2021年全球及中国量子测量行业市场发展趋势研究预测及全产业链市场全景分析

当前量子信息技术的研究与应用主要包括量子通信、量子计算、量子测量等。近年来，世界主要国家纷纷加强国家层面的战略计划，系统推进量子技术研究，推动量子技术“从基础到市场”。其中，我国对量子信息技术的基础研究、科学实验、示范应用和产业培育一直高度重视。具体如下：

（1）量子通信：量子通信（以量子密钥分发，即QKD为主）是最先走向实用化和产业化的量子信息技术，结合信息理论安全的量子密钥分发技术和安全的密码算法等，形成加密通信安全解决方案。总的来说，量子保密通信网络作为基础设施符合安全和信息化发展的趋势与要求，基于量子网络，可以实现将量子密钥作为流动的资源，与物联网、大数据、云计算、智慧城市、人工智能等领域的安全需求结合，进而形成各类信息安全应用解决方案。建设和发展量子保密通信骨干网、城域网、卫星地面站，可以不断推动量子通信技术在政务、金融、电力等行业的应用，并向企业、个人客户拓展，最终形成“网络建设-接入应用-网络扩容”的良性循环，实现行业的持续发展。

整体上看，国内外量子保密通信产品/系统都处于示范性应用和大规模商业化应用的推广阶段。其中我国的相关技术已经逐渐走到了世界前列，并初步形成了一条探索型产业链，具有相对优势。我国的城域量子保密通信技术已初步满足实用化要求，自主研制的量子保密通信装备已经为党的十八大、十九大、纪念抗战胜利70周年阅兵等国家重要活动提供了信息安全保障。

在城际量子保密通信方面，我国建成了国际上首条远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”，在金融、政务、电力等领域开展远距离量子保密通信的技术验证与应用示范。

在卫星量子保密通信方面，我国研制并发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。“墨子号”量子卫星在国际上率先实现了星地量子保密通信，充分验证了基于卫星平台实现全球化量子保密通信的可行性。国家发展改革委办公厅《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》提出，重点支持“国家广域量子保密通信骨干网络建设一期工程”，在京津冀、长江经济带等重点区域建设量子保密通信骨干网及城域网，并在若干地区建设卫星地面站，形成量子保密通信骨干环网。

目前，“国家广域量子保密通信骨干网络建设一期工程”项目正在建设中。量子保密通信“齐鲁干线”、合肥量子通信城域网、南京市城域量子保密通信网等多地的城际网、城域网也在规划和建设过程中。2020年，中国电信集团和公司开展战略合作，参与量子保密通信网络和应用生态建设。目前我国已经在政务、金融、电力、国防、通信等领域开展了量子保密通信应用研发和推广。但产品从市场接受，到各行业、单位、个人普及应用需要一定的周期。

量子保密通信在国际上也得到了广泛的认同。美国白宫在2020年初发布了《美国量子网络战略愿景》。美国智库哈德森（Hudson）研究所发布《高管量子密码学指南：后量子世界中的安全性》报告，认为“随着QKD技术的发展和成熟，将形成包括空间网络在内的全球量子通信网络的基础”。

目前已有24个欧盟成员国签署了开发和部署欧盟范围内量子通信基础（OPEN-QKD）的声明，完善和扩展现有数字基础设施。欧盟“欧洲量子技术旗舰计划”在2020年5月发布的《战略研究议程(SRA)报告》中预估，“未来十年，量子密码学数十亿欧元的业务有望得到发展，并为欧洲经济带来直接的收益。量子密钥分发系统和服务的销售将迅猛增长”。目前，韩国正实施的“数字新政计划”中，由韩国内务和安全部发起的国家融合网络项目，计划利用QKD技术保护长达2000公里的公共网络的主要区域，为韩国包括劳动就业部、经济财政部，以及教育部和地方政府在内的48个政府机构的通信网络提供安全保障。俄罗斯、英国、日本、印度等国家也在整体战略布局和项目上对量子保密通信给予支持。

在行业发展的基本特点上，量子保密通信具有抗计算破译的长期安全性，无论攻击者具有怎样的计算分析（包括量子计算）能力，量子密钥及其加密通信应用都是安全的。在产业发展上，量子保密通信整体呈现出国家战略驱动、关键行业先行试用、技术发展迅速和应用空间广阔等特点。但类似于计算机、互联网等行业的发展初期，量子保密通信需要时间通过应用、推广、认证、监管来形成市场互动，推动产业不断升级。

在技术门槛上，量子保密通信的核心——量子密钥分发技术操控处理的是单量子级别的微观物理对象。高效率的单光子探测、高精度的物理信号处理、高信噪比的信息调制、保持和提取等技术，将影响量子密钥分发能力。光学/光电集成、深度制冷集成、高速高精度专用集成电路等技术影响量子保密通信设备小型化、可靠性和成本高低。另外，不同行业、不同领域的用户对信息安全技术的需求也不尽相同。行业内企业必须在深刻了解量子保密通信技术的同时，了解传统信息通信系统和安全技术，才能够研发出匹配用户当前真实需求、兼顾用户安全需求发展空间的产品和应用解决方案。

中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国量子测量行业市场监测及投资环境评估预测报告》

（2）量子计算和量子测量等其他量子信息领域：量子计算是一种遵循量子力学规律，调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，有望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题（如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等）方面相比经典计算机实现指数级别的加速。

目前量子计算多条技术路线并行发展，主流方案包含超导、离子阱、硅基半导体、光量子和拓扑等，但仍无任何一种路线能够完全满足实用化条件要求，尚处于工程实验验证和原型样机研发的技术攻坚期。量子计算机需要在量子比特制备、相干稳定性度等方面继续有所突破，才能有望最终实现商用。

量子测量基于对光子和冷原子等微观粒子系统的调控和观测，实现对时间、磁场、重力场等多种物理量信息的超高精度测量，可以实现物理量测量和信息获取的精度、分辨率、稳定度等性能指标的进一步提升，在数字时代和万物互联时代有着广泛的应用。近年来，量子测量技术主要研究关注提升测量性能指标，进一步挑战测量精度记录和突破经典测量极限；推进样机系统工程化，进一步开展小型化、芯片化和可移动化研发，增强系统实用性。高校和研究机构对于量子测量科研成果的商业转化支持力度正逐步增大。

和量子通信一样，量子计算、量子测量也具有跨学科、高精尖的技术特点，产品研发和技术创新要求企业具备较强的技术实力、配置丰富的技术研发资源；要求对量子信息理论深刻理解，并在光学、微电子学、软件和集成技术等方面形成系统性支撑。目前，量子计算和量子测量等领域都处于产业探索的起步阶段。