總體上看,我國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創(chuàng)新能力。同時,也要看到,我國量子科技發(fā)展存在不少短板,發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)。
近幾年,隨著量子力學的不斷發(fā)展,與量子有關的量子通信、量子計算機等不斷涌現(xiàn)。量子產業(yè)也成為近年來頗受矚目的未來產業(yè)之一。雖然一些未來產業(yè)處在產業(yè)發(fā)展孕育期,但是也更具有前沿性和變革性,對提升整個經濟社會發(fā)展形成新動能的支撐作用非常強勁。如今,量子信息領域不少新技術又有了新突破。
隨著科技的不斷進步,量子科技作為未來發(fā)展的重要方向之一,已經在全球范圍內引起了廣泛的關注。作為世界上最大的量子通信實驗衛(wèi)星“墨子號”的發(fā)射成功,更是標志著我國在量子科技領域已經走在了世界的前列。
在我國,量子科技產業(yè)獲政策持續(xù)支持,已上升為國家戰(zhàn)略。早在2006年發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》中,就已經提出“重點研究量子通信的載體和調控原理及方法,量子計算,電荷-自旋-相位-軌道等關聯(lián)規(guī)律以及新的量子調控方法”。2016年,在國務院《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》中提出了促進“量子信息技術”發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃。2020年,中共中央政治局就量子科技研究和應用前景進行第二十四次集體學習,習近平總書記提出“要充分認識推動量子科技發(fā)展的重要性和緊迫性,加強量子科技發(fā)展戰(zhàn)略謀劃和系統(tǒng)布局,把握大趨勢,下好先手棋”。我國科技工作者在量子科技上奮起直追,取得一批具有國際影響力的重大創(chuàng)新成果。
總體上看,我國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創(chuàng)新能力。同時,也要看到,我國量子科技發(fā)展存在不少短板,發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)。
按照“十四五”規(guī)劃,我國要在類腦智能、量子信息、基因技術、未來網絡、深??仗扉_發(fā)、氫能與儲能等前沿科技和產業(yè)變革領域,謀劃布局一批未來產業(yè)。
隨著人工智能、物聯(lián)網等技術的不斷發(fā)展,量子科技的應用前景也將越來越廣泛。未來,我國將利用量子計算、量子通信等技術,為人工智能、信息安全等領域提供更加高效和安全的解決方案。同時,隨著人們對自然現(xiàn)象認識的不斷深入,量子科技在物理、化學、生物等領域也將有更加廣泛的應用前景。
據中研普華產業(yè)院研究報告《2024-2028年中國量子科技行業(yè)發(fā)展預測與投資戰(zhàn)略分析報告》數(shù)據顯示
第九章 量子科技發(fā)展前景及趨勢分析
第一節(jié) 量子科技行業(yè)發(fā)展前景展望
一、行業(yè)發(fā)展?jié)摿?/strong>
量子信息是量子物理與信息技術相結合而產生的新興交叉領域,具體應用主要包括量子通信、量子計算和量子精密測量三方面。2022年度,諾貝爾物理學獎首次被授予量子信息領域的學者,進一步引發(fā)了全球對該領域的關注。近年來,世界主要國家紛紛加強國家層面的戰(zhàn)略計劃,系統(tǒng)推進量子技術研究,推動量子技術“從基礎到市場”,其中,我國對量子信息技術的基礎研究、科學實驗、示范應用和產業(yè)培育一直高度重視。
根據第三方統(tǒng)計數(shù)據,僅2023年上半年就有11個國家發(fā)布或啟動了本國的量子戰(zhàn)略,包括加拿大、英國、日本、德國、瑞典、荷蘭、印度、澳大利亞、丹麥和韓國等,促進產業(yè)界、學術界和政府之間的合作。在我國“十四五”規(guī)劃與2035遠景目標綱要中多次提到了有關“量子科技”的內容,包括“量子信息等重大創(chuàng)新領域組建一批國家實驗室”“加強原創(chuàng)性引領性科技攻關”“量子信息城域、城際、自由空間量子通信技術研發(fā),通用量子計算原型機和實用化量子模擬機研制,量子精密測量技術突破”等;2023年上半年,我國多個部委和地方政府出臺了相關政策,量子信息技術在各領域的應用探索增加,產業(yè)生態(tài)更加繁榮。
二、應用市場前景
量子通信(以量子密鑰分發(fā),即QKD為主)是最先走向實用化和產業(yè)化的量子信息技術,結合信息理論安全的量子密鑰分發(fā)技術和安全的密碼算法等,形成加密通信安全解決方案??偟膩碚f,量子保密通信網絡作為基礎設施符合安全和信息化發(fā)展的趨勢與要求,基于量子網絡,可以實現(xiàn)將量子密鑰作為流動的資源,與物聯(lián)網、大數(shù)據、云計算、智慧城市、人工智能等領域的安全需求結合,進而形成各類信息安全應用解決方案。建設和發(fā)展量子保密通信骨干網、城域網、衛(wèi)星地面站,可以不斷推動量子通信技術在政務、金融、電力等行業(yè)的應用,并向企業(yè)、個人客戶拓展,最終形成“網絡建設-接入應用-網絡擴容”的良性循環(huán),實現(xiàn)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
整體上看,國內外量子保密通信產品/系統(tǒng)都處于示范性應用和大規(guī)模商業(yè)化應用的推廣階段。其中我國的相關技術已經逐漸走到了世界前列,并初步形成了一條探索型產業(yè)鏈,具有相對優(yōu)勢。我國的城域量子保密通信技術已初步滿足實用化要求,開通了全國最大、覆蓋最廣、應用最多的“合肥量子城域網”;在城際量子保密通信方面,我國建成了國際上首條遠距離光纖量子保密通信骨干網“京滬干線”,在金融、政務、電力等領域開展遠距離量子保密通信的技術驗證與應用示范;隨著“國家廣域量子保密通信骨干網絡建設一期工程”驗收,目前我國建設完成的國家量子保密通信骨干網絡覆蓋京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝雙城經濟圈等國家重要戰(zhàn)略區(qū)域,地面干線總里程超過10,000公里;在衛(wèi)星量子保密通信方面,我國研制并發(fā)射了世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”、世界首顆量子微納衛(wèi)星“濟南一號”。其中“墨子號”量子衛(wèi)星在國際上率先實現(xiàn)了星地量子保密通信,充分驗證了基于衛(wèi)星平臺實現(xiàn)全球化量子保密通信的可行性。2021年,國際頂級學術期刊《自然》上發(fā)表了“跨越4600公里的天地一體化量子通信網絡”一文,介紹了我國基于量子保密通信“京滬干線”和“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星等組建的廣域量子通信網絡,審稿人評價稱“這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發(fā)網絡,是量子通信巨大的工程性成就”,體現(xiàn)了我國在量子通信領域的世界領跑地位。2022年7月發(fā)射的“濟南一號”量子微納衛(wèi)星,使我國在世界上首次實現(xiàn)基于微納衛(wèi)星和小型化地面站之間的實時星地量子密鑰分發(fā),為構建低成本、實用化的天地一體化量子保密通信網絡奠定基礎,有利于進一步推進量子衛(wèi)星地面站規(guī)模普及。
在量子保密安全應用方面,我國自主研制的量子保密通信裝備已經為黨和國家重要活動提供了信息安全保障。目前,我國已在大數(shù)據服務、政務信息保護、金融業(yè)務加密、電力安全保障、移動通信等領域形成一系列示范應用和試商用項目,中國電信、國家電網等央國企在量子安全融合應用方面都推出了一系列的舉措。但產品從市場接受,到各行業(yè)、單位、個人普及應用需要一定的周期。
量子保密通信在國際上也有著廣泛的認同。美國一直是全球抗量子密碼(PQC)的主要推進力量,但其與量子有關的國家實驗室從未停止過QKD技術的研究和驗證QKD網絡的可使用性,明確鼓勵聯(lián)邦政府機構“采用不受量子計算影響的加密技術”。在歐洲,根據歐盟在2022年11月發(fā)布的《戰(zhàn)略研究和產業(yè)議程(SRIA)》,統(tǒng)籌了歐洲多項量子技術工業(yè)和研發(fā)計劃,明確到2026年歐洲將推進部署多個城域量子密鑰分發(fā)(QKD)網絡、具有可信節(jié)點的大規(guī)模QKD網絡、實現(xiàn)基于歐洲供應鏈的QKD制造、在電信公司銷售QKD服務等,逐步實現(xiàn)區(qū)域、國家、歐洲范圍和基于衛(wèi)星的量子保密通信網絡部署。2023年上半年,在歐洲量子通信基礎設施(EuroQCI)計劃框架下,馬耳他、愛爾蘭、西班牙、法國、丹麥啟動了量子通信網絡建設;2023年6月,韓國提出“將自主研發(fā)1000量子比特的量子計算機、啟動量子城域網等相關產品和服務,力爭到2035年將量子技術水平提高到領先國家的85%水平、爭取將量子產業(yè)全球市占率升至10%、培育約1200家相關企業(yè)”;新加坡也宣布推出升級版的國家量子安全網絡,支持網絡運營商在新加坡范圍內部署量子安全網絡。
在行業(yè)發(fā)展的基本特點上,量子保密通信具有抗計算破譯的長期安全性,無論攻擊者具有怎樣的計算分析(包括量子計算)能力,量子密鑰及其加密通信應用都是安全的。量子信息技術作為面臨激烈國際競爭的戰(zhàn)略性前沿科技方向,關鍵核心組件自主可控對行業(yè)持續(xù)發(fā)展意義重大,需要實現(xiàn)自主可控和進行產業(yè)鏈布局。在產業(yè)發(fā)展上,量子保密通信整體呈現(xiàn)出國家戰(zhàn)略驅動、關鍵行業(yè)先行試用、技術發(fā)展迅速和應用空間廣闊等特點。但類似于計算機、互聯(lián)網等行業(yè)的發(fā)展初期,量子保密通信需要通過應用、推廣、認證、監(jiān)管來形成市場互動,推動產業(yè)不斷升級。在技術門檻上,量子保密通信的核心——量子密鑰分發(fā)技術操控處理的是單量子級別的微觀物理對象。高效率的單光子探測、高精度的物理信號處理、高信噪比的信息調制、保持和提取等技術,將影響量子密鑰分發(fā)能力。光學/光電集成、深度制冷集成、高速高精度專用集成電路等技術影響量子保密通信設備小型化、可靠性和成本高低。另外,不同行業(yè)、不同領域的用戶對信息安全技術的需求也不盡相同。行業(yè)內企業(yè)必須在深刻了解量子保密通信技術的同時,了解傳統(tǒng)信息通信系統(tǒng)和安全技術。
三、市場規(guī)模預測
近年來,量子科技作為事關國家信息安全的戰(zhàn)略新興領域,被寫入“十四五”規(guī)劃。在國家戰(zhàn)略指引下,量子通信也備受關注,行業(yè)市場規(guī)模增長迅速。同時隨著量子科技的不斷突破,應用場景逐漸向縱深拓展,量子產業(yè)呈現(xiàn)出較好的發(fā)展勢頭,預計2029年量子科技行業(yè)的市場規(guī)模達到3154億元,同比增長23.58%。
圖表:2024-2029年量子科技行業(yè)市場規(guī)模預測
數(shù)據來源:中研普華研究院
量子科技行業(yè)研究報告旨在從國家經濟和產業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略入手,分析量子科技未來的政策走向和監(jiān)管體制的發(fā)展趨勢,挖掘量子科技行業(yè)的市場潛力,基于重點細分市場領域的深度研究,提供對產業(yè)規(guī)模、產業(yè)結構、區(qū)域結構、市場競爭、產業(yè)盈利水平等多個角度市場變化的生動描繪,清晰發(fā)展方向。
欲了解更多關于量子科技行業(yè)的市場數(shù)據及未來行業(yè)投資前景,可以點擊查看中研普華產業(yè)院研究報告《2024-2028年中國量子科技行業(yè)發(fā)展預測與投資戰(zhàn)略分析報告》。
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2024-2028年中國量子科技行業(yè)發(fā)展預測與投資戰(zhàn)略分析報告
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