量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模 2020量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析

• 2020年8月6日 HaoChenChong來源：互聯(lián)網(wǎng) 1006 63
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量子通信是一門交叉學(xué)科，是通信電子科學(xué)和量子力學(xué)相結(jié)合的新興產(chǎn)物，這種通信技術(shù)可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術(shù)任務(wù)，與傳統(tǒng)通信技術(shù)和通信方式相比，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。

量子通信是一門交叉學(xué)科，是通信電子科學(xué)和量子力學(xué)相結(jié)合的新興產(chǎn)物，這種通信技術(shù)可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術(shù)任務(wù)，與傳統(tǒng)通信技術(shù)和通信方式相比，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。量子通信是利用量子的不可復(fù)制性以及測(cè)量的隨機(jī)性進(jìn)行信息傳遞的一種新型通訊方式，與經(jīng)典通信相比較，量子通信采用的是“一次一密”的加密方式，是目前唯一被證明無條件安全的通信方式。此外，它還具有較強(qiáng)抗干擾能力、傳輸能力、高傳輸效率以及容量大、速度快等優(yōu)點(diǎn)，理論上可以傳輸無限量的消息。由于其多方面突出的優(yōu)勢(shì)，這種量子通信技術(shù)得以被廣泛應(yīng)用于軍事、國防等領(lǐng)域，在信息檢測(cè)、信息傳送以及信息對(duì)抗等方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，性能和用途都領(lǐng)先于其他通信技術(shù)。2019年我國量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)425億元，并預(yù)測(cè)在2023年我國量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超800億元，達(dá)到805億元左右，2019-2023年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為17.31%。

分類

根據(jù)應(yīng)用途徑，量子通信可分為：量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。按其所傳輸?shù)男畔?nèi)容分為是經(jīng)典通信和量子通信而分為兩類。前者主要傳輸量子密鑰，后者則可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。

特點(diǎn)

量子通信具有很多特點(diǎn)，其中與傳統(tǒng)的通信方式相較，量子通信最大的優(yōu)勢(shì)就是絕對(duì)安全和高效率性，首先傳統(tǒng)通信方式在安全性方面就有很多缺陷，量子通信會(huì)將信息進(jìn)行加密傳輸，在這個(gè)過程中密鑰不是一定的，充滿隨機(jī)性，即使被相關(guān)人員截獲，也不容易獲取真實(shí)信息，另外量子通信還有較強(qiáng)的抗干擾能力、很好的隱蔽性能、較低的噪音比需要以及廣泛應(yīng)用的可能性。

難點(diǎn)

一是為了進(jìn)行遠(yuǎn)距離的量子態(tài)隱形傳輸，必須要讓通信的兩地同時(shí)具有最大量子糾纏態(tài)。但是，由于環(huán)境噪聲的影響，量子糾纏態(tài)的品質(zhì)會(huì)隨著傳送距離的增大而變得越來越差。因此，如何提純高品質(zhì)的量子糾纏態(tài)是此刻量子通信研究中的重要課題。

二是如何實(shí)現(xiàn)量子信號(hào)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)，取得令人滿意的遠(yuǎn)距離通信效果。到目前為止，業(yè)界在光源、信道節(jié)點(diǎn)和接收機(jī)等方面還沒有取得圓滿成功，所需的安全性要求沒有保障，可能被竊聽。如何對(duì)實(shí)際量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行攻防測(cè)試和安全性升級(jí)是運(yùn)行維護(hù)面臨的難題。

三是因?yàn)橹欣^節(jié)點(diǎn)的密鑰存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)存在漏洞，可能成為整個(gè)系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。如何解決糾纏態(tài)對(duì)信道長(zhǎng)度抖動(dòng)過于敏感、誤碼率隨信道長(zhǎng)度增長(zhǎng)過快等嚴(yán)重問題，也是一個(gè)令人頭疼的問題。

發(fā)展方向

量子通信技術(shù)發(fā)展成熟后，將廣泛地應(yīng)用于軍事保密通信及政府機(jī)關(guān)、軍工企業(yè)、金融、科研院所和其他需要高保密通信的場(chǎng)合。量子通信未來有以下幾個(gè)發(fā)展方向：

(1)采用量子中繼技術(shù)，擴(kuò)大通信距離

這方面以中國的“京滬干線”項(xiàng)目為代表。由于單光子在傳輸過程中損耗很大，對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸，必須采用中繼

技術(shù)。然而量子態(tài)的非克隆原理給量子中繼出了很大難題，因?yàn)榱孔討B(tài)不可復(fù)制，所以量子中繼不能像普通的信號(hào)中繼一樣，把弱信號(hào)接收放大后再轉(zhuǎn)發(fā)出去。量子中繼只能是在光子到達(dá)最遠(yuǎn)傳輸距離之前接收其信號(hào)，先存儲(chǔ)起來，再讀出這個(gè)信號(hào)，最后以單光子形式發(fā)送出去。量子中繼很像火炬接力，一個(gè)火炬在燃料耗盡之前點(diǎn)燃另一個(gè)火炬，這樣持續(xù)傳送下去，不能一次同時(shí)點(diǎn)燃多個(gè)火炬。量子中繼有很多方案，包括光量子方案、固態(tài)原子方案等。

(2)采用星地通信方式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸

采用衛(wèi)星通信后，兩地之間的量子通信更加方便快捷。在真空環(huán)境中，光子基本無損耗，損耗主要發(fā)生在距地面較低的大氣中。據(jù)測(cè)算，只要在地面大氣中能通信十幾千米，星地之間通信就沒有問題。中國學(xué)者曾經(jīng)在北京與懷柔之間成功地進(jìn)行夜晚十幾千米的單光子傳輸實(shí)驗(yàn)，為星地量子通信奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

(3)建立量子通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多地相互通信

量子通信要想實(shí)用化，必須覆蓋多地形成網(wǎng)絡(luò)。2009年，郭光燦小組在安徽蕪湖建立了世界首個(gè)量子政務(wù)網(wǎng)，標(biāo)志著中國量子保密通信正式進(jìn)入應(yīng)用階段。目前，國內(nèi)外都建成了多個(gè)實(shí)用的量子通信網(wǎng)絡(luò)，下一步的發(fā)展是擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)數(shù)，擴(kuò)展通信距離，形成大覆蓋面積的廣域網(wǎng)。

想要了解關(guān)于量子通信行業(yè)具體詳情，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2020-2025年中國量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》

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  2020-2025年中國量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告

  量子通信是一門交叉學(xué)科，是通信電子科學(xué)和量子力學(xué)相結(jié)合的新興產(chǎn)物，這種通信技術(shù)可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術(shù)任務(wù)，與傳統(tǒng)通信技術(shù)和通信方式相比，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。量子...

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