量子信息技术行业专题报告：优化运算法则，重塑安全格局（附下载）
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量子信息技术具备超越 经典信息技术的潜力
量子信息技术产业介绍
量子信息技术以量子力学原理为基础通过对微观量子系统中物理状态的制备、调控和测量，实现信息感知计算和传输。量子信息技术主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域，在提升计算困难问题运算处理能力、加强信息安全保护能 力、提高传感测量精度等方面，具备超越经典信息技术的潜力。
量子计算：五大技术路线 并行发展，优化运算法则
五大技术路线并行发展
量子硬件是量子计算的第一步，即准备量子态时用到的。量子硬件通常用于生成和控制量子比特，以及实现量子门操作。量子计算硬件技术处于多条路线并行发展，主要可分为以下两大路线，但目前尚未有某条技术路线呈现明显的综合优势。其中，超导量子计算机是目前最为成熟的量子硬件之一。
量子通信：完成理论验证 初步实用化，重塑安全格局
量子通信底层原理决定其超越传统通信的优势
量子通信的原理主要有量子纠缠、量子不可克隆定理、量子密钥分发和量子隐形传态四个部分。与传统的密码学不同， 量子密钥分发是密码学与量子力学相结合的产物，它以量子态为信息载体，利用量子力学的一些基本物理原理来传输和保护 信息。
量子密钥分发、量子卫星通信、双光场（TF）协议前景广阔
目前，我国在量子保密通信技术上处于世界领先水平。量子保密通信是基于量子密钥分发（QKD）的技术，量子密 钥分发又可以分类为离散变量量子密钥分发（DV-QKD）及连续变量量子密钥分发技术（CV-QKD）。典型企业有科大 国盾量子、安徽问天量子科技股份有限公司、浙江九州量子信息技术股份有限公司、问天量子、九州量子、启科量子、 国腾量子、华为、循态量子、烽火通信等。
近年来，量子通信卫星已成为全球多国的布局规划关注点，例如加拿大 QEYSSat项目，美国Marconi 2.0天基量子链路计划，欧洲CQuCoM和 Nanobob微纳量子卫星计划，英国Arqit公司商用QKD卫星计划等。我国在 2016年8月率先发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，并开展多项 开创性的空间量子通信与量子物理学实验，取得了一系列具有国际领先水平 的研究成果，如下表所示，成为国际空间量子通信科研与应用的探索引领者。
未来，基于卫星平台的空间量子通信科 研与应用探索，主要面向三个阶段发展目标。近期基于低轨和中高轨微纳卫星，构建星地 QKD传输组网能力，探索高安全需求场景的 落地应用。实现该目标一方面要解决日间量 子通信背景噪声影响，降低天气对信道质量 影响，形成全时工作能力。另一方面要低轨 和中高轨卫星配合便携式地面站，形成QKD 星座与地面站网络，提升覆盖范围和密钥生 成服务能力。中期是进一步开展空间量子科 学实验，例如大空间尺度纠缠分发验证量子 力学非局域性，纠缠引力退相干实验探讨量 子力学与广义相对论关系，基于星载光钟和 频率梳构建超高精度时频传输网络等，实现 这些科学目标需要具备中高轨卫星平台和研 发相关星载系统设备能力。远期是构建天地 一体化量子信息网络，将纠缠制备操控、量 态存储中继和量子态转换等功能与卫星平台 优势充分结合，形成量子星座和光纤网络融 合的未来量子信息网络基础设施。
2023年，中科大团队报道了采用SNS-TF-QKD协议、主动奇 偶校验方法、双波段相位估计和超低噪声超导纳米线单光子探测器 (SNSPD)的1002km系统传输实验，如图所示，密钥成码率为 0.0034bps,首次将QKD系统的光纤极限传输距离提升到千公里 量 级，200km距离的密钥成码率可达47kbps. TF-QKD的中间探测端 借助两端信号的单光子干涉结果作为有效探测事件，需要两个发送 端独立激光器的波长和相位严格匹配。系统在传输信道之外还需要 相位参考光信道，以实现基于参考光测量的相位跟踪和锁定，降低 了现网部署的实用性。北京量子院团队提出72异步配对探测符合 计数和无参 考光信道的开放式PMP-QKD架构，简化了系统 配置 提升了实用化水平，在508km光纤距离实现了42.64 bps成码率。
量子信息技术产业链已初具雏形
政策支持量子信息技术产业蓬勃发展
截至 2023 年 10 月，29 个国家和地区制定和推出了量子信息领域的发展战略规划或法案文件，据公开信息不完全统 计的投资总额已超过 280 亿美元。2024年开始，我国加快推出多个利好量子信息技术产业的相关政策，逐步聚焦量子信息 技术产业。
重点公司分析
国盾量子：量子信息技术解决方案的领军企业
公司紧紧围绕量子信息技术的产业化应用开展业务，主要从事量子通信、 量子计算、量子精密测量产品的研发、生产和销售，并提供相关的技术服 务。量子计算方面，公司募投项目“量子计算原型机及云平台研发”顺利结项， 超导量子计算机核心组件稀释制冷机的运行指标已达到国际同类产品先进 水平，室温操控系统已可操控千比特以上大规模量子芯片。量子通信方面， 公司小型化时间相位 QKD 样机正在进行产品级测试验证，研制的新一代 量子卫星地面站产品成功与“济南一号”微纳量子卫星对接，并完成了 3 例交付。量子精密测量方面，公司冷原子重力仪、非视域成像等量子精密 测量新品已完成产品定型；飞秒激光频率梳产品完成了 1 例交付。
华工科技：先进激光技术助力光量子路线
公司主营激光设备的生产与销售、激光防伪标识的生产与销售、 敏感 电子元器件的生产与销售、光通信电子元器件的生产与销售、计算机软 件与信息系统集成等技术及产品的开发、研制、销售等业务。公司光模块产品保持全球前、中、回传市场优势地位，具备硅光芯片到 模块的全自研设计能力。公司围绕当前InP （磷化铟）、GaAs（砷化 镓）化合物材料，积极布局硅基光电子、铌酸锂、量子点激光器等新型 材料方向，自主研发并行光技术（CPO、LPO等），积极推动新技术、 新材料在下一代1.6T、3.2T等更高速产品应用。
光迅科技: 光器件全球领先，提供量子相干调制方案
公司全资控股武汉电信器件有限公司、武汉光迅信息技术有限公司、武汉 光迅电子技术有限公司、光迅美国有限公司、光迅欧洲有限责任公司、光 迅丹麦有限公司、泛太科技有限公司。公司主营业务为光电子器件、模块 和子系统产品的研发、生产及销售。产品主要应用于电信光通信网络和数 据中心网络，可分为传输类产品、接入类产品和数据中心类产品。2022Q2～2023Q1公司在全球光器件行业排名保持第四，公司有多种类 型激光器和探测器芯片以及SiP 芯片平台，激光器类有FP、DFB、EML、 VCSEL 芯片，探测器类有 PD 芯片、APD 芯片，公司的光芯片产品可以 为直接调制和相干调制方案提供支持。
复旦微电：创新信号芯片，引领量子通信革新
公司目前已建立健全安全与识别芯片、非挥发存储器、智能电表芯片、FPGA芯片和 集成电路测试服务等四个产品线，产品广泛应用于金融、社保、城市公共交通、电子 证照、移动支付、防伪溯源、智能手机、安防监控、工业控制、信号处理、智能计算 等众多领域。公司参与制定了信息安全技术射频识别系统密码应用技术、射频识别系 统密码应用技术要求、通用NAND型快闪存储器接口等多项国家标准和行业标准。复旦微电目前在智能电表MCU技术方面，研究实现嵌入式闪存技术、低功耗时钟技术、 低功耗电源管理技术、内置真随机数发生器、AES加密运算单元、ECC/RSA 公钥密 码算法加速引擎实现技术。
亨通光电：量子通信光纤解决方案的领先供应商
公司专注于在通信和能源两大领域为客户创造价值，拥有从新一代绿色 光棒-光纤-光缆-光网络-数据中心全价值光通信产业链，及光纤传感、 5G 等新一代网络关键技术，跻身全球光纤通信行业前 3 强。与安徽问天量子共同投资设立亨通问天量子，负责量子保密通信研究与 应用，与北京邮电大学联合成立量子光电子学与弥聚子论实验室。在上海2023MWC大会上，公司推出“5G+量子”系列创新成果，包括 极低时延的加密通道、“TAN+量子”高可靠高安全广域工业互联网解决 方案及产品、低空自由空间光通信连接稳定性解决方案。已形成了量子 保密通信QKD、量子密钥云应用管理平台、加密软硬件终端的产品体系。
神州信息：以量子通信为引，助力金融科技建设运维
公司拥有全面的金融科技产品和解决方案谱系，形成包括核心应用、云计算、数据智能、智能银行、开放金融、移动互联、信贷、风险 管理在内的八大产品族以及从咨询、实施到运维的全面服务，为银行客户的金融科技需求提供全面支撑。相关产品连续多年在 IDC、赛 迪研究院等专业第三方市场统计中排名第一。
作为全球量子通信关键参与者之一，公司是较早参与我国量子通信技术验证和应用推广的企业。早期参与了我国在全球领先构建的“星 地一体化”量子通信广域网络建设，随后陆续承建了“京沪干线”“武合干线”“沪合干线”“汉广干线”“粤港澳湾区”等多条国家 骨干网，贵州省网和北、上、广、深等十余城域网，助力完善量子应用相关配套设施。同时携手国盾量子等成立子公司“神州国信”， 探索产品研发及行业应用，自主研发数据加密传输、终端安全接入、安全即时通信、保密视频会议、安全数据加密等典型解决方案，推 出了“量子增强安全服务平台”“量子VPN身份认证平台”等多款产品，助推量子保密通信与传统安全类设备或用户业务应用的结合， 解决金融、政务、互联网等国家关键领域的信息传输安全问题。在金融行业，服务了银监会、光大银行、民生银行、上海银行、上海农 商行等金融机构20多家，人民银行“人民币跨境收付信息管理系统（简称RCPMIS）的量子应用示范项目”为金融广泛应用提供示范。2019年市场先行推出的量子加密即时通讯工具“量信通”，助力C端人群使用量子通信。
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