙方以量子態為信息載體，利用量子信道，在通信收發雙方之間安全地、無泄漏地直接傳輸有效信息，特別是機密信息的通信技術。

QSDC 是量子通信技術的一個重要分支，主要用于直接傳輸機密信息。通信的收發雙方無需事先建立安全密鑰，就可以直接通過量子通道進行信息傳輸。

QSDC 與狹義的量子密鑰分發的根本區別在于：在量子信道中直接傳遞秘密信息，安全性要求比量子密鑰分配高，但QSDC方案還存在非實時及其量子信道信息所需要的糾纏態、量子存儲等技術還不成熟的問題，所以目前量子通信一詞大多表示的是量子密碼通信。

狹義量子通信：

通常是指量子密碼通信（Quantum Key Distribution），即利用量子狀態來作為信息加密和解密的密鑰。根據聯通西安研究院席曉等的研究資料，量子密鑰分配以量子態為信息載體，基于量子力學的測不準關系和量子不可克隆定理，通過量子信道使通信收發雙方共享密鑰，是密碼學與量子力學相結合的產物。QKD 技術在通信中并不傳輸密文，只是利用量子信道傳輸密鑰，將密鑰分配到通信雙方

目前量子通信總體方案是盡量采用現有光纖量子通信線路，在其上面添加核心量子設備，建立QKD（量子密碼通信）中心。

而遠程量子通信的最終實現將依賴于量子中繼：在空間建立許多站點，以量子糾纏分發技術先在各相鄰站點間建立共享糾纏對，以量子存儲技術將糾纏對儲存，采用遠距離自由空間傳輸技術實現量子糾纏轉換，即增長量子糾纏對的空間分隔距離。

量子通信核心優勢：無條件安全、高效和抗干擾

1、量子密鑰分配徹底解決密鑰分發過程中的安全性問題。

量子的不可復制性是量子通信安全性的基礎。量子信息若被監測，就會發生不可還原的改變，觀測行為會破壞粒子本身的狀態，這使得量子通信具有了無條件的安全性。

如果發生竊聽將破壞系統產生誤碼，通信雙方都能夠覺察。量子密碼不是依賴于計算的復雜度，而是基于量子力學原理，原理是“海森堡測不準原理（Heisenberg uncertainty principle）”中所包含的一個特性，即當有人對量子系統進行偷窺時，同時也會破壞這個系統。

2、量子傳輸信息效率遠高于傳統方式。

根據量子力學的疊加原理，一個n 維量子態的本征展開式有項，每項前面都有一個系數，傳輸一個量子態相當于同時傳輸這個數據。量子并行性使得量子計算機可以同時對2^n 個數進行數學運算，其效果相當于經典計算機重復實施2^n 次操作。可見，量子態攜載的信息非常豐富，使其不但在傳輸方面，而且在儲存、處理等方面也比經典方法更加高效。

3、量子通信具有較強抗干擾能力和傳輸能力。

量子通信不通過通信雙方之間的空間且無通信媒介的限制，從而通信絲毫不受通信雙方之間的空間環境的影響。量子通信中的信息傳輸與通信雙方之間的傳播媒介無關，具有完好的抗干擾性能，同等條件下，獲得可靠通信所需的信噪比比傳統通信手段低30～40dB。

各國發展現狀：

國外量子通信概念自1984 年開始提出，1992 年后開始得到重視、逐漸發展，至今整個產業鏈日趨成熟，開始步入應用推廣階段。

國外量子通信產業比中國更早的步入實用化，量子通信科技產業實體中較為知名的有美國BNN（雷神子公司）、MAGIQ TECH 以及瑞士的IDQ，它們能夠提供初步商用化的量子密鑰分發系統器件、終端設備和整體應用解決方案。

其中IDQ 是量子密鑰生成的世界領導者，量子安全加密類產品主要有量子網絡安全加密，量子密鑰分配，量子密鑰生成等。BNN 科技公司為雷神公司全資子公司，擅長量子計算，參與美國情報高級研究計劃局（IARPA）發起的量子計算機科學（QCS）項目研究。

量子密鑰分發是最先有望實現大規模應用的量子信息技術，可以帶來絕對安全的信息傳輸方式。實現全球化量子密鑰分發網絡是目前各國正在努力的方向，其中最關鍵的問題便是突破距離限制。目前基于低軌道衛星的量子密鑰分發是實現更遠距離量子密鑰分發的最可行方案之一。但仍要克服大氣層傳輸損耗、量子信道效率、背景噪音等問題。

國內發展狀況：

近年來，在中國科學院、科技部、基金委等部門以及有關國防部門的大力支持下，我國科學家在發展實用量子通信技術方面開展了系統性的深入研究，在量子通信領域的研究和應用也取得了一系列重要進展，不比國外發達國家落后太多。

2015 年10 月，浙江神州量子計劃建設國內首條量子通信商用干線“杭滬量子商用干線”，投資金額1.7 億元，建成后有望實現滬杭區域內通信數據的絕密傳輸；

通信干線方面，我國預計在2016 年底前后建成世界最遠距離的光纖量子通信干線京滬線；

在城域網方面，我國已完成合肥、濟南兩個量子通信城域網的建設；

我國有望領先于歐美于2016 年8月實現量子科學實驗衛星發射。

預計軍用通信指揮專網2018 年投資超過千億。

軍用通信指揮控制專網（C4ISR）是現代軍隊的神經中樞，中國目前處于建設初期，中國產業信息網顯示未來三年C4ISR 投資年復合增長率將超過25%，在2018 年投資將達到1440 億元，軍用專網基本上都需要加密。

軍用通信指揮專網C4ISR，將數字化戰場上的指揮中心、各級指揮所、各參戰部隊和武器平臺連接起來，通過對獲取戰場信息、信息傳輸、信息分析處理、輔助作戰決策、下達行動指令、引導武器攻擊、評估攻擊效果等各個作戰環節的整體控制，將原專長于不同領域作戰的軍種部隊連接成一個有機整體，提高各基本作戰單元的作戰效能。未來也將逐步采用量子通信加密保障絕對安全。

量子通信在民用領域也十分廣泛

除了在國防、政府、金融、電力、能源等部門的數據加密應用外，其未來還可以應用于數據中心加密，在歐洲已經有實際應用的案例。

我國從2010 年至今，已陸續建立了多個量子通信城域示范網絡，政府各部門為主要使用對象，對各種保密資料的存儲和傳輸提供安全加密。2010 年5 月我國在蕪湖市建立的世界上首個量子政務網。

2012年2月連接新華社新聞大廈和新華社金融信息交易所的金融信息量子保密通信技術驗證專線在北京開通，標志著量子通信在金融信息安全領域應用開端。

2015年2月工商銀行北京分行電子檔案信息在同城間實現量子加密傳輸，量子通信拓展在銀行業信息安全應用。這是量子通信技術在國內銀行業的首次成功應用。

2016年9月底‚京滬干線建成同時，上海陸家嘴金融量子保密通信應用示范網也將同時建成。屆時中國銀監會、工商銀行、民生銀行、北京農商銀行、交通銀行、浦發銀行、東方證券、國泰君安期貨和華安基金等多家金融部門將成為第一批用戶。

國內量子通信相關政策及規劃

量子通信和天地一體化信息網絡被列入十三五重點規劃十大項目，專項基金支持軍民領域大規模應用。

未來趨勢：

未來，量子保密通信必將向更遠距離骨干線路和更大規模網絡的方向發展，這也是國際上量子通信的應用模式發展的趨勢。廣域量子通信網絡建設分三步走：

第一步，通過光纖—構建城域量子通信網絡；
第二步，通過加中繼器—構建城際網絡；
第三步，通過衛星—實現洲際、星際網絡。

我國正在建設世界最遠距離的光纖量子通信干線京滬線，預計2016 年完成。預計到2020 年，我國將實現亞歐的洲際量子密鑰分發。到2030 年左右，則將建成全球化的廣域量子通信網絡。

目前，量子通信在軍工、政府金融上的應用比較快，未來隨著技術和產業化的逐漸成熟，量子政務云、能源云、量子白板、量子手機、量子POS機、量子簽名、量子電話等產品將全面普及，很快會迎來“量子 ”時代。

預計到2020 年，國內量子通信市場規模預計為：105 億（專網）75 億（公網）30 億（其他領域）=210 億元。此外，隨著量子通信在各領域的不斷滲透，預期國內量子加密的潛在長期市場規模有望達到500 億至1000 億元。

以下是重點：

我國量子通信產業鏈及相關公司

在國內，中科大團隊研發水平已處于全球前列，其研究成果也加速進入實際應用階段。中國量子通信產業也正處于啟動階段。

根據量子通信系統的結構，參考產業化的路徑及國內發展現狀，量子通信產業鏈結構如下：

產業鏈主要包含元器件、設備、建設運維、運營應用四個環節。

1、上游：

量子通信的元器件、光纖、終端等，由于跟傳統通信沒有特別大的差異，可關注量子點激光器、探測器技術突破對行業規模普及的影響。

上游主要是器件供應商。量子通信所使用的元器件、光纖等器件，與傳統通信所使用的沒有特別大的差異，理論上不會對器件供應商造成太大影響。

但需要注意的是：量子通信的一些核心器件，如單光子探測器，仍主要依賴于進口，目前近距離設備國產可大致代替進口，但是百公里（長距離）設備預計還需一年或者更長時間來實現進口替代。這與信息安全的自主可控還有一定差距，給相關公司帶來巨大商機，中國電科集團旗下部分研究所已經開始產業化進程，預計將有更多公司進入該領域。另外，還有很多器件沒有實現專用化，目前量子通信中的設備器件大多是從現有網絡挪過來用，缺乏大規模的專用器件生產，該領域內的公司目前也在積極布局專用器件生產。

2、中游：

核心設備制造：主要技術就是量子制備、存儲、交換，同時量子通信還需要以傳統的通訊設備為基礎。

中游的量子設備與解決方案提供環節是整個量子通信產業鏈的核心環節。量子設備主要包括量子網關和量子交換機。量子網關是當前量子通信技術的最核心設備，具有量子密鑰分發與管理、數據加解密等功能。量子交換機是量子網絡中實現量子信道共享的關鍵設備，位于網絡拓撲的匯聚節點，集中管理網絡信道資源。

國內主要是科大國盾、問天量子掌握量子通信的核心技術，研發量子通信核心設備，推動產業的發展。都飛通信也已經部分自研。全球主要的量子設備與解決方案提供商包括：中國的科大國盾、問天量子、瑞士的IDQuantique 和美國的MagiQ 四家公司。

網絡建設和運維：

隨著更多城市、城際干線啟動，將引入更多商業化運作，帶動量子通信網絡建設和運營需求；量子通信需要在現有的光通信網絡中添加相關設備，開辟單獨的通道以確保信號的穩定性，還需要進行設備調試等，通常由網絡建設和系統集成商承擔這些任務。

3、下游：

網絡運營及專網應用。具體面向國防、金融、政務的行業應用，將進一步拓寬專網市場容量。

信息安全應用產業研發：

針對軍用、民用客戶的不同需求，未來會產生越來越多的公司利用現有的QKD 加密技術做終端、系統等開發。比如：阿里巴巴與中科大合作，在2015 年10 月云棲大會推出了首款商用量子加密終端；凱樂科技與中創為合作，聯合實現數據鏈量子加密產品產業化并預計在2016 年10 月份推出原型機。

我國量子通信主要/潛在參與者及分析：

全球領先量子通信產品設備商：

1、國盾量子——國內最大的量子通信設備制造商

中國第一家從事量子信息技術產業化的創新型企業公司，中國最大的量子通信設備制造商和量子信息系統服務提供商。目前擁有中國最多的量子通信領域技術專利，自主研發的系列化產品涵蓋量子通信網絡設備、終端設備、核心器件、科學儀器，以及系統性的管控和應用軟件等，并提供信息安全整體解決方案（即量子保密通信方案 應用）。

主要產品為量子網關、光交換機、集控站、量子接收機等。同時是合肥城域量子通信試驗示范網、金融信息量子通信驗證網、濟南量子通信實驗網、和京滬干線主要合作方。

公司的產品得到國家密碼行業標準化技術委員會認可并于2014 年9 月自主研發出國內商密領域的首款量子密碼機。2015 年公司與阿里巴巴合作，聯合發布云量子加密通信產量。這是全球首個落地的云服務量子安全傳輸產品，將對全球量子技術研究和云計算發展具有里程碑意義。2016 年與中興皖通聯合研發出量子安全路由器。

2、都飛通信：

公司控股子公司——浙江神州量子通信技術有限公司，是從事量子通信干線及網絡建設和運營的企業，主營業務為量子通信干線建設，目前公司主要承擔杭滬量子通信干線的建設任務。杭滬量子通信干線總長約160 公里，總投資約1.7 億元，預計2016 年建成，將與京滬干線對接，初步形成量子通信縱向干線。

公司未來的發展戰略：以量子通信網絡建設運營為核心，向上游的量子通信設備、器件、半導體材料等領域延伸和下游的量子通信應用領域開拓，打造量子通信上下游產業鏈一體化生態圈，成為量子通信行業發展領軍企業。

3、安徽問天——致力于量子信息產業化

我國首家從事量子信息技術產業化的高新技術企業，同時也是我國量子密碼標準制訂工作組牽頭單位。同樣發源于中國科學技術大學，是國家密碼管理局認證的商用密碼產品生產定點單位，擁有國家三級保密資格及公用普通密碼資質。公司已完成的主要項目是與中科大一起在蕪湖市完成了‚蕪湖量子政務網，蕪湖量子政務網是公司建立的世界上首個多層級的試運行量子密碼網絡。

公司自主研發的系列化產品涵蓋量子密碼通信終端設備、網絡交換/路由設備、核心光電子器件、開放式實驗系統、科學儀器以及網絡化安全管控和應用軟件等，并提供量子信息安全系統整體解決方案。

問天量子成功打造出國內最快、全球第二的2GHz 量子密鑰分配終端、國內最遠的260Km 量子密鑰分發、以及規模最大的合肥—蕪湖廣域量子密碼通信網絡等一系列處于世界先列的研究成果。

其量子產品主要分為：（1）弱光激光器，普通激光器，要求穩定。（2）調制器（3）普通光纖（4）量子路由器和交換機，公司有專利（4）單光子探測器（接收端），難度大，國內只有安徽問天和安徽量子兩家可以做。

2015 年11 月，華夏幸福基業股份有限公司和安徽問天量子科技股份有限公司戰略合作達成，二者將通過共建量子保密通信展示控制中心、舉辦量子保密通信高端研討會等系列推進“產學研”深度合作，打造“下一代信息網絡創新產業園”，推動區域經濟高質量、可持續的發展。安徽問天將覆蓋京津冀地區的信息安全網絡，并輻射延伸至整個華北地區，構筑華北大數據和信息安全中心。

4、ID Quantique （IDQ）：

世界領先的quantum-safe 加密解決方案，旨在保護數據長期的安全，成立于2001 年，是瑞士日內瓦城的一家私人公司。公司是世界上第一個在現實網絡環境中部署量子密匙分發的公司；也是第一個在多路復用網絡中為商業客戶部署QKD的公司。

成立之初主要是證明量子密鑰分發的可行性的項目研究，2001 年推出了商用量子密鑰分發系統。2004 年9 月，公司正式宣布安裝成功第一個量子保密通信系統。自2010 年起公司在全球商業和政府市場開始推出quantum-safe 加密解決方案。2013 年公司又從QWave 資本獲得額外的450 萬美元資金以擴大其市場份額。

公司為金融行業、全球企業和政府組織等提供quantum-safe 網絡加密、安全的量子密鑰生成和量子密鑰分發解決方案；公司還基于量子物理學開發和使隨機數生成器商業化，用于包括安全、游戲和彩票等多個行業；此外，公司是光學儀器產品的領先供應商，尤其是光子計數器及相關電子產品，公司創新的光子解決方案用于商業和研究應用，比如短脈沖激光源和QKD 研發程序的開發平臺等。

目前IDQ 與Battelle 合作，已經著手在哥倫比亞市和華盛頓地區建立長達650 公里的量子通信線路，進一步計劃建立起連接包括Google、IBM、微軟等公司的數據中心，總長超過10000

公里的環美國量子通信網絡；同時2015 年公司與Acronis 安克諾斯合作推出領先全球的量子加密安全技術解決方案，為企業提供云端數據保護，協助企業應用量子計算機時代到來。

5、MagiQ：

成立于1999年，是美國私人公司，產品主要包括光纖，高速電子器件和射頻、音響和軟件等。MagiQ 還擁有研究實驗室，實驗室主要提供定制的產品、工程設計和合同研發服務光學、量子信息、光纖傳感、航空航天和國防應用程序。

推廣合作也是直接與私人公司和政府機構，如美國海軍軍隊、美國國防部高級研究計劃局、NASA。公司與政府客戶的合同技術有了新的突破，公司不斷通過創新滿足客戶的要求。

（1）公司研制的便攜式設計，噪音消除醫療錄音機取得DARPA（美國國防部高級研究計劃局）的認可，成為美國軍方升級其醫療記錄到一個先進的電子醫療信息系統的一部分；
（2）公司展示了顯著的性能改進co-site干擾取消使用光學信號處理技術，這種技術允許在大功率干擾下的射頻通信，并有效地提高了系統的帶寬。極大的滿足了軍用和商用系統要求；
（3）公司開發出一種高效光纖耦合的糾纏光子源(EPS)。可以提供高通量polarization-entangled 光子兼容現有的DWDM 光纖網絡；
（4 ） 公司正在開發一個復雜的脈沖程序員用來生成任意形狀的射頻脈沖序列與sub-picosecond 時間抖動。這個項目將為量子計算開放強大的新功能以及一系列的其他應用程序，如醫療儀器和通信測試設備領域。

6、朗研光電：

公司致力于超快光纖激光器、量子保密通信系統、單光子探測器和泵浦激光器等相關產品的自主研發和生產，包括光子探測器、網關、交換機等

7、國內A股上市公司：

圖解上市公司：