2020量子通信市場需求分析及行業發展趨勢預測

• 2020年8月21日 LiuMingYue來源：百度百科 中研網 470 24
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光量子通信主要基于量子糾纏態的理論，使用量子隱形傳態(傳輸)的方式實現信息傳遞。光量子通信的過程如下：事先構建一對具有糾纏態的粒子，將兩個粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態的粒子與發送方的粒子進行聯合測量(一種操作)

光量子通信主要基于量子糾纏態的理論，使用量子隱形傳態(傳輸)的方式實現信息傳遞。光量子通信的過程如下：事先構建一對具有糾纏態的粒子，將兩個粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態的粒子與發送方的粒子進行聯合測量(一種操作)，則接收方的粒子瞬間發生坍塌(變化)，坍塌(變化)為某種狀態，這個狀態與發送方的粒子坍塌(變化)后的狀態是對稱的，然后將聯合測量的信息通過經典信道傳送給接收方，接收方根據接收到的信息對坍塌的粒子進行幺正變換(相當于逆轉變換)，即可得到與發送方完全相同的未知量子態。

據中研研究院《2020-2025年中國量子通信行業現狀及發展趨勢報告》

2020量子通信市場需求分析及行業發展趨勢預測

量子通信根據應用途徑，量子通信可分為：量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等。按其所傳輸的信息內容分為是經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和量子糾纏的分發。

量子通信從理論上的定義而言，并沒有一個非常嚴格的標準。在物理學中可以將其看作是一個物理極限，通過量子效應就能實現高性能的通信。而在信息學中，量子通信是通過量子力學原理中特有的屬性，來完成相應的信息傳遞工作。量子通信同傳統的通信方式相比較，有一些比較突出的特點，例如安全性比較高，還有就是傳輸的過程中不容易受到阻礙。當量子態在不被破壞的情況下，在傳輸信息的過程中是不會被竊聽，也不會被復制的，所以嚴格意義上來看，它是絕對安全的。而在無障礙的傳輸中，兩個分離的量子，無論分離得有多遠，當一個量子變化的時候，另一個也會產生相應的變化。

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，它還具有較強抗干擾能力、傳輸能力、高傳輸效率以及容量大、速度快等優點，理論上可以傳輸無限量的消息。由于其多方面突出的優勢，這種量子通信技術得以被廣泛應用于軍事、國防等領域，在信息檢測、信息傳送以及信息對抗等方面占據優勢，性能和用途都領先于其他通信技術。2019年我國量子通信行業市場規模將達425億元，并預測在2023年我國量子通信行業市場規模將超800億元，達到805億元左右，2019-2023年均復合增長率約為17.31%。

(1)采用量子中繼技術，擴大通信距離。

這方面以中國的“京滬干線”項目為代表。由于單光子在傳輸過程中損耗很大，對于遠距離傳輸，必須采用中繼技術。然而量子態的非克隆原理給量子中繼出了很大難題，因為量子態不可復制，所以量子中繼不能像普通的信號中繼一樣，量子通信把弱信號接收放大后再轉發出去。量子中繼只能是在光子到達最遠傳輸距離之前接收其信號，先存儲起來，再讀出這個信號，最后以單光子形式發送出去。量子中繼很像火炬接力，一個火炬在燃料耗盡之前點燃另一個火炬，這樣持續傳送下去，不能一次同時點燃多個火炬。量子中繼有很多方案，包括光量子方案、固態原子方案等。

(2)采用星地通信方式，實現遠程傳輸。

采用衛星通信后，兩地之間的量子通信更加方便快捷。在真空環境中，光子基本無損耗，損耗主要發生在距地面較低的大氣中。據測算，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。中國學者曾經在北京與懷柔之間成功地進行夜晚十幾千米的單光子傳輸實驗，為星地量子通信奠定了堅實的實驗基礎。

(3)建立量子通信網絡，實現多地相互通信。

量子通信要想實用化，必須覆蓋多地形成網絡。2009年，郭光燦小組在安徽蕪湖建立了世界首個量子政務網，標志著中國量子保密通信正式進入應用階段。目前，國內外都建成了多個實用的量子通信網絡，下一步的發展是擴大節點數，擴展通信距離，形成大覆蓋面積的廣域網。

更多量子通信行業資訊，請關注中研普華研究院報告《2020-2025年中國量子通信行業現狀及發展趨勢報告》。

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