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iCV Tank&光子盒:2022全球量子通信产业发展报告(附下载)

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元器件包括一些器件、芯片和雪崩二极管等,整体来说,主要为一些基础光电元器件和量子通信核心元器件。器件例如单光子探测器件、频率转换器件和量子随机器件等;芯片包括信号处理芯片、光学芯片和量子光源等。由于量子通信设备整体采购量较小,难以驱动相关器件及芯片厂商的研发生产,因而高度依赖进口。并且目前中国器件商集中度较低,芯片设计环节薄弱,难以满足量子通信设备的规格要求。上游的脉冲光源、单光子探测器、光调制器等性能和国际还有差距,部分电芯片如 FPGA 等比较依赖进口。代表性企业包括英特尔、紫光同创、复旦微电子集团和华微电子等芯片企业和亨通光电等提供光纤光缆的企业。

核心设备是量子态制备、存储、交换等使用到的设备,包括量子密钥分发设备、量子交换机、量子网关、量子网络站控、量子随机数发生器等。由于量子通信对单光子密钥发送及接收的严格要求,量子通信设备对单光子源、单光子探测器、量子随机数发生器等器件的需求与光通信设备有明显差别。目前中国供应商主要是国盾量子、问天量子、九州量子等公司,均是在量子科技浪潮下成立的初创公司,成立时间仅有几年,但技术门槛较高。国外的供应商,有老牌的科技公司例如TOSHIBANVIDIA等,还有近几年在量子信息技术成立的专注于量子通信的公司例如ID Quantique。此外,由于目前量子保密通信是通过经典通道传递,因此华为、中兴等老牌通信设备商也在产业链中。

产业链的中游主要是量子通信网络的传输层和平台层,传输层主要依靠现有光纤通信网络,在承载绝大多数数据传输业务的光纤网络的机房、站点内部署量子保密通信网络核心设备,即可快速、平滑地形成覆盖面较为完整的量子保密通信网络,从而实现对基础信息网络、重要信息系统、重要工业控制系统和政务信息系统等进行强有力的安全保护。

传输干线是实现远程量子通信及量子网络的传输渠道。美国首条洲际、商用QKD网络,利用Zayo公司提供的专用暗光纤,将华尔街的金融市场与新泽西州的后台业务连接起来。英国、法国、德国、意大利、奥地利、捷克、波兰等国家已成功布设量子通信网络节点。日本、韩国也已逐步建立本国的量子通信网络。中国量子保密通信网络的建设包括了三个层级:国家骨干网(一级干线)、省骨干网(二级干线)和城域网。与现有的通信网络类似,量子保密通信网络除了设备商还需要运维商,唯一的不同是,量子网络的运维不是垄断行业,不仅是量子网络公司可以参与,还有神州信息、中国通服等传统运维商。比如中国“京沪干线”的建设,提供传输干线服务的公司是中国有线电视网络有限公司,提供系统集成服务的公司是神州数码系统集成服务有限公司(神州信息子公司)、中国通信建设集团有线公司(中国通服子公司)等。

系统平台主要负责对信息进行整合处理,并根据需求做出相关指令。系统平台层包括了经典网络管理子系统、量子网络管理子系统、量子密钥分发子系统、综合网络监控子系统、备份与容灾子系统、量子密钥管理子系统等,并提供量子设备与解决方案。

建设运维层由运营商、集成商等提供网络建设、部署网络资源及后期运维管理服务。例如,中国有线支撑了量子保密通信“京沪干线”的全线建设;中国电信、中国联通参与部分城域QKD网络建设,并积极推动共纤传输等新技术试验。

中游的参与者有国盾量子、国科量子等量子通信公司,这是因为,目前有能力承担量子通信网络建设的公司数量还较少,有很多公司在成立之时便获得了更多的机会,未来业务可以能会细分或剥离,但也可能成为大型、全面的公司。此外,参与者还有移动、联通和电信三大网络运营商以及神州信息、中国有线和中国卫星通信集团等传统运维商,以及亨通光电和中信国安等建设运维商等。

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