2020量子通信市场需求分析及行业发展趋势预测

光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态(传输)的方式实现信息传递。光量子通信的过程如下：事先构建一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别放在通信双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量(一种操作)，则接收方的粒子瞬间发生坍塌(变化)，坍塌(变化)为某种状态，这个状态与发送方的粒子坍塌(变化)后的状态是对称的，然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收方根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换(相当于逆转变换)，即可得到与发送方完全相同的未知量子态。

据中研研究院《2020-2025年中国量子通信行业现状及发展趋势报告》

2020量子通信市场需求分析及行业发展趋势预测

量子通信根据应用途径，量子通信可分为：量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等。按其所传输的信息内容分为是经典通信和量子通信而分为两类。前者主要传输量子密钥，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。

量子通信从理论上的定义而言，并没有一个非常严格的标准。在物理学中可以将其看作是一个物理极限，通过量子效应就能实现高性能的通信。而在信息学中，量子通信是通过量子力学原理中特有的属性，来完成相应的信息传递工作。量子通信同传统的通信方式相比较，有一些比较突出的特点，例如安全性比较高，还有就是传输的过程中不容易受到阻碍。当量子态在不被破坏的情况下，在传输信息的过程中是不会被窃听，也不会被复制的，所以严格意义上来看，它是绝对安全的。而在无障碍的传输中，两个分离的量子，无论分离得有多远，当一个量子变化的时候，另一个也会产生相应的变化。

量子通信采用的是“一次一密”的加密方式，是目前唯一被证明无条件安全的通信方式。此外，它还具有较强抗干扰能力、传输能力、高传输效率以及容量大、速度快等优点，理论上可以传输无限量的消息。由于其多方面突出的优势，这种量子通信技术得以被广泛应用于军事、国防等领域，在信息检测、信息传送以及信息对抗等方面占据优势，性能和用途都领先于其他通信技术。2019年我国量子通信行业市场规模将达425亿元，并预测在2023年我国量子通信行业市场规模将超800亿元，达到805亿元左右，2019-2023年均复合增长率约为17.31%。

(1)采用量子中继技术，扩大通信距离。

这方面以中国的“京沪干线”项目为代表。由于单光子在传输过程中损耗很大，对于远距离传输，必须采用中继技术。然而量子态的非克隆原理给量子中继出了很大难题，因为量子态不可复制，所以量子中继不能像普通的信号中继一样，量子通信把弱信号接收放大后再转发出去。量子中继只能是在光子到达最远传输距离之前接收其信号，先存储起来，再读出这个信号，最后以单光子形式发送出去。量子中继很像火炬接力，一个火炬在燃料耗尽之前点燃另一个火炬，这样持续传送下去，不能一次同时点燃多个火炬。量子中继有很多方案，包括光量子方案、固态原子方案等。

(2)采用星地通信方式，实现远程传输。

采用卫星通信后，两地之间的量子通信更加方便快捷。在真空环境中，光子基本无损耗，损耗主要发生在距地面较低的大气中。据测算，只要在地面大气中能通信十几千米，星地之间通信就没有问题。中国学者曾经在北京与怀柔之间成功地进行夜晚十几千米的单光子传输实验，为星地量子通信奠定了坚实的实验基础。

(3)建立量子通信网络，实现多地相互通信。

量子通信要想实用化，必须覆盖多地形成网络。2009年，郭光灿小组在安徽芜湖建立了世界首个量子政务网，标志着中国量子保密通信正式进入应用阶段。目前，国内外都建成了多个实用的量子通信网络，下一步的发展是扩大节点数，扩展通信距离，形成大覆盖面积的广域网。

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