当前网络空间已成为继陆、海、空、天四个疆域之外的国家“第五疆域”。

量子通信和量子信息网络的研究和发展，将对信息安全和通信网络等领域产生重大变革和影响。

近年来，全球主要国家在量子信息技术领域加强科技政策布局，推动量子技术从“基础到市场”。

美国、欧洲、中国等国家已经建立了量子通信网络，其中，中国的量子通信网络基础设施规模最大、传输总距离最长，并且实现了地空连接，网络覆盖面积最大。

我国将构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系，率先应用于对保密要求较高的领域如政府、金融、国防军工和能源等特殊行业。

政策方面来看，我国在“十四五”建设时期要加强关键数字技术创新应用，加快布局量子计算、量子通信等前沿技术。未来，将逐渐完善量子科技领域的顶层设计，量子科技行业有望持续快速发展。

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量子通信行业概览

量子通信则主要是指量子加密通信，即利用量子的叠加态和纠缠效应，在经典通信的辅助下进行量子密钥的产生、分发和接收，进行信息传递的新型通信方式。

基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听和计算破解的绝对安全性保证。

量子通信绝对安全原理：

具体到量子通信的业务模式来看，量子通信主要依赖量子随机数发生器（QRNG）、量子密钥分发设备（QKD）等一系列量子密钥生成和传输设备集合形成密钥资源，并进一步依赖集成后的量子安全设备和量子网络为政务、金融、电力、数据中心等客户提供信息加密服务。

量子密钥分发QKD可用来实现经典信息的安全传输，是最先实用化的量子信息技术，也是量子通信的重要方向。

目前来说，量子通信并没有实现超光速传播。量子通信仅改变了传统加密方式，仍然需要把光子从发送者输送到接收者那里，因此仍然需要建设光纤。

2010年以来，我国陆续开始量子通信网络建设。2016年我国完成了量子通信“京沪干线”，并与“墨子号”量子科学试验卫星连接。

整个京沪干线由32座中继站和31段光纤量子通信线路构成主干量子通信线路，另外还包含北京和上海的城域量子通信网络，其在很大程度上为量子通信系统的安全性规范研究提供了实验环境。

“京沪干线”量子通信项目示意图：

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量子通信产业链

我国量子通信产业链包括基础研究、设备研发、建设运维、安全应用四大环节。

包括上游的光器件、电芯片，中游的主设备（QKD、量子路由器、量子交换机、量子波分、卫星地面站等）以及下游的软件平台、系统集成等。

同光通信设备产业链类似，量子通信产业链也存在“下强上弱”的特点。

上游的脉冲光源、单光子探测器、光调制器等国产性能和国外还有差距，部分电芯片如FPGA等比较依赖进口。

随着量子通信网络的建设，提供组件、核心设备、基础设施建设、通信运维、解决方案等的公司有望全面受益。

量子通信产业链及代表厂商：

基础研究环节

中科大、清华、北大等研究机构的研究成果与国际先进水平基本同步，在量子保密通信试点应用、网络建设和星地量子通信探索方面处于领先。

根据中国信通院数据，量子通信领域中美专利申请数量一直保持世界领先地位，并且在2015年开始出现加速增长。

2016年开始，中国实现对美国专利申请数量的反超，同时专利授权数量差距也逐渐缩小。2018年，我国在量子通信全球专利申请数量方面位居第一，专利授权仅次于美国。

截至2022年8月23日，我国量子通信专利申请数量达71项。

从量子通信专利申请人来看，2021年申请人专利量前十企业分布为北京中创为南京量子通信技术有限公司、湖北凯乐量子通信光电科技有限公司、科大国盾量子技术股份有限公司、国科量子通信网络有限公司、国开启科量子技术有限公司、安徽量子通信技术有限公司、如般量子科技有限公司、南京如般量子科技有限公司、山东量子科学技术研究院有限公司、浙江神州量子网络科技有限公司。

设备研发环节

核心设备是量子通信产业链的关键产品，主要包括高性能单光子探测器、高速光学调制器件、高速高精度数字/模拟转换电路等，主要依托于尖端工艺/工业基础实现。

由技术型企业提供核心器件、部件、量子保密通信设备、网络融合设备层面的支撑，形成了以潘建伟院士和郭光灿院士等学科领头人为代表创立的多家量子通信企业和以合肥为代表的量子通信产业集群。

该环节参与厂商包括光讯科技、电科网安、国芯科技和苏州科达等厂家。

量子通信核心设备：

建设运维环节

量子保密通信网络可依托现有的光纤网络进行建设。

在承载绝大多数数据传输业务的光纤网络的机房、站点内部署量子保密通信网络核心设备，即可快速、平滑地形成覆盖面较为完整的量子保密通信网络，从而实现对基础信息网络、重要信息系统、重要工业控制系统和政务信息系统等进行强有力的安全保护。

安全应用环节

信息安全产品的下游用户群体拥有大量重要信息和敏感数据，信息安全需求强烈。

应用技术与产品开发方面，国内外都处于起步阶段，目前的主要应用方式是通过加密机、加密路由器等与网络各层结合实现加密传输。

“京沪干线”已经被用于金融、政府和国防等领域的加密数据传输。而没有用地面中继器情况下，借助“墨子号”量子科学实验卫星，在相隔1120公里的两个地面站之间，成功实现基于纠缠的量子密钥分发。

基于国家安全战略的考虑，我国自2009年开始加大了对国密算法的推广。国密算法即国家密码局认定的国产密码算法，主要有SM1、SM2、SM3、SM4、SM7等算法。

国密算法是非公开的，近两年我国企业推出的密码产品都在不断加大对国密算法的支持。

电科网安是数据安全“国家队”，作为中国网安旗下唯一上市公司，在国内信息加密领域处于绝对领先地位。密码产品包括密码设备（签名验签服务器、金融数据密码机、服务器密码机）、密码模块（USBKey密码模块、PCI密码卡）、密码系统（数字证书认证系统、秘钥管理系统）等机密机和软件加密产品。

吉大正元2002年起涉足军工业务，是军工数据加密龙头。公司提供的主要产品和服务包括电子认证产品、信息安全服务和安全集成。

三未信安是商用密码基础设施领导者，是国家级专精特新重点“小巨人”企业，推出了国内首款安全三级密码板卡和首款安全三级密码整机。

格尔软件是国内公钥基础设施PKI龙头，以密码为基石，身份为中心，在身份管理、认证与访问控制、加解密等技术在行业内均处于领先地位。

该环节主要参与厂商还包括数字认证（基于PKI的身份认证运营）、中孚信息（保密和密码应用）、启明星辰（子公司书生电子从事电子签章）、信雅达 （金融加密机）、深信服 （VPN接入）、飞天诚信（USBKEY）、国农科技（收购智游网安）、航天信息（PKI、安全芯片）等。

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量子通信市场格局

IDQ是全球创建最早、产品经验最丰富的量子通信龙头企业。

IDQ最早推出商用QKD、QRNG产品，并于2020年全球首家推出量子安全芯片，三星运用其技术发布了5G量子安全手机。

我国目前核心设备供应商出现了国盾量子、问天量子、中创为等多家重磅科技公司。

国盾量子是我国率先从事量子通信技术产业化的企业，为各类光纤量子保密通信网络以及星地一体广域量子保密通信地面站的建设系统地提供软硬件产品，在量子计算方面向高校和科研院所等客户单位销售用于研制量子计算整机所需的室温操控系统、超导量子计算操控软件及系统、低温信号传输系统、极低温低噪声系统等供应链仪器设备。

科大国创参股投资了国仪量子。国仪量子是一家以量子精密测量、量子计算为核心技术的高科技企业，拥有国际领先的科学装置平台和更高精度、更高分辨率的量子传感器等技术及产品。

问天量子由芜湖市建设投资有限公司、中国科学技术大学共同投资成立，依托中国科学院量子信息重点实验室的强大科研力量，致力于为国家和社会提供更加有效的信息安全保障；飞利信在量子计算方面和安徽问天量子有合作。

本源量子团队技术起源于中科院量子信息重点实验室。本源司南是公司2020年面世的国内第一款量子计算机操作系统。

量子信息领域投融资近两年来呈现爆发式增长趋势，截止2022年9月，全球投资最新进展的不完全统计已达160亿美元以上。

长远来看，随着量子卫星、量子中继、量子计算、量子传感等技术取得突破，通过量子通信网络将分布式的量子计算机和量子传感器连接，还将产生量子云计算、量子传感网等一系列全新的应用。

我国加快在量子科技领域的发展，相关的科研经费投入，专利申请布局和应用探索等方面都具备较好的实践基础和发展条件。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，我国的量子科技行业或将快速发展，成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。