ICV联合光子盒研究院出品
来源：ICV
二、量子随机数发生器——不可预测性的源泉
表2 2021年量子随机数发生器研究进展
来源：ICV
三、量子隐形传态—通往量子互联网
表3 2021年量子隐形传态主要进展
量子通信产业主要分为上游、中游、下游。上游主要是元器件和核心设备；中游主要是网络干线、系统平台、建设运维；下游主要是安全应用。
图1 量子通信产业链
来源：国家电网
在过去五年中，从东部的浙江省到西部的新疆已经为其电网建立了地面量子通信电缆。北京政府还拥有一条通往上海的光缆，以加强对中国最发达城市电力管理的控制。出于安全考虑，某些关键操作，例如主干网的开关，以前只能手动执行。由于量子通信的安全性提高，这些操作开始机械化，将切换时间从几小时缩短到几秒钟。
2021年4月，九州量子联手国网电力浙江大有集团，合作研发全球首台配网量子加密智能开关，并正式投运杭州亚运会莲花主场馆。
2021年6月，国盾量子设立浙江国盾量子电力科技有限公司，形成了首批“4G+量子加密”智能开关、量子安全服务平台远程控制试验环网柜、中国首条基于量子加密无线通信的全自动化架空线路等一系列应用。
（四）工业互联网
2021年7月，国盾量子与紫光云引擎科技有限公司、安徽中科锟铻量子工业互联网有限公司达成战略合作。三方将在量子信息、产业数字化和数字产业化等领域实现协同合作：基于各自技术优势共建量子工业互联网创新中心，深入量子工业互联网应用场景，输出产品与解决方案；汇聚三方资源优势，全力支持中科锟铻建设、运营量子工业互联网平台及相关产品，并在营销体系、产品体系建设，市场拓展等各方面给予大力支撑，打造行业示范样板；三方还将共同致力于相关领域的人才培养。
2021年9月，国盾量子与长虹美菱、中科类脑等合作的“基于量子安全的工业互联网边缘计算网关关键技术研发及示范应用”项目获得安徽省科技重大专项立项。该项目将充分发挥各方的技术领先优势及工程经验，推动实现关键数据采集、传输、控制等大规模应用场景化部署，实现用量子保密通信技术为工业数据精准交互提供安全保障。
（五）云数据中心
在不同的数据中心之间进行数据备份、业务连续性等业务时，量子保密通信可以用于保障数据中心之间数据传输的安全性。在数据中心间设置的链路加密机可以通过QKD按需更换密钥，满足企业、用户的高安全数据传输需求。
在不同的数据中心之间进行数据备份、业务连续性等业务时，量子保密通信可以用于保障数据中心之间数据传输的安全性。在数据中心间设置的链路加密机可以通过QKD按需更换密钥，满足企业、用户的高安全数据传输需求。
2021年8月，中国首家量子云数据中心——天翼银商量子云数据中心正式启用。合作由中国电信安徽公司和中电信量子公司作为量子安全能力集成方、量子安全能力提供者，合力进行量子安全平台的建设与量子加密应用；银联商务在合作中输出金融级运维标准，并协力建成专业金融级运维团队及运维体系。
（六）其他
2021年，除了上述主要行业用例以外，还有以下量子保密通信用例：
表4 部分量子通信应用案例
来源：国盾量子、ICV
由于量子通信行业目前整体处于寡头垄断市场，供应商具有较强的议价能力，再加上当前相关产品的生产成本较高，产品售价较传统通信方式昂贵很多，从而限制了产品的大范围应用。随着云计算、大数据、物联网等新一代信息技术的加深应用，对信息安全的重视将不断提高，量子保密通信作为抵御窃听和破译挑战的持续有效手段，正是未来信息安全的基础和方向之一，量子通信在各细分领域的应用也将加强。2021年11月，《个人信息保护法》施行，这也将推动个更多单位寻求更新的技术保护个人信息数据，有望更多的加入量子加密传输等技术。
来源：各公司官网
二、单光子探测器
单光子探测器（Single photon detector，SPD）是一种超低噪声器件，增强的灵敏度使其能够探测到光的最小能量量子——光子（photon）。单光子探测器可以对单个光子进行探测和计数，在许多可获得的信号强度仅为几个光子能量级的新兴应用中，单光子探测器可以一展身手。在生物光子学、医学影像、非破坏性材料检查、国土安全与监视、军事视觉与导航、量子成像以及加密系统等领域有广泛应用。
表6 全球主要单光子探测器供应商产品对比
来源：各公司官网
三、QKD设备
量子密钥分发（QKD）是量子保密通信的核心产品。负责量子密钥的产生和分发。QKD设备的研制门槛较高，全球仅少数研发团队能够提供。例如国盾量子、问天量子、启科量子、IDQ等。
表7 全球主要QKD设备供应商产品对比
来源：各公司官网
四、量子安全路由器
量子安全路由器作为量子保密通信解决方案中的核心应用设备，将量子密钥与经典网络设备融合，同时实现了经典通信的加密和路由交换功能，为用户搭建端到端电信级稳定、高速的量子加密应用网络。
表8 全球主要量子路由器供应商产品对比
来源：各公司官网
六、量子随机数发生器
随机数是影响通信安全和通信系统可靠性至关重要的因素。随机数是由随机数发生器产生的，随机数发生器可以分为三类：伪随机数发生器、基于经典物理的物理随机数发生器和基于量子物理的量子随机数发生器。与前两类相比，量子随机数具有真正的不可预测性。目前主要量子通信公司几乎都在开发量子随机数发生器。
表10 全球主要量子随机数发生器供应商产品
来源：国盾量子
八、移动加密应用产品
随着量子技术的不断发展，相关量子通信产品已经逐渐走向普惠消费者（to C），特别是移动加密应用产品，包括量子安全服务移动平台、量子安全U盾、量子安全加密卡产品、量子密钥充注机、量子安全手机和量子安全网关设备等。
表11 主要的量子安全服务移动平台
来源：各公司官网
表12 量子安全网关供应商产品对比
来源：各公司官网
表13 量子安全U盾产品对比
来源：各公司官网
表14 量子安全加密卡产品对比
来源：各公司官网
表16 量子安全云端平台
一、中国
目前，中国在量子通信网络建设上已经取得了耀眼夺目的成绩。2021年，中国继续取得多项世界领先的成就。
1、中国构建世界首个天地一体化量子通信网络
2021年，基于量子保密通信“京沪干线”与“墨子号”量子科学实验卫星，中国构建了世界首个天地一体的广域量子通信网络，实现地面跨度4600公里、天地一体的大范围、多用户量子密钥分发，证明广域量子通信技术实际应用已经初步成熟，国盾量子为上述保密通信网络提供核心量子设备和技术支持。1月7日，研究团队在国际学术期刊《自然》杂志上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”（An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres）的论文，国盾量子是主要参与单位。
图5 综合空间对地量子网络的说明
来源：《物理评论快报》
3、量子密钥分发（QKD）和后量子加密算法（PQC）的融合应用
2021年5月，来自中国科大、上海交通大学、云南大学与国盾量子、国科量子等公司的联合研发团队宣布，在国际上率先完成量子密钥分发（QKD）和后量子加密算法（PQC）的融合应用。实验设备采用了国盾量子研制的QKD产品，国盾量子研发团队在实验中进行了相关QKD设备和PQC上位机通信的设计，搭建实验平台完成QKD+PQC的网络实验的数据采集、分析等工作。各方共同发挥自身的科研和产业优势，推动量子安全技术的融合发展。
2021年8月，国盾量子、中国科大、国科量子、济南量子院与上海交大等单位组成的联合团队完成了国际首次量子密钥分发（QKD）和后量子密码（PQC）融合可用性的现网验证。相关工作作为编辑推荐文章发表在著名学术期刊《光学快报》上。该研究进一步在现网实际业务中验证了融合方案的可行性,不仅将PQC认证协议集成到QKD设备内部，还在多用户、现网通信条件下进行了长时间运行测试。实验中，研究人员使用了国盾量子系统频率为40MHz的QKD设备进行协议集成，PQC认证协议参与了QKD协议交互的对基、纠错、保密增强、密钥校验等全部数据交互环节。
4、中国首次实现15用户量子安全直接通信网络
2021年9月，上海交通大学的陈险峰团队和江西师范大学李渊华等人合作构建了一个15个用户的量子安全直接通信（QSDC）网络。他们利用量子安全直接通信原理，首次实现了网络中15个用户之间的安全通信，传输距离达40公里。这为未来基于卫星量子通信网络和全球量子通信网络奠定了基础。
图7 量子安全直接通信网络示意图
来源：英国电信
2、英国科学家成功演示首次基于量子安全的四方电话会议
2021年6月由英国国家量子技术计划（NQTP）资助的量子通信中心团队展示了一个涉及四方的量子安全会议电话。这是量子安全通信领域的一大进展，为未来具有固有的不可破解安全措施的会议电话打下基础。研究人员利用量子物理的多体量子纠缠特性，通过一种称为量子会议密钥协商（QCKA）的过程，在四方之间同时共享密钥，克服了传统QKD系统只能在两个用户之间共享密钥的局限性，使第一个量子电话会议得以召开。
除了已取得的成就，英国也加快部署量子通信网络，预计将于2023年发射量子卫星。
2021年5月，维珍航空已通过其子公司维珍轨道投资了英国量子加密公司Arqit，并签署了卫星发射合同，计划于2023年从英国的康沃尔郡发射两颗Arqit量子卫星。这将建立在已有的QKD协议的基础上，以扩展Arqit创建骨干网和向全球客户数据中心传输安全密钥的能力。
此外，英国电信和东芝公司宣布，两家公司将建造并试用第一个商用量子安全城域网。
三、美国
1、美国明确提出为加强量子网络战略地位的技术及方案建议。
2021年1月19日，美国国家科学与技术委员会（NSTC）发布《量子网络研究协同路径》报告。该报告在《美国量子网络战略愿景》的基础上，针对联邦机构可以共同采取的行动提出了4条技术建议和3条方案建议，便于加强美国在量子网络利用方面的知识基础和准备。
2、美国将实现量子密钥分发首次应用于地月通信基础设施
2021年6月，总部位于美国、致力于加密量子安全产品服务的CommStar宣布，将整合并运营一个最先进的通信基础设施，用于空间数据的分发。其中，Quantum Xchange将在CommStar架构中提供量子安全加密，端到端保护整个月球网络。其服务合作伙伴提供的融合全球基础设施和综合服务将使商业、民用科学和政府实体能够通过超安全、量子保护的网络创建、存储和传递空间数据。
四、欧盟
1、欧盟研究未来欧洲量子通信网络的设计
2021年6月，欧盟委员会宣布选择了一个由多家公司和研究机构组成的财团，研究未来欧洲量子通信网络EuroQCI（量子通信基础设施）的设计。它将实现欧盟关键基础设施和政府机构之间的超安全通信。这个欧洲财团由空中客车公司领导，其成员主要来自法国和意大利，EuroQCI将把量子技术和系统集成到地面光纤通信网络中，还包括一个天基部分，确保覆盖整个欧盟和其他大陆。最终，这将使欧洲的加密系统和关键基础设施（诸如政府机构、空中交通管制、医疗设施、银行和电网）免受当前和未来的网络威胁。
五、韩国
1、韩国首次成功开发和展示量子直接通信技术
2021年3月，韩国标准科学研究院（KRISS）和国家安全技术研究院（NSR）通过联合研究，成功地在20公里区间内实施了量子直接通信（Quantum Direct Communication, QDC）。这是韩国首次成功开发和展示量子直接通信技术。
2、韩国第二次开展量子密码通信基础设施试点建设项目
2021年5月，韩国量子密码通信基础设施试点建设项目第二次开展，2021年计划为15个要求较高的机构示范和提供19项服务（公共6个，私营9个），包括公共机构管理和设施安全（大田市政府、大田自来水公司总部、净水业务办公室），以及医疗机构之间的远程合作（首尔顺天乡大学医院，富川）开发和演示。量子密码通信基础设施试点建设项目投资总计290亿韩元（2020年投资150亿韩元，2021年投资140亿韩元），已应用于48个政府部门的下一代国家融合网络（公共管理和安全部）项目。项目还计划出台《量子密码通信示范基础设施建设和运营综合指南》，推动初步市场形成。
3、韩国将建立工业量子保密通信网络
2021年6月，韩国政府宣布韩国将建立工业量子保密通信网络。政府选择了韩国最大的移动通讯运营商SK电讯领导的财团，参与建立和运营量子保密通信试点基础设施的国家项目。该项目旨在确保核电站等关键工业设施中应急通信网络的稳定性，并加强对公共机构的关键数据和个人信息的保护。量子保密通信将保护平和集团的氢汽车零部件技术、启明大学东山医院智能机器人获得的个人信息数据以及物理安全公司ADT Caps保存的安全视频数据。
六、俄罗斯
1、俄罗斯量子通信网络预计在10-15年内全面运行
2021年6月，俄罗斯政府预计在10-15年内，俄罗斯量子通信网络实现商业运营，目前原型系统已经投入使用。俄罗斯国营铁路公司已开通从莫斯科到圣彼得堡之间的首条量子通信干线，全长700公里，是目前欧洲最长的一条。
2、俄罗斯为量子卫星通信项目提供融资
2021年6月2日，俄罗斯天然气工业银行为Qrate量子卫星通信项目提供了600万卢布的融资。此外，Qrate还获得了创新促进基金会2,000 万卢布的资助。该公司计划将收到的资金投资于创建用于接收来自太空的量子信号和高速光通信“卫星对地”的地面设备。
表17 俄罗斯量子通信网络建设进展
图9 全球量子通信关键参与者图谱
来源：国盾量子
专利
2021年8月，国盾量子的发明专利《一种量子密钥中继的方法、量子终端节点及系统》（ZL 201511005684.5）获得安徽省专利奖金奖。专利涉及实用化量子通信网络的密钥中继关键技术。截至2021年6月30日，国盾量子拥有专利261项，多项核心专利获得安徽省专利金奖、中国专利优秀奖。根据德温特国际权威专利数据库数据显示，截至2021年底，国盾量子在量子通信相关领域公开的同族专利数量排名全球首位。
标准制定
国盾量子积极参与多项国际、国家及行业标准的研制工作。2021年10月，国盾量子参与制定的两项国家标准《诱骗态BB84量子密钥分配产品技术规范》、《诱骗态BB84量子密钥分配产品检测规范》发布实施公告。目前国盾量子正牵头或参与多项国际、国家及行业标准的制定，包括牵头国际标准及预研7项、国家标准1项、中国通信行业标准及预研5项；参与国际标准及预研13项、中国通信行业标准及预研12项、中国密码行业标准及预研3项。
未来，国盾量子将继续推动“星地一体”量子网络建设，继续布局量子计算、量子测量领域，多方面融合发展，推动打造“量子互联网”。
二、ID Quantique
2021年3月，IDQ宣布与韩国专门从事虚拟专用网络（VPN）的网络安全解决方案公司XN Systems建立合作关系，开发、演示和商业化量子VPN技术，为客户提供更高级别的安全性。XN Systems基于标准化的ETSI接口与IDQ的量子密钥分发（QKD）平台相结合，构建量子安全IPSec VPN解决方案。该联合解决方案旨在增强当今和未来量子时代中数据的安全性。
2021年10月，IDQ在推出其第4代量子密钥分发系统Cerberis XG后，又发布了该系列产品的第二款Cerberis XGR，这是一个开放的平台，旨在为想要测试技术、运行QKD试验或建立量子实验室的学术界、研究机构和技术评估实验室提供多功能的研究工具。IDQ还提供按需服务，如定制培训、产品定制或量子安全风险评估，以满足用户需求。
三、安徽问天量子科技股份有限公司
问天量子是中国首批从事量子信息技术产业化的高新技术企业，同时也是密标委指定的量子密码标准制订工作组牵头单位。公司起源于中科院量子信息重点实验室，建设有合肥、芜湖两大研发中心以及省级量子安全工程技术研究中心、院士工作站等量子信息研发平台，可提供完全可控的量子信息安全系统整体解决方案，处于国际领先地位。
战略合作
2021年4月，问天量子全资子公司合肥量芯科技公司与合肥汇联电子有限公司签署战略合作协议，共同开拓量子教学产品的应用市场，致力于教育、产业、科研院所等多个领域的深度战略合作。
产品更新
2021年8月，问天量子发布量子密码通信应用设备，包括：WT-QEGW100-S量子网络密码机、WT-Q CCS 100量子云控系统、WT-QSU量子安全U盘、WT-QSW系列量子安全交换机。
标准研制
2021年10月，问天量子参与制定的两项国家标准《诱骗态BB84量子密钥分配产品技术规范》、《诱骗态BB84量子密钥分配产品检测规范》发布实施公告。
四、KETS Quantum Security
2021年11月，KETS Quantum Security宣布参与1210万美元“未来量子数据中心”项目。KETS将与英国电信合作，开展量子随机数生成、量子密钥分发和后量子密码学等方面的研究，将解决方案部署到城域网和数据中心，为现代数据中心开发量子安全通信解决方案。
五、南京易科腾信息技术有限公司
南京易科腾信息技术有限公司是一家专注于量子保密通信相关产品研发、生产及销售的高科技企业。业务范围涵盖量子安全商用密码、量子安全信创网络、量子安全移动应用、量子安全SD-WAN。
公司致力于融合量子通信和现代密码技术，通过将量子密码技术与云、管、端、物等紧密结合，为行业赋能，实现“量子安全+”产业化应用。公司研发以量子安全和信创为特色的网络、密码、SD-WAN和应用产品，形成了多样化的综合解决方案，可为行业组织和个人用户提供量子安全服务。
表18 易科腾公司核心产品
表19 2021年量子通信/安全领域融资情况
来源：ICV
从国别来看，2021年英国的量子通信融资活动较多，发生4起融资事件；其次是中国和美国，分别各发生了2起融资事件。澳大利亚和新加坡分别有1起融资事件。
从融资金额来看，总金额差距较大。英国企业总融资规模达4.76亿美元，主要是由于Arqit借壳上市获得了大量社会资本；中国量子通信公司紧跟其后，获得2.44亿美元资金；美国虽然发生了2起融资事件，但所获资金较少，仅为0.15亿美元，而澳大利亚的Quintessence Labs和新加坡SpeQtral的分别融获了0.18亿美元和0.08亿美元的资金。
图12 2021年量子通信融资情况
来源：ICV
来源：EC官网
2021年9月，欧盟发布《2021年战略前瞻报告》，其中量子技术、半导体等被确定为欧盟未来的关键领域。该报告是欧盟制定战略政策以及支持研发和工业的关键要素。目前一些领域项目已经在实施中，例如Gaia-X数据项目、量子项目和130亿欧元的综合空间战略。并宣布，欧盟7500亿欧元的新冠疫情复苏基金中，约五分之一（1500亿欧元）将用于发展数字技术，并强调发展数字技术是整个地区“发展的关键”。欧盟官方希望在2030年之前将资金投向数据基础设施、低功耗处理器、5G通信、高性能计算、安全的量子通信、公共管理、区块链服务、数字创新和数字技能9个领域。
十一、卢森堡
卢森堡量子通信基础设施项目（LuxQCI）由卢森堡国务部媒体、电信和数字政策司（SMC）协调，并在卢森堡国家LuxIMPULSE计划下得到欧洲航天局（ESA）和卢森堡航天局（LSA）的支持，该项目将建立一个安全的通信屏障，以应对基于量子技术的网络威胁。为了设计LuxQCI，卢森堡成立了一个由InCert、itrust consulting、LuxConnect、LuxTrust和卢森堡大学（SnT）组成的联盟，该联盟由SES的全资子公司SES Techcom领导。
LuxQCI的主要功能之一将是确保量子密钥分发（QKD），这是一种使用量子力学的超安全加密形式。通过卫星，QKD可以保护机密数据、电网、政府通信和数字交易，包括抵御量子计算机的攻击。一旦投入运行，LuxQCI将保证数字交易的安全性和地理上分散的地区的机密信息传输的安全性。基础设施的早期用户将是需要超安全数据传输的政府和机构当局以及商业部门。QCI最终将发展成为量子互联网，连接量子处理器和传感器，并实现欧盟范围的分布式量子计算和通信能力。
LuxQCI是欧洲量子通信基础设施（EuroQCI）的一个组成部分，EuroQCI是欧盟委员会的一项倡议，于2019年6月正式启动，代表了27个欧盟成员国所有国家基础设施的联盟。卢森堡是签署这项宣言的首批七个会员国之一。
十二、南非
南非国家在量子信息领域主要有两个主要项目：SA QuTI项目和QUANTUN项目。SA QuTI致力于为南非在量子技术的全球竞争研究环境中创造条件，并发展当地的量子技术产业。
2021年9月，南非金山大学（Wits University）宣布，它已成功从南非科学与创新部（DSI）获得800万兰特（折合美元约54万）的种子资金，用于代表南非量子技术计划（SA QuTI）实施第一阶段。今年早些时候，由DSI批准的通过金山大学新成立的WitsQ计划，金山大学将会是SA QuTI的正式东道主，并将主持和管理这些资金以协调SA QuTI项目的落实。
在SA QuTI设计的推动量子技术研究和创新的国家蓝图中，以下三个领域：量子通信，量子计算和量子传感将被重点关注。而且每个重点领域都将有一个旗舰项目，用于推动科学研究转化为实用技术，并允许商业伙伴更快地采用。
2021年10月，突尼斯正式启动量子网络项目QUANTUN，该项目旨在联合突尼斯量子物理和量子技术领域的研究人员，帮助他们共同努力为非洲大陆的第二次量子革命做出贡献。这是继南非量子技术倡议（SA QuTI）后，非洲又一个国家量子项目。
十三、北约
2021年7月，北约（NATO）启动QUANTUM5项目，该项目旨在将量子密钥分发（QKD）技术集成到5G蜂窝网络中，以测试如何加密与传输数据，而不被潜在窃听者解码。在北约和平与安全科学（SPS）计划的支持下，北约成员国和伙伴国家的民间科学家和研究机构将共同研究量子通信领域，包括新兴技术和颠覆性技术（EDT），例如量子和自治系统。SPS计划将支持量子技术用于实际安全应用的各种研究和开发项目，例如量子传感器和通信系统。
来源：ICV
从国家或组织来看，中国和美国的市场相对比较活跃，中国方面，以大学和科研机构为主的前沿研发团队在2021年取得突破，提振市场情绪；以国盾量子为首的企业在产品研发方面也推出新产品。美国方面，美方多次高度认可量子信息科技，基于美国长期以来的科技底蕴，即便美国在受到疫情的影响下，依旧能够复产复工，维持科技进展。欧盟方面，由于欧盟由法国、荷兰、德国等多国组成这一特殊性，对于建设量子通信网络来说，需要更多的加强相互沟通；英国方面，虽然英国脱离欧盟，但长期以来的合作关系，量子通信网络的节点也将覆盖主要欧洲国家，同时，英国本国建立的量子通信网络在2021年测试运营，这也表示，欧洲范围内，英国支持量子通信的态度。日本方面，NTT、东芝、NEC等大型公司在量子通信中较为活跃；韩国方面，SKT、KT和LG U+作为韩国三大通信运营商，主要参与了政府的通信网络建设项目竞标，和三星一同，对韩国通信市场发展贡献力量。
二、2022年发展趋势预测
趋势1：量子通信投资继续保持增长
从各国政府对量子通信的部署可以看出，量子通信是各国重点发展的具备前瞻性的新一代信息技术。各国量子通信网络建设投入不断增加。截至目前，全球政府为量子研究提供资金已达23亿美元。随着领先的电信公司与学术界、政府以及彼此建立联系，共享研究、建立网络和识别机会，人们对量子通信技术的兴趣激增。在量子通信领域，政府及私人投资将继续保持较高的关注度和投资热度。
趋势2：量子通信赋能更多应用场景
量子通信最显著的优势是其传输的安全性，因此被广泛应用的领域对信息安全要求很高。目前已实现量子通信在军事国防、政务、金融，互联网云服务，电力等领域的应用。随着QKD组网技术成熟，终端设备趋于小型化、移动化，QKD还可扩展到电信网、企业网、个人与家庭、云存储等应用领域，连接更多的下游应用入口。
趋势3：量子中继器仍是量子通信短期攻关的重点
高比特率远距离量子通信是未来通信网络的一项重要技术。从长期看，发展量子互联网需要量子通信、量子精密测量、量子计算等领域全方位的突破。而从短期看，完善量子保密通信网络，需要解决长距离量子保密通信网络中的中继站点没有得到量子技术的充分保护，而存在“可信中继”的问题，需要在量子存储、量子中继等领域实现技术突破，实现超越一对固定目的地之间的量子纠缠分发。量子互联网的传输性能虽然大大超越了传统的网络传输，但是由于中继等原因也不可避免会发生错误，需要研发支持纠缠分发和隐形传态的高保真网络设备，以及可以补充损耗、容许操作纠错的量子中继器方案。
趋势4：无中继光纤量子密钥分发突破千公里
寄希望量子中继器研发的同时，科学家正在推进无中继光纤量子通信网络，从几十公里增加到几百公里，到如今中国科大郭光灿、韩正甫团队创造了833公里的世界纪录。我们预计，2022年无中继光纤量子通信网络可能达到千公里级。
趋势5：集成量子设备降低系统复杂性
量子信息科学的第一个实际应用——量子密钥分发（QKD），已经刺激了量子安全系统和设备的商业化。QKD系统使用光子（量子比特）通过自由空间和光纤链路传输量子信息，以便在两方之间建立完全安全的加密密钥。在研究和商业实验室中开发QKD系统所取得的工程进展为量子通信的许多其他新兴应用铺平了道路。自动化QKD操作是实现QKD广泛使用的必要步骤。QKD系统的光学和电子元件的完全集成将是降低QKD系统复杂性和提高可制造性和性能的重要一步。对于QKD，集成可以提供显著的性能、稳定性和可靠性优势。集成量子设备是发展量子通信服务和未来支持这些服务的网络的重要驱动力。
趋势6：量子通信网络工程建设放缓
对抗新冠肺炎疫情已经进入常态化发展，但技术的进步不会因此而停滞。中国的经济复苏在全球范围内是最快的、经济回暖成效也是明显的。对比之下，欧美等地区疫情虽有防疫措施，但疫情的威胁仍然严峻。据此我们认为，2022年大型量子通信网络建设工程可能还将有所放缓甚至搁浅，但基于中美激烈的贸易战，量子通信技术的竞争不会停止。
趋势7：量子通信标准逐步完善，为行业发展“保驾护航”
近年来，国际标准组织ITU-T、ISO/IEC JTC1、IETF、ETSI等都在开展QKD的标准化工作。未来，量子互联网将在量子中继的帮助下实现多用户、远距离的量子纠缠共享，进而可以利用量子纠缠来实现QKD，并实现量子安全应用。在量子中继技术成熟之前，QKD链路与经典的可信中继技术的结合是目前实现广域可扩展QKD光纤网络的唯一可行方案。其中可信中继的安全性已有相关的安全增强技术及工程要求进行保障，其标准化也是QKD网络标准工作中的重要组成部分。中国也在重点推进量子信息等新技术新产业新基建标准制定，预计陆续将有更多量子密钥分发QKD相关标准发布。
趋势8：QKD不是唯一解决方案，解决方案逐步多元化
目前全球采取的解决方案主要是QKD，尽管QKD部署已取得明显进展，但缺乏具有明显优势和定义清晰的应用场景，技术差距仍然存在，实际应用受到限制实际上，QKD并不是应对量子计算威胁的唯一方法。PQC也大有可为。这些算法不需要专用硬件，可通过身份验证共享密钥，避免中间人攻击风险。同时，也已经有研究团队验证“PQC+QKD”融合方案的可行性。因此，随着NIST等国际标准组织的PQC标准化工作的推进，以及PQC方案的逐渐成熟，PQC以及“PQC+QKD”的融合方案也将会在应对量子计算威胁上成为可行选择，为通信提供保密性服务。
趋势9：政府基建仍将是中国量子通信网络的核心动力源泉
据不完全统计，2021年通过招标形式开启的量子通信网络建设项目达十余项，包括国家骨干网、城域网等，以及相关配套设施，涉及的城市有北京、合肥、南京、济南、青岛、成都、重庆、南宁、哈尔滨、银川、蚌埠、雄安等。参照过去几年的建设投资力度，尽管因为新冠肺炎疫情，通信网络的建设受到一定程度的影响，投资规模也有所减少，但是整体上，投资和建设在2022年必定持续。
趋势10：跨界企业强强合作，多数量子公司选择落户合肥
2021年，中国成立了多家量子通信公司，较受瞩目例如中电信量子科技有限公司，由中国电信和国盾量子合资，设立于合肥。专注于量子技术的公司与和其自身业务不在同一产业链环节的公司进行强强联手，这样打通产业链的上下环节，为合作双方带来较为稳定的发展空间。
2021年，安徽中科锟铻量子工业互联网有限公司落户合肥。并且，与紫光云引擎、国盾量子达成战略合作，三方将共同在量子工业互联网领域开展长期合作。未来，专注于量子技术的公司与细分行业应用领域的公司组成“量子+工业互联网”、“量子+金融”、“量子+医药”等类型的公司，值得期待。
附录
1、近十年中国量子保密通信网络建设情况
来源：ICV
免责声明：本平台仅供信息发布交流之途，请谨慎判断信息真伪。如遇虚假诈骗信息，请立即举报
举报
