中國廣域量子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀分析

1、中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心尬on殳顧問中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健第 頁中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健第 頁中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健中國廣域量子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀分析一、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)層次中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報(bào)告中表示，中國在量子領(lǐng)域研究和產(chǎn)業(yè)化方面處于領(lǐng)先地位。我國中科大在量子通信領(lǐng)域具有全球領(lǐng)先的理論研發(fā)和產(chǎn)品商用化的能力。物理世界發(fā)布2015年度國際物理學(xué)領(lǐng)域的十項(xiàng)重大突破，中科大量子隱形傳態(tài)成果榮登榜首，預(yù)計(jì)量子通信有望獲得國家技術(shù)進(jìn)步大獎(jiǎng)。量子通信現(xiàn)在技術(shù)上已經(jīng)成熟，而量子計(jì)算難度要大很多。2015年10月阿里云與中科院旗下國

2、盾量子聯(lián)合發(fā)布了全球第一個(gè)公有云量子加密通信產(chǎn)品，此次產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟阿里也成為首批發(fā)起單位。通過互聯(lián)網(wǎng)巨頭的深度合作，將有利于推動(dòng)量子通信技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用，讓量子科技普惠大眾。在量子通信城域網(wǎng)方面，我國已建設(shè)完成合肥城域網(wǎng)、濟(jì)南城域網(wǎng)。在量子通信干線方面，我國正建設(shè)世界最遠(yuǎn)距離的光纖量子通信干線京滬線，預(yù)計(jì)將于2016年建成，并且中國計(jì)劃在2016年先于歐美發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。在未來5到10年內(nèi)，將建成一個(gè)“天地一體化”的全球量子通信基礎(chǔ)設(shè)施。量子通信產(chǎn)業(yè)藍(lán)海啟動(dòng)，廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)有望帶動(dòng)千億級(jí)市場。廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分三步走：通過光纖構(gòu)建城域量子通信網(wǎng)絡(luò)；通過加中繼器構(gòu)建城際網(wǎng)絡(luò)；通過衛(wèi)星

3、實(shí)現(xiàn)洲際、星際網(wǎng)絡(luò)。我國正建設(shè)世界最遠(yuǎn)距離的光纖量子通信干線京滬線，預(yù)計(jì)2016年交付使用。同時(shí)計(jì)劃在2016年先于歐美發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。到2020年實(shí)現(xiàn)亞歐的洲際量子密鑰分發(fā)，屆時(shí)聯(lián)接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)也將建成。到2030年左右，則將建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。近期看，2016年量子保密通信京滬干線將建成，有望連接北京、濟(jì)南、合肥和上海四地量子保密通信城域網(wǎng)，并推動(dòng)政府機(jī)關(guān)、金融機(jī)構(gòu)等大量同城、跨城的保密通信應(yīng)用上線。而量子通信應(yīng)用的豐富將推動(dòng)量子保密通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)加快覆蓋和延生更多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。我們預(yù)計(jì)，到2020年量子通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)產(chǎn)生百億級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營收入。從而帶動(dòng)上游核心激光

4、發(fā)射器元器件、光量子接受器件廠商、應(yīng)用軟件管理開發(fā)和運(yùn)營的市場將會(huì)超過千億。E投顧lij圖表廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)通過光纖實(shí)現(xiàn)城域域子通佰網(wǎng)絡(luò)+通過中繼器連接的城際做子網(wǎng)絡(luò)+通過卩.星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距庚誡子通位數(shù)據(jù)來源：中國科學(xué)院信息化工作網(wǎng)大ML域域二、合肥城域網(wǎng)中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報(bào)告中提到，2012年2月，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和安徽量子通信技術(shù)有限公司與合肥市合作的城域量子通信實(shí)驗(yàn)示范網(wǎng)建成并進(jìn)入試運(yùn)行階段，成功實(shí)現(xiàn)了“首個(gè)開工、首個(gè)建成、首個(gè)使用”的目標(biāo)，合肥市因此成為全國乃至全球首個(gè)擁有規(guī)?；孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的城市。合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)由安徽量子

5、通信技術(shù)有限公司具體承擔(dān)，于2010年7月啟動(dòng)建設(shè)，建設(shè)周期18個(gè)月，投入經(jīng)費(fèi)6000多萬元，于2012年3月成功搭建了46個(gè)節(jié)點(diǎn)的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)期間，技術(shù)人員克服了一系列關(guān)鍵科學(xué)問題和工程技術(shù)難題，在省市各級(jí)相關(guān)部門和節(jié)點(diǎn)單位的通力配合下，利用合肥有線電視寬帶網(wǎng)絡(luò)有限公司無償提供的商用光纖，成功搭建起46個(gè)節(jié)點(diǎn)的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)覆蓋合肥市主城區(qū)，用戶涵蓋省市政府機(jī)關(guān)單位、金融機(jī)構(gòu)、研究院所等，具有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容能力，能夠提供量子安全下的實(shí)時(shí)語音通信、實(shí)時(shí)文本通信及文件傳輸?shù)裙δ?。安徽量子通信技術(shù)有限公司成功研發(fā)出成系列的量子通信網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備、量子通信微光探測核心器件、量子通信網(wǎng)控設(shè)備

6、等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了核心器件小型化、終端產(chǎn)品高集成化等重要目標(biāo)。同時(shí)，該項(xiàng)目通過了由國內(nèi)量子信息、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域資深專家、學(xué)者組成的專家組進(jìn)行的測試評審各項(xiàng)功能、指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行狀態(tài)良好。合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)的如期建成，強(qiáng)化了我國在量子通信技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)中的領(lǐng)先優(yōu)勢，進(jìn)一步顯示出量子通信這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)往縱深發(fā)展的趨勢，為我國信息安全技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。尬on殳顧問中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心第 頁中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健第 頁三、濟(jì)南城域網(wǎng)中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報(bào)告中提到，山東量子科學(xué)技術(shù)研究院有限公司于2013年建

7、設(shè)完成了“濟(jì)南量子通信試驗(yàn)網(wǎng)”，該試驗(yàn)網(wǎng)在濟(jì)南市區(qū)擁有50個(gè)節(jié)點(diǎn)用戶單位，服務(wù)用戶90個(gè)，涵蓋省、市黨政機(jī)關(guān)、檢察院系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、高校及科研院所，為用戶提供安全保密的語音電話、傳真、文本通信和文件傳輸?shù)榷喾N業(yè)務(wù)服務(wù)。2013年11月，濟(jì)南量子保密通信試驗(yàn)網(wǎng)建成投入使用，成為世界上規(guī)模最大、功能最全的量子通信保密試驗(yàn)網(wǎng)，覆蓋濟(jì)南市主城區(qū)，包括三個(gè)集控站在內(nèi)共56個(gè)節(jié)點(diǎn)，涵蓋政務(wù)、金融、政府、科研、教育等五大領(lǐng)域。濟(jì)南量子保密通信試驗(yàn)網(wǎng)使山東省的50個(gè)省直機(jī)關(guān)事業(yè)單位、金融機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了語音電話、傳真、文本通信和文件傳輸?shù)攘孔颖Ｃ軅鬏敇I(yè)務(wù)，總投資1.22億元，前8個(gè)月的運(yùn)行測試結(jié)果為：3個(gè)月通話成功

8、率98.31%,5個(gè)月達(dá)到99.68%服務(wù)完全達(dá)到可行標(biāo)準(zhǔn)。通信行業(yè)IP電話接通率達(dá)到88.8%就符合要求，普通電話94%以上符合要求。四、京滬干線中投顧問在2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報(bào)告中提到，連接城域網(wǎng)，首條城際量子通信干線“京滬干線”將于2016年建成。隨著量子通信城域網(wǎng)絡(luò)在中國的迅速發(fā)展，越來越多的城市擁有自己的量子通信專網(wǎng)，上海、杭州、廣州、深圳、烏魯木齊等城市也在加緊建設(shè)量子通信城域網(wǎng)。為了連接各城市城域網(wǎng)，城際量子通信網(wǎng)絡(luò)也將逐步建設(shè)。計(jì)劃2016年建成的“京滬干線”將連接北京、濟(jì)南、合肥、上海、杭州，全長2025公里，提供4城市間網(wǎng)狀8Gbps加

9、密應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，總帶寬設(shè)計(jì)100G,總投資額5.6億元人民幣，首批客戶主要是金融機(jī)構(gòu)、政府及其他企業(yè)。量子通信京滬線干線建設(shè)分為兩個(gè)階段：第一階段開展小規(guī)模系統(tǒng)的室內(nèi)聯(lián)調(diào)，對干線完成系統(tǒng)的功能、性能的先進(jìn)性進(jìn)行模擬、測試和驗(yàn)證；第二階段是在此基礎(chǔ)上做全線項(xiàng)目的集成建設(shè)。未來“京滬干線”不僅將為政府和金融機(jī)構(gòu)提供最高安全等級(jí)的通信保障，將和2017年發(fā)射的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星共同來實(shí)現(xiàn)廣域的量子通信網(wǎng)絡(luò)。中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心圖表京滬干線示意圖資料來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心2016年2月，由該校牽頭承擔(dān)的兩大量子通信項(xiàng)目進(jìn)展順利。量子通信“京滬干線”項(xiàng)目已完成1554公里主干線光纜勘察和改造，將進(jìn)

10、行第二期現(xiàn)場實(shí)施建設(shè)。五、杭滬干線城際量子通信干線建設(shè)加速，有望催生大規(guī)模應(yīng)用需求。年10月，浙江神州量子網(wǎng)絡(luò)科技有限公司的運(yùn)營公司，將投入1.7億元，建設(shè)“杭滬量子商用干線”，該通信干線的速度將10倍于光纖量子通信干線“京滬干線”。建成后可實(shí)現(xiàn)滬杭區(qū)域內(nèi)政府、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)等通信數(shù)據(jù)的絕密傳輸。除了京滬干線、杭滬干線，上海、深圳間的量子通信干線也在籌備之中城市間量子通信網(wǎng)絡(luò)連通將催生出更多政府、金融機(jī)構(gòu)的安全加密通信需求，城際間通信對視頻會(huì)議的需求也會(huì)越來越多，看好城際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行后對市場應(yīng)用的推動(dòng)作用。同時(shí)上層應(yīng)用的增加，也會(huì)使基礎(chǔ)設(shè)施投入增加，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。六、量子通信衛(wèi)星年中國將發(fā)射全球首

11、顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，推動(dòng)廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)廣域的量子保密通信，還需要借助衛(wèi)星。這主要是因?yàn)榇髿鈱δ承┨囟úㄩL的光子吸收非常小，而且大氣層以外幾乎是真空，因此量子信息的攜帶者光子在外層空間傳播時(shí)幾乎沒有損耗。如果能夠在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)糾纏光子在穿透整個(gè)大氣層后仍然存活并保持其糾纏特性，就有望克服光纖傳輸?shù)娜觞c(diǎn)，將量子通信的距離大幅度提高，甚至達(dá)到覆蓋全球的范圍。我國廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃于2011中投顧問讓投資更安全經(jīng)營更穩(wěn)健年啟動(dòng)，由潘建偉團(tuán)隊(duì)牽頭組織了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”，計(jì)劃在2016年發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在軌壽命設(shè)計(jì)為2年。2014年12月，該衛(wèi)星已經(jīng)完成關(guān)鍵部件的

12、研制與交付，量子衛(wèi)星需要在兩年的設(shè)計(jì)壽命中完成三大任務(wù)：衛(wèi)星和地面絕對安全量子密鑰分發(fā)、驗(yàn)證空間貝爾不等式和實(shí)現(xiàn)地面與衛(wèi)星之間隱形傳態(tài)。這將是國際上首次實(shí)現(xiàn)星地間量子通信，初步構(gòu)建我國廣域量子通信體系，并極大推動(dòng)廣域量子網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。我國計(jì)劃2020年實(shí)現(xiàn)亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發(fā)，2030年建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”是中科院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)中首批確定的五顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一，旨在建立衛(wèi)星與地面間遠(yuǎn)距離量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并在此平臺(tái)上完成多項(xiàng)大尺度量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)。除研制一顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”外，整個(gè)工程還將研制生產(chǎn)一發(fā)長征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，并將衛(wèi)星發(fā)射至預(yù)定軌道。同時(shí)，工程還將建設(shè)4個(gè)量子通信地面站和1個(gè)空間量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)站，以此形成天地一體化的量子通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，這將為確保中國網(wǎng)絡(luò)通信安全、國家安全作出重大現(xiàn)實(shí)貢獻(xiàn)。國際量子通信研究的