总体上看,我国已经具备了在量子科技领域的科技实力和创新能力。同时,也要看到,我国量子科技发展存在不少短板,发展面临多重挑战。
近几年,随着量子力学的不断发展,与量子有关的量子通信、量子计算机等不断涌现。量子产业也成为近年来颇受瞩目的未来产业之一。虽然一些未来产业处在产业发展孕育期,但是也更具有前沿性和变革性,对提升整个经济社会发展形成新动能的支撑作用非常强劲。如今,量子信息领域不少新技术又有了新突破。
随着科技的不断进步,量子科技作为未来发展的重要方向之一,已经在全球范围内引起了广泛的关注。作为世界上最大的量子通信实验卫星“墨子号”的发射成功,更是标志着我国在量子科技领域已经走在了世界的前列。
在我国,量子科技产业获政策持续支持,已上升为国家战略。早在2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中,就已经提出“重点研究量子通信的载体和调控原理及方法,量子计算,电荷-自旋-相位-轨道等关联规律以及新的量子调控方法”。2016年,在国务院《国家创新驱动发展战略纲要》中提出了促进“量子信息技术”发展的战略规划。2020年,中共中央政治局就量子科技研究和应用前景进行第二十四次集体学习,习近平总书记提出“要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋”。我国科技工作者在量子科技上奋起直追,取得一批具有国际影响力的重大创新成果。
总体上看,我国已经具备了在量子科技领域的科技实力和创新能力。同时,也要看到,我国量子科技发展存在不少短板,发展面临多重挑战。
按照“十四五”规划,我国要在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,谋划布局一批未来产业。
随着人工智能、物联网等技术的不断发展,量子科技的应用前景也将越来越广泛。未来,我国将利用量子计算、量子通信等技术,为人工智能、信息安全等领域提供更加高效和安全的解决方案。同时,随着人们对自然现象认识的不断深入,量子科技在物理、化学、生物等领域也将有更加广泛的应用前景。
据中研普华产业院研究报告《2024-2028年中国量子科技行业发展预测与投资战略分析报告》数据显示
第九章 量子科技发展前景及趋势分析
第一节 量子科技行业发展前景展望
一、行业发展潜力
量子信息是量子物理与信息技术相结合而产生的新兴交叉领域,具体应用主要包括量子通信、量子计算和量子精密测量三方面。2022年度,诺贝尔物理学奖首次被授予量子信息领域的学者,进一步引发了全球对该领域的关注。近年来,世界主要国家纷纷加强国家层面的战略计划,系统推进量子技术研究,推动量子技术“从基础到市场”,其中,我国对量子信息技术的基础研究、科学实验、示范应用和产业培育一直高度重视。
根据第三方统计数据,仅2023年上半年就有11个国家发布或启动了本国的量子战略,包括加拿大、英国、日本、德国、瑞典、荷兰、印度、澳大利亚、丹麦和韩国等,促进产业界、学术界和政府之间的合作。在我国“十四五”规划与2035远景目标纲要中多次提到了有关“量子科技”的内容,包括“量子信息等重大创新领域组建一批国家实验室”“加强原创性引领性科技攻关”“量子信息城域、城际、自由空间量子通信技术研发,通用量子计算原型机和实用化量子模拟机研制,量子精密测量技术突破”等;2023年上半年,我国多个部委和地方政府出台了相关政策,量子信息技术在各领域的应用探索增加,产业生态更加繁荣。
二、应用市场前景
量子通信(以量子密钥分发,即QKD为主)是最先走向实用化和产业化的量子信息技术,结合信息理论安全的量子密钥分发技术和安全的密码算法等,形成加密通信安全解决方案。总的来说,量子保密通信网络作为基础设施符合安全和信息化发展的趋势与要求,基于量子网络,可以实现将量子密钥作为流动的资源,与物联网、大数据、云计算、智慧城市、人工智能等领域的安全需求结合,进而形成各类信息安全应用解决方案。建设和发展量子保密通信骨干网、城域网、卫星地面站,可以不断推动量子通信技术在政务、金融、电力等行业的应用,并向企业、个人客户拓展,最终形成“网络建设-接入应用-网络扩容”的良性循环,实现行业的持续发展。
整体上看,国内外量子保密通信产品/系统都处于示范性应用和大规模商业化应用的推广阶段。其中我国的相关技术已经逐渐走到了世界前列,并初步形成了一条探索型产业链,具有相对优势。我国的城域量子保密通信技术已初步满足实用化要求,开通了全国最大、覆盖最广、应用最多的“合肥量子城域网”;在城际量子保密通信方面,我国建成了国际上首条远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”,在金融、政务、电力等领域开展远距离量子保密通信的技术验证与应用示范;随着“国家广域量子保密通信骨干网络建设一期工程”验收,目前我国建设完成的国家量子保密通信骨干网络覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈等国家重要战略区域,地面干线总里程超过10,000公里;在卫星量子保密通信方面,我国研制并发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”、世界首颗量子微纳卫星“济南一号”。其中“墨子号”量子卫星在国际上率先实现了星地量子保密通信,充分验证了基于卫星平台实现全球化量子保密通信的可行性。2021年,国际顶级学术期刊《自然》上发表了“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”一文,介绍了我国基于量子保密通信“京沪干线”和“墨子号”量子科学实验卫星等组建的广域量子通信网络,审稿人评价称“这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络,是量子通信巨大的工程性成就”,体现了我国在量子通信领域的世界领跑地位。2022年7月发射的“济南一号”量子微纳卫星,使我国在世界上首次实现基于微纳卫星和小型化地面站之间的实时星地量子密钥分发,为构建低成本、实用化的天地一体化量子保密通信网络奠定基础,有利于进一步推进量子卫星地面站规模普及。
在量子保密安全应用方面,我国自主研制的量子保密通信装备已经为党和国家重要活动提供了信息安全保障。目前,我国已在大数据服务、政务信息保护、金融业务加密、电力安全保障、移动通信等领域形成一系列示范应用和试商用项目,中国电信、国家电网等央国企在量子安全融合应用方面都推出了一系列的举措。但产品从市场接受,到各行业、单位、个人普及应用需要一定的周期。
量子保密通信在国际上也有着广泛的认同。美国一直是全球抗量子密码(PQC)的主要推进力量,但其与量子有关的国家实验室从未停止过QKD技术的研究和验证QKD网络的可使用性,明确鼓励联邦政府机构“采用不受量子计算影响的加密技术”。在欧洲,根据欧盟在2022年11月发布的《战略研究和产业议程(SRIA)》,统筹了欧洲多项量子技术工业和研发计划,明确到2026年欧洲将推进部署多个城域量子密钥分发(QKD)网络、具有可信节点的大规模QKD网络、实现基于欧洲供应链的QKD制造、在电信公司销售QKD服务等,逐步实现区域、国家、欧洲范围和基于卫星的量子保密通信网络部署。2023年上半年,在欧洲量子通信基础设施(EuroQCI)计划框架下,马耳他、爱尔兰、西班牙、法国、丹麦启动了量子通信网络建设;2023年6月,韩国提出“将自主研发1000量子比特的量子计算机、启动量子城域网等相关产品和服务,力争到2035年将量子技术水平提高到领先国家的85%水平、争取将量子产业全球市占率升至10%、培育约1200家相关企业”;新加坡也宣布推出升级版的国家量子安全网络,支持网络运营商在新加坡范围内部署量子安全网络。
在行业发展的基本特点上,量子保密通信具有抗计算破译的长期安全性,无论攻击者具有怎样的计算分析(包括量子计算)能力,量子密钥及其加密通信应用都是安全的。量子信息技术作为面临激烈国际竞争的战略性前沿科技方向,关键核心组件自主可控对行业持续发展意义重大,需要实现自主可控和进行产业链布局。在产业发展上,量子保密通信整体呈现出国家战略驱动、关键行业先行试用、技术发展迅速和应用空间广阔等特点。但类似于计算机、互联网等行业的发展初期,量子保密通信需要通过应用、推广、认证、监管来形成市场互动,推动产业不断升级。在技术门槛上,量子保密通信的核心——量子密钥分发技术操控处理的是单量子级别的微观物理对象。高效率的单光子探测、高精度的物理信号处理、高信噪比的信息调制、保持和提取等技术,将影响量子密钥分发能力。光学/光电集成、深度制冷集成、高速高精度专用集成电路等技术影响量子保密通信设备小型化、可靠性和成本高低。另外,不同行业、不同领域的用户对信息安全技术的需求也不尽相同。行业内企业必须在深刻了解量子保密通信技术的同时,了解传统信息通信系统和安全技术。
三、市场规模预测
近年来,量子科技作为事关国家信息安全的战略新兴领域,被写入“十四五”规划。在国家战略指引下,量子通信也备受关注,行业市场规模增长迅速。同时随着量子科技的不断突破,应用场景逐渐向纵深拓展,量子产业呈现出较好的发展势头,预计2029年量子科技行业的市场规模达到3154亿元,同比增长23.58%。
图表:2024-2029年量子科技行业市场规模预测
数据来源:中研普华研究院
量子科技行业研究报告旨在从国家经济和产业发展的战略入手,分析量子科技未来的政策走向和监管体制的发展趋势,挖掘量子科技行业的市场潜力,基于重点细分市场领域的深度研究,提供对产业规模、产业结构、区域结构、市场竞争、产业盈利水平等多个角度市场变化的生动描绘,清晰发展方向。
欲了解更多关于量子科技行业的市场数据及未来行业投资前景,可以点击查看中研普华产业院研究报告《2024-2028年中国量子科技行业发展预测与投资战略分析报告》。
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2024-2028年中国量子科技行业发展预测与投资战略分析报告
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