《光子盒:2024全球量子通信與安全產業發展展望報告(108頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《光子盒:2024全球量子通信與安全產業發展展望報告(108頁).pdf(108頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、全球量子通信與安全產業發展展望2024/02量子信息年度系列報告2024序言2023年,量子通信與安全領域收獲了發展和創新。在全球主要量子參與國家和科技企業共同努力下,量子技術在信息安全通信方面有了更多前沿突破和應用創新,使得更多的項目從實驗室走向商業化應用。谷歌瀏覽器應用PQC算法、IBM推出量子安全路線、歐盟EuroQCI項目開始建設等一系列事件、進展和成果都在彰顯這一領域的興盛。作為信息通信和網絡安全領域的一類前沿技術,量子通信與安全不僅為全球數字社會的構建提供新的可能性,還引領著網絡安全的未來。本報告聚焦于量子通信與安全產業生態全面發展,考察了量子密鑰分發(QKD)、后量子密碼(PQC
2、)、隨機數發生器(QRNG)等多個技術領域的關鍵創新,并以此為基礎探討其產品商業化和在行業中的應用,旨在對2023年度量子通信與安全領域的重要進展進行回顧和分析,并提出短期未來發展趨勢的思路與觀點。作為連年發布的報告,本報告不著重解釋技術的基本原理,更專注于呈現這些技術與產品在商業環境中的實際應用,全球重要項目的實施情況,以及各方在研發、標準化、商業化等方面的工作及成果。通過對這些方面的深入分析,我們期望為讀者呈現一個清晰的畫面,展示量子通信與安全行業在當今科技時代的引領地位和潛力。盡管全球宏觀經濟形式不容樂觀,量子通信與安全領域的融資近三年連續下降,但2023年的發展仍然鼓舞我們,多條政策向
3、產業鏈各環節發出了明確的發展信號,預示著量子通信與安全領域在未來一年仍有可期的發展機遇。我們認識到依然需要面對新的挑戰,讓我們共同期待,共同見證這一領域在未來的拓展與卓越,為數字時代的安全通信注入更多活力和可能性。ICV 前沿科技咨詢總監、高級副總裁:Jude Green1聲明01本報告體現的內容和闡明的觀點力求獨立、客觀,本報告中的信息或所表述的觀點均不構成投資建議,請謹慎參考。02本報告旨在梳理和呈現2023年度內全球與量子細分技術和產業領域發生的重要事件,涉及數據及信息以公開資料為主,以及對公開數據的整理。并且,結合發布之時的全球經濟發展狀態,對短期未來可能產生的影響進行預判描述。03本
4、報告重點關注2023年1月1日至2023年12月31日間量子細分行業發生的相關內容,以當地時間報道為準,以事件初次發布之時為準。對同一內容或高度相似內容的再次報道,若跨年度,不視為2023年發生的重要事件。04本報告版權歸ICV TA&K和光子盒所有,其他任何形式的使用或傳播,包括但不限于刊物、網站、公眾號或個人使用本報告內容的,須注明來源(2024全球量子計算產業發展展望 R.ICV TA&K&光子盒.2024.02)。本報告最終解釋權歸ICV TA&K和光子盒所有。05任何個人和機構,使用本報告內容時,不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪減和篡改。未經書面許可,任何機構和個人不得以任何形
5、式翻版、復制、發表、印刷等。如征得同意進行引用、轉載、刊發的,需在允許范圍內。違規使用本報告者,承擔相應的法律責任。06本報告引用數據、事件及觀點的目的在于收集和歸納信息,并不代表贊同其全部觀點,不對其真實性負責。07本報告涉及動態數據,呈現截至統計之時的情況,不代表未來情況,不夠成投資建議,請謹慎參考。2本篇報告由全球前沿科技咨詢機構ICV邀請中國量子科技服務平臺光子盒聯合撰寫和發布。感謝包括但不限于以下公司給予技術和素材的支持:致謝31.2023行業進展概覽2.產業生態3.公司分析4.網絡建設5.投融資6.政策分析7.產業預測8.展望觀點9.附件52536455664687581Conte
6、nts目錄42023行業進展概覽01012023行業進展概覽目錄QKD主要進展QRNG主要進展PQC主要進展QT主要進展應用及商業進展標準化工作進展010203040506第一章2023行業進展概覽6第一章2023行業進展概覽QKD主要進展中國研究團隊在基于光纖傳輸的TF-QKD(雙場量子密鑰分發系統)線路距離方面,于2023年首次突破1000公里,達到1002公里,這一成果是邁向未來大規模量子網絡的關鍵一步。此次突破通過實驗證明了在長距離光纖上使用發送或不發送(SNS)協議的TF-QKD的可行性。北京量子院研究團隊利用光頻梳技術開發的量子密鑰分發開放式新架構,成功實現615公里光纖量子密鑰分
7、發通信實驗。此次實驗是基于相干邊帶穩相與異地激光源頻率校準技術,研制的開放式架構、無需服務光纖的新型TF-QKD完成。達到低損耗光纖四百公里級、五百公里級、六百公里級的安全成碼,并且打破無中繼QKD的碼率界限,成功演示了臂長差為百公里的量子密鑰分發實驗。距 離基于光纖傳輸的QKD線路里程逐漸提升為大規模量子網絡建設奠定基礎通過發展高保真度集成光子學量子態調控、高計數率超導單光子探測等關鍵技術,可實現百兆比特率(115.8 Mbs)的實時量子密鑰分發,此實驗結果將先前的成碼率紀錄提升一個數量級。新的傳輸記錄建立在QKD加密新理論之上,該理論解除了量子安全通信中先前對距離和數據傳輸速率的限制。利用
8、傳統光纖和光放大器的方法可實現在光纖電纜上發送了超過1032公里的量子安全通信,數據傳輸速率(密鑰速率)明顯高于之前的記錄(以前:0.0034比特/秒;現在:34比特/秒)。QKD密鑰傳輸速率再次提升助力實現更頻繁的密鑰交換傳輸速率017第一章2023行業進展概覽最新一項具有全天時工作和抗強背景噪聲特性的混合鏈路QKD技術成功完成演示。這項技術采用了空間鏈路和光纖鏈路相結合的方法,以實現Hong-Ou-Mandel(HOM)干涉。在傳統的BB84協議無法正常工作的鏈路條件下,該技術仍能夠有效進行多維干涉量子密鑰分發(MDI-QKD)。此外,研究人員還深入研究了基于衛星的HOM干涉的可行性,為構
9、建天地一體的混合通信網絡奠定了重要基礎。天地一體鏈路實現抗強背景噪聲的QKD為天地一體通信網絡夯實根基天地一體模式匹配量子密鑰分發(MP-QKD)協議,利用極大似然估計的數據后處理方法精確地估算出兩個獨立激光器的頻率差用于參數估計,實現了實驗室標準光纖百公里級、兩百公里級、三百公里級以及超低損光纖四百公里級的安全成碼,相較于之前的原始MDI實驗,成碼率有明顯提升,并且在三百公里和四百公里距離上較之前實驗成碼率提升了3個數量級?!爱惒狡ヅ洹奔夹g應用于量子通信,可大大提高了密鑰率,且集中了“雙場”協議與“測量設備無關”協議的優勢,以更簡單的量子通信架構,實現了盡可能長的量子通信距離。使用異步配對符
10、合的策略改進了測量設備無關(MDI)量子密鑰分發方案,使之既具有雙場協議打破成碼率-傳輸損耗限制關系的特點,又具有結構簡化的優點。在成碼率方面成功實現57kbps201km、5kbps306km、590bps413km、42.64bps508km。QKD實現遠距離安全成碼有效降低協議實現難度成碼率8QRNG主要進展02第一章2023行業進展概覽利用量子真空態生成隨機數通常在速度上存在限制。因此,研究人員通過利用粒子和反粒子對的行為來創建量子隨機數發生器,發現其速度比傳統系統快200倍,在實驗中達到了每秒100 Gbit的生成速率,將基于真空的量子隨機數產生速度記錄提高了一個數量級。利用粒子和反
11、粒子提高量子隨機數產生速率產生速率利用雪崩光電二極管電子隧穿效應實現的離散型QRNG在常溫常壓下能以100 Mbps的速率輸出原始隨機序列,8,000,000 bits統計最小熵達到0.9944 bits/bit,NIST SP 800-90B認證最小熵達到0.9872 bits/bit。使得實現長時間連續輸出無任何后處理的高隨機性隨機數的量子隨機數發生器成為可能。此外,此次研究的QRNG輸出的原始數據在長時間連續穩定保持高隨機性方面也獲得進展,系統11,744 s連續輸出1,174 Gbits原始數據,以每8 Mbits作為基本單元得到統計最小熵分布,其平均值為0.9892 bits/bit
12、。提高原始隨機序列輸出速率實現高隨機性的量子隨機數發生器隨機性中國科學家通過將量子非局域性、量子安全算法和零知識證明三個領域相結合,首次實現了一套以器件無關量子隨機數發生器作為熵源,以后量子密碼作為身份認證的隨機數信標公共服務,將其應用到零知識證明(ZKP)領域中,消除了非交互式零知識證明(NIZKP)中實現真隨機數的困難所帶來的安全隱患,提高了NIZKP的安全性。結合量子非局域性、量子安全算法和零知識證明提高非交互式零知識證明安全性安全性9PQC算法領域當前主要關注于對算法的安全性評估,包括抗量子攻擊、數學問題的難度、側信道攻擊抵抗等多方面。因此,多方主要在NIST標準框架下對不同的PQC算
13、法進行評估,以確保PQC算法在商業應用中能夠有效抵御量子計算的威脅。Kyber密鑰封裝機制(KEM)是已被NIST提名的用來保護網絡免受未來量子計算機攻擊的加密標準。然而,KEM卻在2023年接連爆出安全漏洞。12月,網絡安全公司Cryspen的研究人員解釋了此算法的兩個漏洞,分別為KyberSlash 1和KyberSlash 2,均屬于基于時間的攻擊。攻擊者可以通過觀察Kyber在解封裝過程中執行的特定除法操作的時間,推斷每次嘗試的時間,并進行逆向工程破解。這種攻擊方式屬于側信道攻擊的一種可用于破壞任何類型的加密,包括經典算法和PQC算法。2023年年初,瑞典皇家理工學院僅利用神經網絡變破
14、解了NIST提名的Crystals-Kyber算法,這是PQC算法第四次被破解。目前,公眾對PQC算法的安全性問題逐漸從理論層面的數學漏洞拓展到了更加實際的考慮,即算法在真實世界中受到的潛在攻擊。實際攻擊的出現強調了在部署PQC算法時,及時檢查并修復潛在漏洞的重要性,促使PQC算法的不斷改進和演進,以提高真實應用場景中的安全性。PQC主要進展03新的神經網絡訓練方法“遞歸學習”(Recursive Learning)可以通過周期性循環旋轉信息,實現對NIST公布的四種PQC算法中Crystals-Kyber算法的最高5階掩碼的側信道攻擊,以高于99%的概率從中恢復了信息位(message bi
15、t)。這一發現表明使用神經網絡即可破解NIST的PQC算法,突顯了PQC算法安全性評估的重要性。安全評估PQC遷移雖在推進但PQC算法安全性仍需嚴格評估Cryptology ePrint Archive第一章2023行業進展概覽10QT主要進展04距 離利用多路復用量子存儲器實現長距離量子隱形傳態量子隱形傳態(QT)是量子網絡的一項基本功能,允許在不直接交換量子信息的情況下傳輸量子比特。此次實驗展示了遠距離進行量子傳輸的方法,從波長為通信波段的光子比特到存儲在固態量子存儲中的物質量子比特,多路復用量子存儲器實現從光子到固態量子比特的量子隱形傳態的傳輸距離超過1公里。這一系統采用主動前饋方案,通
16、過對從存儲中檢索的量子比特進行條件相移,滿足了協議要求。其獨特之處在于采用了時分復用的方法,不僅提高了傳輸速率,而且直接與已部署的電信網絡兼容。這些關鍵特征使得這一技術在長距離量子通信的發展中具有潛在的可擴展性和實際實施的可能性。效 率通過無噪聲線性放大實現高保真度連續可變的量子隱形傳態為了克服連續可變量子隱形傳態在保真度和傳輸距離上存在的限制,通過無噪聲線性放大來克服這些限制的預測量子傳輸器,使用適度量子糾纏的相干態傳輸的高保真度達到了92%。我們的傳輸器原則上允許幾乎完全消除由于在不完美的量子通道中傳輸的輸入態而引起的損失。此外,還進一步演示了位移熱態的純化,這是傳統確定性放大或傳輸方法無
17、法實現的。高保真度的相干態傳輸與對熱化輸入態的純化相結合,使得量子態能夠在相當長的距離上進行傳輸。此次實驗克服了通往高效連續變量量子傳輸的長期障礙,同時為將傳輸應用于從熱噪聲中純化量子系統提供了新的啟示。第一章2023行業進展概覽11IBM、Quantinuum因其在量子計算領域取得的矚目成就往往被視為專注于量子計算的公司。然而,這些公司當前研發和業務布局已不局限于量子計算領域,已發布量子通信與安全領域的發展路線圖或者推出了相關產品和解決方案。IBM于5月發布了量子安全路線圖,該路線圖包括組織/公司可以采取實施的量子通信與安全步驟。同時,IBM還發布了一套端到端的解決方案IBM Quantum
18、 Safe以支持量子安全路線的實施。IBM Quantum Safe包含IBM Quantum Safe Explorer、IBM Quantum Safe Advisor及IBM Quantum Safe Remediator。此技術由三個關鍵操作組成:發現(確定加密使用情況,分析依賴關系,并生成加密物料清單)、觀察(分析漏洞的加密態勢,并根據風險確定補救措施的優先級)、變換(通過加密敏捷性和內置自動化進行修復和緩解)。IBM在2022年就表示,將在2025 年推出名為“Kookaburra”的量子處理器。Kookaburra是一個具有量子通信鏈路的1386量子比特多芯片處理器。IBM將三個
19、Kookaburra芯片連接成一個通過量子通信連接的4158量子比特系統。Quantinuum推出Quantum Origin Onboard是一個能夠提供量子計算強化密鑰增強的商用企業軟件解決方案。它可以直接安裝在設備上,并用于提供基礎級保護,無需額外的硬件升級即可直接集成到連接的設備中。這種獨特的方法確保了任何環境中的設備,無論是在線還是離線,都可以生成量子計算強化密鑰,以不斷最大限度地提高保護設備的加密措施的強度。美國量子計算公司QCI在4月開始拓展其商業產品線,推出可重新編程和不可重復的QRNG。量子通信已與量子計算、量子精密測量實現跨界融合應用及商業進展05第一章2023行業進展概覽
20、12關鍵基礎設施的安全保障對于提升網絡防御能力,確保數據和系統的安全尤為重要。例如,Honeywell利用Quantinuum的Quantum Origin技術,通過量子計算增強的隨機性生成密鑰,使其真正不可預測,保護智能電表用戶數據和關鍵基礎設施免受高級網絡安全威脅,幫助正在數字化轉型中的公用事業部門提高可靠性和信任度。中國國網武漢供電公司在武漢經開區供電環網內的配電自動化終端實現了量子加密通信這是湖北首例電網量子加密技術的成功應用。新安裝的量子加密通信線路,配電箱里添置了一個量子加密通信模塊,加裝在每個配電設備上,通過與電網通信鏈路連通實現量子加密通信。企業開展合作推動關鍵基礎設施實現量子
21、加密由美國寬帶服務提供商EPB聯合量子公司Qubitekk和Aliro Quantum推出的EPB Quantum Network已向顧客開放。EPB Quantum Network是美國首個可配置商用量子網絡的,專為量子技術公司和研究人員而設計,為量子開發人員消除商業化的障礙。EPB Quantum Network是一種量子即服務產品,為量子技術人員提供光纖基礎設施和軟件,以加快將量子技術和應用推向市場的進程??蛻艨梢允褂米钚碌幕A量子設備通過EPB Quantum Network的專用光纜生成、分發和測量量子位?,F已向客戶開放,允許用戶為他們需要的一系列網絡配置指定參數,可以使用由Alir
22、o Quantum設計和制造的AliroNet TM來構建、測試、驗證、表征和運行其產品,進行控制和配置。軟件可配置商用量子網絡向量子開發人員開放第一章2023行業進展概覽13歐盟委員會與27個歐盟成員國和歐洲航天局(ESA)合作,共同設計、開發和部署歐洲量子通信基礎設施(EuroQCI)項目。EuroQCI項目由兩部分組成,第一是連接國家和跨境戰略站點的光纖通信網絡的地面部分,第二個是基于衛星的空間部分。EuroQCI于2019年發布EuroQCI宣言,最初由七個成員國簽署,隨著2021年7月愛爾蘭完成簽署EuroQCI,所有27個歐盟國均已加入EuroQCI。EuroQCI計劃在整個歐盟及
23、其海外領土部署量子通信基礎設施,到2027年投入使用。此項目由協調組織方PETRUS進行協作支持,PETRUS成員單位包括DT(德國電信)、Airbus(法國空客)、Thales(法國泰雷茲)和AIT(奧地利理工學院)。在地面建設部分,EuroQCI的第一個實施階段已于2023年1月開始,預計持續30個月,將于2025年6月完成。目前,馬耳他、愛爾蘭、西班牙、法國、丹麥、保加利亞等多個國家紛紛啟動量子通信基礎設施建設。在太空領域,歐盟委員會目前正在與歐洲航天局(ESA)合作制定第一代EuroQCI衛星星座的規格。這顆衛星是由ESA和一個工業聯盟在第一顆原型衛星Eagle-1的基礎上開發的,預計
24、于2025年底或2026年初發射。2023年11月,由歐洲衛星公司SES牽頭負責開發量子安全天基EAGLE-1系統,并與ESA密切合作,TNO和Airbus加入為該任務設計和建造光學地面站。歐洲量子通信基礎設施開始建設美國基于實時、端到端量子彈性加密通信衛星太空鏈路進行衛星數據傳輸。此衛星鏈路由QuSecure與埃森哲合作完成,使用PQC保護的多軌道數據通信,從地球到低地球軌道衛星的加密量子彈性通道,同時可以通過切換到地球同步衛星,并再次傳回地球,以模擬在單個軌道中衛星受到威脅故障或遭受攻擊時的冗余備份方案。整個傳輸使用傳統網絡安全和QuSecure的QuProtectTM平臺的量子彈性網絡安
25、全進行保護。太空實時衛星量子彈性加密鏈路已完成第一章2023行業進展概覽14多個量子通信公司相繼提出PQC解決方案,定制并不斷優化PQC解決方案,以滿足不同行業和組織的特定需求。目前,Google、Sandbox AQ、QuSecure、WISeKey、Xiphera等公司均聚焦于PQC解決方案的研究,為企業及政府數據安全提供更高水平的保障。PQC產品仍處于初期發展和探索階段,多為企業研發與測試。同時PQC產品應用也具有一定的局限性,主要為端到端的安全加密。在美國方面,開始引領PQC移動通信應用,準備向PQC遷移。QuSecure公司推出的QuProtect軟件,可以利用量子安全加密技術保證數
26、據傳輸的安全性。并且在2023年7月,QuProtect軟件可以通過亞馬遜的品牌和生態系統平臺進行分銷工作。同月,美國電信公司沃達豐與Sandbox AQ合作,為智能手機測試基于量子安全的虛擬私人網絡(VPN)。在該項目中,沃達豐利用新技術和定制的Sandbox AQ軟件建立了首個量子安全VPN,用于量子安全的互聯網協議和分析,通過調整標準智能手機進行測試,沃達豐及Sandbox AQ在現實電信場景中評估最新的NIST標準。此外,Chrome在其最新版本(版本116)中推出了一個量子混合 密 鑰 協 商 機 制,該 瀏 覽 器 版 本 添 加 了 抗 量 子 攻 擊 的X25519Kyber7
27、68算法。所使用的兩個算法分別是X25519(已經在使用中的橢圓曲線算法)和Kyber-768。從組織安全的角度來看,谷歌的舉措代表了用戶首次有機會在HTTPS網頁上使用PQC。英國也同步采用PQC算法,啟動量子安全VPN。11月,LTIMindtree公司在倫敦啟動了量子安全虛擬專用網(VPN)鏈接。該量子安全VPN由LTIMindtree、Quantum Xchange、Fortinet合作實現,使用基于量子的密鑰生成和帶外密鑰傳輸,并由PQC算法提供安全保護,以增強加密數據的安全性和完整性。瑞士WISeKey的子公司SEALSQ在2023年6月開發了基于人工智能的PQC量子解決方案,利用
28、NIST公布的Kyber和Dilithium CRYSTAL算法保證通信安全,創建了第一個抗量子USB演示器。PQC商業化產品更加豐富第一章2023行業進展概覽15對于通信領域,目前已有多家企業開發具有量子彈性的加密衛星鏈路。如美國QuSecure推出首個具有量子彈性的實時端到端衛星加密通信鏈路,意味著美國衛星數據傳輸已采用PQC來抵御經典和量子解密攻擊,以保護衛星數據通信的安全性。Thales在其旗艦移動安全應用“Cryptosmart”中創建了PQC的應用,利用5G SIM卡來實現PQC?;旌厦艽a(經典密碼學與PQC的結合)被用于兩個設備之間的電話通話中,以保護通話期間交換的信息。此外,美
29、國聯邦政府、美國陸軍、美國國防信息系統局、法國投資總秘書處等軍事機構均開始尋求PQC服務,以確保敏感數據的安全性。并且在PQC領域,政府和軍事機構開始傾向于與私營企業合作,私營企業通常擁有更快的創新速度和更靈活的研發能力,因此通過合作可以更快地獲得最新的PQC解決方案。PQC下游應用場景逐漸增多2023年關于PQC+QKD融合研究的論文相對較少,但已經出現 出 兩 者 融 合 的 商 業 應 用。韓 國 互 聯 網 服 務 提 供 商 S K Broadband推出韓國首個支持QKD和PQC在線安全方法的專線服務,客戶可以根據具體情況選擇和使用QKD或PQC,這一服務獲得了韓國密碼模塊驗證計劃
30、(KCMVP)的認證。在此專線服務中,客戶可以自主選擇QKD和PQC的使用。SK Broadband表明,專用的QKD線路在安全性上表現出色,適用于政府、公共機構、醫療中心和金融機構等大型客戶。而對于中小型企業,則可以選擇無需安裝單獨設備的PQC。當然,也可以靈活地將兩種方法結合運用。以銀行的生物特征認證安全性為例,可在銀行內部數據中心采用QKD技術,同時在客戶的智能手機和認證服務器之間采用PQC技術,以保護生物特征信息。這種綜合運用的方式既發揮了QKD在專用場景的優勢,又充分利用了PQC在中小型企業中的便捷性。利用QKD+PQC專線服務保障通信安全第一章2023行業進展概覽16目前通信運營商
31、正在積極探索量子通信與安全技術的商業化途徑,包括開發基于量子通信技術的加密通話產品、集成量子隨機數發生器到云服務,以及開發量子安全通信解決方案。這些產品和服務的推出,標志著量子通信技術從實驗室走向市場的重要步驟。然而,目前商業化滲透率還不高,使用人群主要面向一些特定領域,采購方對新產品新技術的認知認可度有賴提升。運營商們正在努力,推動量子通信技術的商業化進程,一邊與量子技術公司或研究機構合作,一邊開發更加實用、成本效益更高的量子產品和服務。序號國家運營商產品/服務1中國中國電信量子安全云量子安全OTN量子密信定制終端:華為Mate60 Pro量子密話定制終端;有量子密話功能的三星W24|W24
32、 Flip手機終端;支持量子密話的天翼鉑頓S9、天翼鉑頓10手機終端量子密碼解決方案2中國聯通量子云盾產品多場景量子安全通信解決方案3英國British Telecommunications量子安全虛擬專用網絡(VPN)通信4韓國SK TelecomGalaxy Quantum 4手機通信運營商作為最重要的參與者已有多家公司推出產品圖表 全球通信運營商2023年發布的量子通信與安全產品及服務情況英國Quantum Dice公司和新加坡量子通信技術公司SpeQtral推出使用Zenith的QRNG,此設備為專為太空設計的產品,可在為計劃在SpeQtral-1衛星任務中實現安全量子通信技術提供支持
33、。Zenith QRNG是Quantum Dice的首款太空產品,提供高速率、穩健且低尺寸、重量和功耗(SWaP)解決方案,采用Quantum Dice專有的DISC TM協議,擁有200至1000 Mbps數據速率。此前,Quantum Dice推出的DISC QRNG系列具有7.5 Gbps隨機數生成速率。適用于太空的QRNG已推出,助力實現量子通信衛星第一章2023行業進展概覽|Version Feb 202417PQC標準化工作全球影響力最大的,是由美國國家標準與技術研究所(NIST)主導的工作。NIST從2017年第一輪PQC算法征集至2022年第四輪候選人公布,經過四輪嚴格篩選,最
34、終于2023年8月公布三種算法的標準草案,經過公眾審查后預計于2024年正式批準三種算法草案。NIST的PQC標準草案的發布,標志著在應對未來量子計算將帶來的威脅和風險已有初步應對方案。已發布的標準草案的三種算法是CRYSTALS-Kyber、CRYSTALS-Dilithium和SPHINCS+,第四份PQC標準草案FALCON預計將在2024年公布。PQC標準化進程穩步推進標準化工作進展062016.022016.022016.042016.042016.122016.12NIST在PQCrypto2016上發表演講:NIST征集公告和大綱NIST發布PQC報告NIST發布PQC正式征集提
35、案2017.112017.112017.122017.12NIST在PQCrypto2016上發表演講:NIST征集公告和大綱第一輪PQC算法征集結果公布,共69份算法2018.042018.04第一屆PQC標準化會議召開2019.012019.012019.032019.032019.082019.08第二輪候選人公布,共26份算法第二輪更新提交包截止第二屆PQC標準化會議召開2020.072020.072020.102020.10第三輪候選人公布,7名“入圍者”,8名“候選者”第三輪更新提交包截止2021.062021.06第三屆PQC標準化會議召開2022.072022.072022.1
36、02022.102022.112022.11標準化候選人及第四輪候選人公布第四輪更新提交包截止第四屆PQC標準化會議召開2023.082023.08發布三份FISP草案以征求公眾意見2024.042024.04召開第五屆PQC標準化會議20162017201820192020202120222023Further圖表 美國NIST主導的PQC項目的時間線第一章2023行業進展概覽|Version Feb 202418歐洲電信標準化協會(ETSI)發布的QKD模塊安全評估的安全保護框架(PP)(GS QKD 016 V1.1.1)為QKD物理系統實施提供指導。國際標準化組織(ISO)主導的ISO
37、/IEC 23837-1:2023及ISO/IEC 23837-2:2023歷時五年編制,最終于8月發布。國際電信聯盟電信標準化局(ITU-T)批準通過5項QKD網絡協議相關標準,包括QKD網絡的協議框架(Q.4160)、Ak接口協議(Q.4161)、Kq-1接口協議(Q.4162)、Kx接口協議(Q.4163)、Ck接口協議(Q.4164),這5項標準由中日韓于2021年聯合立項發起。作為首批QKD網絡協議相關國際標準,5項標準對QKD網絡的協議框架進行了整體梳理,對密鑰輸出、密鑰獲取、密鑰中繼、路由控制相關接口協議在協議流程、消息參數等方面進行了規范,給出了具體的消息格式參考,為QKD網絡
38、的互聯互通提供了有力的技術支撐。此外,還有10余項有關QKD網絡網關節點、互通節點等網絡架構、信息技術的標準及其補充文件也已發布。國際機構發布多項量子通信與安全標準圖表 2023年全球量子通信與安全行業標準制定情況序號發布時間項目號發布單位標準名稱主要起草單位12023.04 GS QKD 016 V1.1.1ETSIQuantum Key Distribution(QKD);Common Criteria Protection Profile-Pair of Prepare and Measure Quantum Key Distribution Modules 羅德與施瓦茨、NPL、Ins
39、titut Mines-Telecom、Facultad de Informatica、NICT、INRIM、滑鐵盧大學、IDQ、華為德國公司、東芝、IDQ Europe22023.08ISO/IEC 23837-1:2023ISOSecurity requirements,test and evaluation methods for quantum key distributionPart 1:Requirements/32023.08ISO/IEC 23837-2:2023ISOSecurity requirements,test and evaluation methods for q
40、uantum key distributionPart 2:Evaluation and testing methods/42023.01 Y.3813ITU-T Quantum key distribution networks interworking-functional requirements北京郵電大學、國科量子、國盾量子、中國工信部52023.01 Y.3814 ITU-T Quantum key distribution networks-functional requirements and architecture for machine learning enableme
41、nt北京郵電大學、國科量子、國盾量子、中國信通院、中國工信部、ETRI62023.03 Suppl.74 to ITU-T Y.3800-seriesITU-T Standardization roadmap on Quantum Key Distribution Networks 英國、加拿大、韓國、KT、KAIST、SKT、國盾量子、國科量子第一章2023行業進展概覽19序號發布時間項目號發布單位標準名稱主要起草單位72023.11 Supplement 79 to ITU-T Y.3800-series ITU-TQuantum key distribution networks-Rol
42、e in end-to-end cryptographic services with non-quantum cryptography KT、KAIST、ETRI82023.11 Supplement 80 to ITU-T Y.3800-series ITU-T Quantum key distribution networks use cases韓國、KT、ETRI、KAIST、Korea University、國科量子、國盾量子、北京郵電大學92023.09Y.3818ITU-TQuantum key distribution networks interworking-archite
43、cture北京郵電大學、國科量子、國盾量子、中國工信部、SKT102023.09Y.3817ITU-TQuantum key distribution networks interworking-Requirements of quality of service assurance韓國、ETRI、KT112023.09Y.3816ITU-TQuantum key distribution networks-Functional architecture enhancement of machine learning based quality of service assuranceETRI
44、、KT、Korea University、武漢瑞盈通122023.09 Y.3815ITU-TQuantum key distribution networks-overview of resilience北京郵電大學、國科量子、中國信通院、中國工信部、國盾量子132023.11 Y.3814(2023)Amd1(ex Y.3814)ITU-T Quantum key distribution networks-Functional requirements and architecture for machine learning enablementNICT、NEC、東芝、ETRI、國科量
45、子、國盾量子、KT、SKT142023.11Y.3802(2020)Amd1ITU-T Quantum key distribution networks-Functional architectureNICT、NEC、東芝、ETRI、國科量子、國盾量子、KT、SKT152023.11 Y.3803(2020)Amd1 ITU-TQuantum key distribution networks-Key managementNICT、NEC、東芝、ETRI、國科量子、國盾量子、KT、SKT162023.11 Y.3804(2020)Amd1 ITU-T Quantum key distribu
46、tion networks-Control and managementNICT、NEC、東芝、ETRI、國科量子、國盾量子、KT、SKT第一章2023行業進展概覽20序號發布時間項目號發布單位標準名稱主要起草單位172023.11 Y.3805(2021)Amd1 ITU-T Quantum key distribution networks-Software-defined networking controlNICT、NEC、東芝、ETRI、國科量子、國盾量子、KT、SKT182023.11 Y.3811(2022)Amd1 ITU-T Quantum key distribution
47、networks-Functional architecture for quality of service assuranceNICT、NEC、東芝、ETRI、國科量子、國盾量子、KT、SKT192023.12 Y.3819 ITU-TQuantum key distribution networks_x005fRequirements and architectural model for autonomic management and control enablement北京郵電大學、國科量子、國盾量子、中國信通院、中國工信部、ETRI、Korea University202023.
48、12Q.4160ITU-TQuantum key distribution networks-Protocol frameworkNICT、NEC、東芝、ETRI、NICT、NEC、東芝、國盾量子、國科量子、中國工信部、北京郵電大學212023.12Q.4161ITU-TProtocols for Ak interface for quantum key distribution network國盾量子、國科量子、中國工信部、NICT、NEC、東芝222023.12Q.4162ITU-TProtocols for Kq-1 interface for quantum key distribut
49、ion network國盾量子、國科量子、中國工信部、NICT、NEC、東芝232023.12Q.4163ITU-TProtocols for Kx interface for quantum key distribution networkNICT、NEC、東芝、國盾量子、國科量子、中國工信部242023.12Q.4164ITU-TProtocols for Ck interface for quantum key distribution networkNICT、NEC、東芝、國盾量子、國科量子、中國工信部252023.12Q.4164ITU-TProtocols for Ck inter
50、face for quantum key distribution networkNICT、NEC、東芝、國盾量子、國科量子、中國工信部第一章2023行業進展概覽|Version Feb 2024212023年,中國發布了8項量子通信與安全領域的標準。其中,量子保密通信應用基本要求是中國發布的首個量子通信與安全領域的國家標準,其余7條為行業標準;5項標準在2023年內發布并實施,3項標準將于2024年實施。這些標準既有宏觀、基本層面的,例如量子保密通信應用基本要求,也有具體技術細節的,例如,量子密鑰分發(QKD)網絡AK接口技術要求 第1部分:應用程序接口(API)。國科量子、國盾量子、中國電
51、信、中國信通院、信通數智、循態量子等多家單位參與以下標準的制定工作。中國發布多個量子通信與安全領域標準序號發布時間實施時間發布單位標準名稱標準號12023.052023.08CCSA量子保密通信網絡架構YD/T 4301-202322023.052023.08CCSA量子密鑰分發(QKD)網絡 網絡管理技術要求 第1部分:網絡管理系統(NMS)功能YD/T 4302.1-202332023.052023.08CCSA基于IPSec協議的量子保密通信應用設備技術規范YD/T 4303-202342023.072023.11CCSA量子密鑰分發(QKD)網絡AK接口技術要求 第1部分:應用程序接口
52、(API)YD/T 4410.1-202352023.072023.11CCSA量子密鑰分發(QKD)系統技術要求 第2部分:基于高斯調制相干態協議的QKD系統YD/T 3834.2-202362023.082024.03SAC/TC485量子保密通信應用基本要求GB/T 42829-202372023.122024.04CCSA量子密鑰分發與經典光通信共纖傳輸技術要求YD/T 4632-202382023.122024.04CCSA量子密鑰分發(QKD)系統測試方法 第2部分:基于高斯調制相干態協議的QKD系統YD/T 3835.2-2023圖表 2023年中國量子通信與安全領域標準制定情況
53、注:CCSA指中國通信標準化協會,SAC/TC485指全國通信標準化技術委員會第一章2023行業進展概覽|Version Feb 202422仍有多項量子通信與安全標準在研在量子隨機數發生器方面,中國的器件無關量子隨機數產生器通用要求國家標準立項,此標準將明確此類產品的術語定義、結構組成,規范功能要求和性能檢驗方法,對產品生產及使用提供指導。在QKD網絡標準方面,ITU-T在SG13、SG17和SG11研究組,開展十余項新標準項目研究,涉及QKD網絡互聯互通、網內和網間接口與協議定義、可信中繼節點的安全框架等內容。圖表 2023年量子通信與安全領域在研標準序號立項時間項目號發布單位標準名稱主要
54、起草單位12023.0320230192-T-469CCSA器件無關量子隨機數產生器通用要求濟南量子院、國科量子、山東國科量子、中國科學技術大學、清華大學、上海交通大學、南方科技大學、解放軍信息工程大學、中國計量研究院、中國科學院軟件研究所、中國科學院上海微系統與信息技術研究所、國盾量子22023.01Q.QKDNi_KMITU-T Protocols for interfaces between key managers for quantum key distribution network interworking NICT、NEC、東芝、國盾量子、ETRI32023.03Y.QKDN-
55、qos-auto-rqITU-T Quantum key distribution networks-Requirements for autonomic quality of service assurance北京郵電大學、國科量子、中國信息通信研究院、中國工信部、北京科技大學42023.03Y.QKDN-rsrqITU-T Requirements for quantum key distribution network resilience 北京郵電大學、國科量子、北京科技大學、中國信息通信研究院、中國工信部52023.03Y.QKDN-TSNfrITU-T Framework for
56、integration of quantum key distribution network and time sensitive network北京科技大學、國科量子、北京郵電大學、國盾量子62023.03Y.supp.QKDN_syncITU-T Analysis of Time Synchronization in Quantum Key Distribution Networks 中國工信部、中國科技大學、國科量子、國盾量子、北京郵電大學、中國信科72023.03X.sec_QKD_profrITU-T Framework of quantum key distribution(QK
57、D)protocols in QKD network 德國、新加坡、國科量子、IDQ、NICT、國盾量子、SKT、新加坡國立大學82023.05 Q.QKDN_MkITU-T Protocols for interfaces on quantum key distribution network manager NICT、NEC、東芝、ETRI、國盾量子第一章2023行業進展概覽23序號立項時間項目號發布單位標準名稱主要起草單位92023.05 Q.QKDNi_profrITU-T Quantum key distribution networks Interworking-Protocol
58、framework NICT、NEC、東芝、ETRI、國盾量子102023.09X.1715Amd1ITU-TSecurity requirements and measures for integration of quantum key distribution network and secure storage network/112023.11 Y.QKDNi-qos-faITU-T Quantum key distribution networks interworking-Functional architecture for quality of service assuran
59、ce韓國、ETRI、KT、KAIST、Korea University122023.11 Y.QKDN-nq-qos-rfITU-T Quantum key distribution networks-Requirements and framework of quality of service assurance for end-to-end QKDN and non-quantum cryptography services ETRI、KT、Korea University、韓國、北京郵電大學、武漢瑞盈通132023.11 Y.QKDN-daITU-TQuantum key distri
60、bution networks Dependability assessment 中國電信、ETRI、北京科技大學、中國工信部、國科量子142023.11 Y.QKD-TLSITU-T Quantum Key Distribution integration with Transport Layer Security 1.3韓國、ETRI、KT、KAIST、Korea University第一章2023行業進展概覽|Version Feb 202424產業生態02量子通信與安全產業鏈上游量子通信與安全產業鏈中游量子通信與安全產業鏈下游01020302產業生態目錄第二章產業生態26量子通信與安全
61、產業鏈發展至今,已相對成熟,產業鏈分工更為細分。隨著產業鏈結構進一步明晰,本次對產業鏈結構進行了調整,試圖呈現出當前產業生態現狀。產業鏈上游的核心器件與材料劃分為芯片、光源、單光子探測器、量子隨機數發生器以及其他。產業鏈中游劃分為設備層、網絡建設層和運營層。此外,這一版還將PQC納入產業生態圖譜。產業鏈下游仍以主要應用行業進行劃分。注:部分公司的LOGO出現多次,旨在顯示該公司在不同的版塊均有業務涉及。圖表 量子通信與安全產業鏈上游中游下游 其他量子隨機數發生器單光子探測器芯片光源1313、2424、3838所所量子密鑰分發設備組網設備和網絡管理軟件平臺4444所所核心器件與材料核心設備網絡建
62、設集成保密網絡運營PQC國防電網應用合作金融通信終端第二章產業生態|Version Feb 202427技術基本情況部分公司芯片數據處理芯片為FPGA(現場可編程門陣列)芯片通過編程,可以成為實現任意功能的器件。電子學芯片在量子通信中也有所使用,包括模擬信號處理芯片、數模/模數轉換芯片(DAC/ADC)、射頻芯片、存儲芯片等。光學芯片通常指集成了光學功能的芯片,如光波導、光學傳感器等。光源光源是產生光子的器件或設備,是實現基于量子物理的安全通信的基本元素。不同技術路線下對光源可能有不同的需求,激光器是一種常見的光源的設備。單光子探測器單光子探測器可以檢測單個光子的信號強度,并將光信號轉換放大為
63、電信號。在量子通信中,主要探測可見光到近紅外光波長范圍的光信號,探測范圍一般在400納米到1310納米之間。半導體探測器和超導探測器是兩種常見的單光子探測器類型。量子隨機數發生器量子隨機數發生器(QRNG)已成為商業產品,是QKD設備中的核心部件。產品成熟度不斷提升,從成本角度來看,已可具備了替代經典隨機數產品的能力。其他晶體:主要用于生成和調制用于傳輸量子信息的光子。光纖光纜:光纖光纜是量子通信中所使用的一種傳輸介質,低損耗光纖可有效提升量子通信的通信距離和通信速率。在量子通信與安全產業鏈上游,核心器件與材料的涵蓋囊括了關鍵的技術組成部分。首要的是先進的量子芯片技術,作為整個產業鏈的基礎,包
64、括數據處理類芯片、電學芯片和光學芯片。光源則成為量子通信不可或缺的關鍵組件,作為載體,經過對其量子狀態的調制操作后,可攜帶量子信息在不同通信節點間中進行信息傳輸和共享。在通信接收端,單光子探測器發揮著至關重要的作用,確保對量子信息的精準檢測。量子隨機數發生器是保障通信不可預測性的關鍵工具。此外,其他核心器件如PPLN(周期極化鈮酸鋰)晶體、PPLN(周期極化鈮酸鋰)波導、光纖光纜等元件同樣在上游產業鏈中發揮著關鍵作用。這些核心器件和材料為量子通信與安全產業鏈的上游提供了創新動力,為實現更安全、更高效的量子通信系統奠定了堅實基礎。圖表 量子通信與安全上游注:本圖表中行業參與者僅展示部分,更多行業
65、參與者請參考量子通信與安全產業鏈以及實際情況。量子通信與安全產業鏈上游01第二章產業生態|Version Feb 202428在量子通信與安全產業鏈中游,劃分為核心設備、網絡建設集成、保密網絡運營以及PQC。核心設備涉及到關鍵的量子通信設備,如QKD設備、組網設備和網絡管理軟件平臺,這些設備確保信息的安全傳輸。網絡建設集成用于構建高效、安全的量子通信網絡,例如中國的國家骨干網、省骨干網以及城域網。保密網絡運營則包括各運營商參與其中,推動量子通信技術的日常運行與維護。同時,產業鏈中游還加入了PQC領域,包括新一代的加密算法、安全協議、芯片等。這部分的發展使得產業鏈更為全面,更加關注未來密碼學的演
66、進。整個中游通過設備、網絡建設和運營的協同作用,為量子通信與安全的發展提供支撐,為實現更安全、高效的通信提供了關鍵保障。量子通信與安全產業鏈中游02技術基本情況部分公司核心設備主要包括量子密鑰分發(QKD)設備、組網設備和網絡管理軟件平臺。QKD設備的商業化產品當前主要為DV-QKD(離散變量量子密鑰分發)和CV-QKD(連續變量量子密鑰分發)兩大類。組網設備和網絡管理軟件平臺包括信道交換類、數據處理類及網絡管理軟件平臺。網絡建設集成全球大部分QKD網絡建設依托現有光纖通信網絡,通過選擇一些合適的點位,在機房中布設QKD發送端和接收端設備。保密網絡運營運營層主要負責管理和協調整個量子網絡的運作
67、。這包括監控網絡狀態、調度量子信號的傳輸、維護網絡安全性和穩定性。在運營層,重要的工作還包括處理密鑰管理和分發、優化網絡資源分配以及故障檢測和響應。PQC一切可以抵抗量子計算攻擊的新算法均可成為PQC,作為一種基于數學算法,通過芯片和配套軟件系統實現的方案,在成本上和使用鋪蓋效率上較QKD有優勢。圖表 量子通信與安全中游注:本圖表中行業參與者僅展示部分,更多行業參與者請參考量子通信與安全產業鏈以及實際情況。第二章產業生態|Version Feb 202429從PQC公司總部地理分布來看,美國、歐盟、中國的公司分布較為密集。此外,加拿大、英國、日本、韓國、印度等國家也有公司參與PQC研究,并提供
68、PQC產品或服務。從企業業務來看,美國IBM、Microsoft、Google等全球科技巨頭將公司業務拓展至PQC領域,其中Google已應用PQC算法保護其旗下Chrome瀏覽器網絡安全。印度QNu Labs公司以NIST的PQC標準工作為參考,開發基于格的PQC算法,提供Hodos產品服務。中游PQC參與者分布第二章產業生態圖表 全球PQC研究公司分布|Version Feb 202430美國加拿大英國中國日本韓國歐盟印度全球PQC科研機構以高校為主。中國參與PQC領域的科研機構較多,但實現商業化轉型的機構仍然有限。主導PQC標準化的NIST機構位于美國,基于此優勢,美國多個科研機構孵化出
69、PQC初創公司,轉型商業化。此外,歐盟、英國、加拿大、日本等國家也有較多PQC科研機構。第二章產業生態圖表 全球PQC科研機構分布|Version Feb 202431美國加拿大英國中國日本韓國歐盟美國美國發布2023 年國家網絡安全戰略,提出政府應增加對 PQC 遷移的有關投資,廣泛更換容易被量子計算破壞的硬件、軟件和服務。美國CISA、NSA與NIST于8 月聯合發布量子準備:向后量子密碼遷移指南。9月,NIST下屬的國家網絡安全中心(NCCoE)發布向后量子密碼學遷移項目情況說明書,概述了向PQC遷移項目的背景、目標、挑戰、好處和工作流程。此外,NCCoE還列出了參與該項目的28家技術供
70、應商名單,包括IBM、Amazon、Microsoft、SandboxAQ等量子主要參與公司。英國英國國家網絡安全中心(NCSC)發布白皮書,幫助商業企業、公共部門組織和關鍵國家基礎設施提供商的系統和風險所有者思考如何為向PQC遷移做好準備。德國德國聯邦信息安全辦公室(BSI)與羅德與施瓦茨網絡安全有限公司開展了“通用密碼庫的安全實施”項目。該項目建設了Botan密碼庫,到2023年,Botan密碼庫已發展到3.0版本。PQC研究應用工作重要性在于要確保不同廠商PQC方案之間的互操作性和安全性,推動PQC技術的商業化應用和廣泛采用,完成從經典密碼體系向PQC的過渡。美國是諸國中,標準化進程走得
71、最快的。除了美國,英國、德國、法國、中國、日本和韓國等國家在PQC領域也相當重視,開展了PQC相關工作。在國際機構方面,互聯網工程任務組(IETF)成立了后量子加密工作組(PQUIP),旨在協調加密協議的使用。IETF批準英國網絡安全公司Post-Quantum提出和設計的量子安全虛擬專用網絡(VPN)的新標準。此標準規定了VPN如何在量子時代安全地交換通信,VPN新標準將互操作性放在首位,允許使用不同公鑰加密算法的各方相互通信,使多種PQC和經典加密算法被納入VPN成為可能。9月,PQC技術人員、研究人員和專家從業者為推動美國NIST推行的PQC標準化算法理解及采用發起了PQC聯盟(PQC
72、Coalition)。創始聯盟成員包括美國公司IBM Quantum、Microsoft、MITRE、SandboxAQ,英國PQShield以及加拿大滑鐵盧大學。全球PQC研究工作推進情況第二章產業生態32法國第九屆ETSI/IQC量子安全密碼學活動于2023年2月在法國ETSI總部召開,此次會議匯聚了工業界、學術界和政府相關的量子密碼學人才,并聲明ETSI將繼續向量子安全標準化歷程努力。中國中國信息安全標準化技術委員會召開后量子密碼技術與創新實踐研討會,圍繞PQC領域前沿技術、研究動態及發展趨勢等方面進行探討,推動了PQC標準化設立以及應用實施。清華大學丘成桐數學科學中心、北京雁棲湖應用數
73、學研究院主辦的第三屆雁棲湖國際后量子密碼標準化與應用研討會暨后量子技術成果發布會在北京召開,共同商討國際PQC標準化進展與面向行業領域的PQC遷移工作。中國抗量子密碼戰略與政策法律工作組成立與專家聘任儀式在第十三屆中國信息安全法律大會主論壇上舉行。工作組將對抗量子密碼技術、產業、業務的現狀和相關國內外政策、法律法規進行研究,以公開或定向方式發表抗量子密碼相關藍皮書、要報、專題研究報告等成果,推動形成中國抗量子密碼共識和行動方案。日本日本信息通信研究機構(NICT)發布消息稱,NICT與日本凸版印刷株式會社正在合作研究PQC。雙方在NICT運營的試驗床醫療保健長期完整性和保密性保護系統(H-LI
74、NCOS)中,建立了一個兼容PQC的私有證書頒發機構,通過增加電子簽名和數字證書簽發功能,以及與凸版印刷和NICT開發的“PQC CARD”聯動,驗證篡改檢測功能的有效性。韓國韓國國家情報院和科學技術信息通信部發布一項總體規劃指出,韓國將在2035年之前將國家密碼系統轉變為后量子密碼學。這兩個組織與國防部、內務安全部、國家安全技術研究院、韓國互聯網振興院、韓國地方信息振興院等成立了工作委員會,并與韓國地方信息振興院共同制定了總體規劃。時間跨度長達十余年的總體規劃路線圖旨在保護韓國免受量子計算威脅,并加強韓國的國家網絡安全。第二章產業生態33量子通信與安全產業鏈下游涵蓋了廣泛的應用領域,包括國防
75、、金融、電網以及終端等。在國防領域,量子通信技術應用于高度機密的軍事通信,確保敏感信息的安全傳輸,有效防范竊聽和網絡攻擊。金融行業通過量子通信技術實現更安全可靠的數據傳輸,提高對金融交易和客戶信息的保護水平。在電網領域,量子通信可應用于保障電力系統中實時數據的安全傳輸,預防網絡攻擊和數據篡改,確保電網運行的穩定性。量子通信與安全產業鏈下游04美國陸軍授予QuSecure公司一份小型企業創新研究第二階段合同,為陸軍用戶開發基于PQC的加密技術和解決方案,并確定如何在戰術邊緣使用量子技術。SandboxAQ企業獲得美國國防信息系統局提供的合同,提供端到端的PQC管理解決方案。匯豐銀行與Quanti
76、nuum簽署一系列探索性項目,此次合作的目標是利用量子計算的力量來增強加密密鑰,同時將其與PQC算法相集成。匯豐銀行使用QKD的加密形式保護了其專有平臺HSBC AI Markets上的一筆交易,將3000萬歐元兌換成了美元。中國國網武漢供電公司在武漢經開區供電環網內的配電自動化終端實現了量子加密通信。新安裝的量子加密通信線路,配電箱里添置了一個量子加密通信模塊,加裝在每個配電設備上,通過與電網通信鏈路連通實現量子加密通信。浙江省首座量子+變電站35千伏稽山變在紹興老城區投運,該變電站由原35千伏城關變經過“無線公網量子通信”技術改造,將變電站的有線通信變為無線通信,貫通了現有配網量子開關與主
77、網量子+變電站之間的電力信息數據,具備主配網一鍵聯動功能。此次”量子變電站“由國盾量子及參股公司浙江國盾量子電力提供設備及技術支持。第二章產業生態34國防金融電網中國電信與華為合作發布的Mate60 Pro手機終端提供量子密話定制功能。中國電信與三星推出三星W24|W24 Flip兩款引入中國電信量子密話功能的手機。中國電信發布支持量子密話的天翼鉑頓10和天翼鉑頓S9手機終端,其中天翼鉑頓S9是搭載天通衛星通信芯片的5G衛星雙模手機。韓國SKT與IDQ、三星電子合作發布Galaxy Quantum 4量子通信手機,該手機搭載QRNG芯片。法國Thales在其移動安全應用和5G SIM卡中采用混
78、合加密技術,引入了PQC算法通信。美國QuSecure推出具有量子彈性的實時端到端衛星加密通信鏈路。谷歌Chrome在其最新版本(版本116)中推出了一個量子混合密鑰協商機制,添加了抗量子攻擊的X25519Kyber768算法。國盾量子推出安全郵件產品國盾密郵,采用“一次一密”的密鑰分發技術,結合高強度國密算法,為用戶提供端到端的郵件安全收發服務。第二章產業生態35通信終端公司分析03QKD供應商分析QRNG供應商分析PQC供應商分析量子通信與安全公司概況0102030403公司分析目錄第三章公司分析37當前,QKD技術已實現量子通信與安全領域產品商業化,已在較大范圍內應用。因此,本次評估主要
79、針對提供完整QKD系統解決方案能力的供應商,以對其在技術、商業實力和服務方面進行全面評價。首先,深入考察供應商的技術創新和QKD系統的性能。其次,審視供應商的商業實力。最后,關注供應商提供的服務質量。通過這次全面評價,將有助于更全面地了解各供應商在推動量子通信與安全領域發展方面的貢獻。QaskyQuantumCTekIDQTOSHIBAQNu-LabsQUDOORKEEQUANTLUXQUANTAQuintessence LabsThinKQUANTUMQUANTUM OPTICS JENAQKD供應商分析01圖表 QKD供應商分析QTI第三章公司分析China Telecom Quantum
80、 Group|Version Feb 202438QuantumNetQRNG通過充分利用量子力學的隨機性質,實現了真正的隨機數生成,為量子通信系統提供了關鍵的安全基礎。在量子通信中,隨機數的生成對于QKD協議至關重要。QRNG通過基于量子態的測量,利用不可預測的量子性質,確保了生成的隨機數無法被經典計算機所預測或推測。這種真正的隨機性為量子密鑰的生成提供了堅實的基礎,防范了潛在的信息竊聽和破解威脅。因此,本次評估將對QRNG主要供應商進行分析,以全面評價它們在技術、商業實力和服務方面的表現。QuantumCTekQuintessenceLabsIDQQRNG供應商分析02圖表 QRNG供應商
81、分析第三章公司分析QUDOORQuantum eMotionQuantum Dice|Version Feb 202439PQC技術以數學方法為基礎,涉及多種密碼學原理和數學結構,包括基于格的密碼學、多項式環的問題、哈希函數的設計等。通過這些數學方法,PQC技術可以實現安全的加密和簽名操作,從而保護敏感信息免受“先存儲,后解密”的威脅。隨著美國NIST主導的PQC標準工作推進,越來越多的公司加入到PQC領域,共同探索PQC的實際應用以及技術改進,PQC技術逐漸從學術領域走向商業實踐。PQC技術有望成為通信安全領域的未來發展方向之一,因此本次評估將針對提供PQC解決方案或軟件的主要供應商進行綜合
82、分析。PQC供應商分析03圖表 PQC供應商分析第三章公司分析Post-QuantumPQSecurePQShieldQuantum XchangeQuSecurePQCTECH|Version Feb 202440量子通信與安全公司概況04在產品研發與測試方面,開設東芝劍橋實驗室,研發了QKD發射端使用的增益開關型激光器,標定了各種強度種子光注入對其發光功率、時延的影響;與Orange共同驗證了在現有光纖網絡上部署QKD的可行性,且功率(而不是信道數量)對效率的影響最大;和軟銀公司通過引入QKD系統以及QKD兼容VPN路由器,成功進行了基于互聯網安全協議(IPsec)的QKD-VPN通信演示
83、實驗;同英國電信BT及匯豐銀行完成在倫敦的商業城域網絡試用實驗。在量子通信項目建設方面,東芝參與建設新加坡第一個全國性量子安全網絡NQSN+項目,提供基于光纖的QKD和量子密鑰管理系統(Q-KMS)產品套件。此外東芝于12月19號發布公告,從東京證券交易所退市被股權公司Japan Industrial Partners牽頭的財團以110億英鎊的交易私有化。Toshiba Europe LimitedIDQ自2020年推出IDQ首款QRNG芯片以來,該系列芯片現已擴展到六種版本,并嵌入到三星智能手機等終端設備及衛星中。在MWC23大會上發布了與KCS和SKT共同研發的QRNG芯片和具有密碼通信功
84、能的半導體合二為一的“量子密碼單芯片”;嵌入IDQ QRNG芯片的DocuSign QSCD設備于2023年獲得FIPS 140-2 3級批準;基于IDQ的QRNG芯片,與SKT、三星共同推出“Galaxy Quantum 4”量子智能手機。在量子通信建設方面,參與EAGLE-1計劃,EAGLE-1是一個集成了空間和地面部分的QKD系統,由一顆近地軌道衛星和一個地面量子通信網絡組成;與新加坡電信運營商Singtel合作為新加坡首個全國性量子安全網絡(NQSN+)提供QKD設備及量子安全密鑰管理解決方案;同以色列光傳輸設備公司PacketLight提出將QKD解決方案與網絡加密設備相結合,對現有
85、的光纖通信基礎設施進行改造和升級的解決方案。ID Quantique SA國盾量子在通信與安全領域作為產業最早的開拓者,以量子核心設備研制為主,已涉足基礎設施網絡構建、行業應用、標準制定、科普教育等領域。2023年,在產品、網絡建設、技術應用、產業生態建設等方面取得了一些進展,包括:國盾量子的琨騰QKD-POL量子密鑰分發設備(QKD-POL40A-S、QKD-POL40B-S)通過國家密碼管理局商用密碼檢測中心檢測;與中國電信研究院、華為等單位,實現了基于少模光纖的1Tbps經典通信數據容量與量子密鑰分發業務,以及在百公里級鏈路距離的共纖傳輸;為杭州亞運會賽事的通信網絡保障提供產品及技術支持
86、;為合肥量子城域網提供設備及技術;與釘釘共同推進“量子安全應用門戶系列產品”開發;與合肥工業大學簽約并共同發布了“車聯網量子通信系統典型應用場景”;參與并啟動“長三角G60科創走廊量子密碼應用創新聯盟(中心)”;獲得合肥市科普教育基地認定??拼髧芰孔蛹夹g股份有限公司第三章公司分析41中電信量子集團于2023年5月在安徽合肥成立,注冊資本30億元,是中國電信股份有限公司全資設立的子公司。在量子關鍵技術攻關方面,中國電信主導編寫了5項量子通信行業標準,具備量子密鑰和國密算法的量子加密核心能力。在量子科技成果轉化方面,建成國內規模最大、用戶最多、應用最全的合肥量子保密通信城域網;推出量子密話密信產
87、品,在網用戶突破百萬;研制的量子加密對講已在杭州第19屆亞運會中使用;發布“DICT+量子”全場景能力體系以及通話+量子、網+量子、云+量子、平臺+量子等一系列應用產品。在推動量子信息產業創新發展方面,與合肥市政府于2021年、2022年、2023年聯合舉辦量子產業大會,已成為行業標志性、專業性的年度盛會;中電信量子集團作為中國電信的主要載體,聯合行業頭部企業,成立“量子信息應用合作生態聯盟”;以“量子科技 點量未來”為主題,開展2023量子科技中國行,在上海、江蘇、浙江等地成功舉辦12站,通過多種形式展示量子科技產品,協同量子行業頂尖專家教授開展量子科普知識講座,線下參會人員累計達3萬余人,
88、線上覆蓋超30萬人。中電信量子信息科技集團有限公司在產品方面,與Quantum Dice推出量子太空產品Zenith QRNG,此產品采用Quantum Dice專有的DISCTM協議,使得產品擁有200-1000 Mbps數據傳輸速率。在項目建設方面,與Archangel Lightworks合作開展英國研究與創新部旗下的創新英國(Innovate UK)和新加坡企業發展局(Enterprise Singapore)支持的量子激光通信光學地面站(QLOGS)項目;和SPTel聯合建設新加坡全國性量子安全網絡項目NQSN+。SpeQtral Pte Limited第三章公司分析42國科量子通信
89、網絡有限公司國科量子成立于 2016年,具備研發、建設和運營基于量子通信技術的星地一體、云網融合、應用牽引、自主可控的設施與業務,承擔的“國家廣域量子保密通信骨干網絡”已全線貫通,并正在國家“東數西算”八大樞紐節點建設融合量子通信技術的云平臺。國科量子在國際國內牽頭成立量子信息標準組,推動并引領標準化工作。2023年,國科量子在產品應用、生態共建、示范工程等方面均取得較好進展,其中“數據加密管理系統密碼模塊”通過國家密碼局商用密碼檢測中心測評并在多個銀行生產系統中成功應用,國科量子作為牽頭單位與G60 科創走廊一廊九城共同發起成立“長三角 G60 科創走廊量子密碼應用創新聯盟(中心)”,在政務
90、、金融等領域推動開展跨域一體化互聯互通建設;參與制定湖北省加快發展量子科技產業三年行動方案(2023一2025年)并成為量子科技鏈主單位;牽手金華市政府共建“國家量子骨干網量子通信應用示范中心”,助力金華“量子城”建設。在產品方面,LuxQuanta于2023年世界移動通信大會上發布LuxQuanta NOVA LQ產品,NOVA LQ 利用了CV-QKD 技術的優勢,可以部署在城域網絡中,無需專用光鏈路。在項目建設方面,參與歐洲量子旗艦(European Quantum Flagship)下的新項目量子安全網絡合作伙伴關系(Quantum Secure Networks Partnershi
91、p,QSNP),該項目的目的是開發和實施量子密碼技術。LuxQuanta Technologies S.L.啟科量子為量子信息標準工作組成員、量子科技產學研創新聯盟成員單位以及量子計算產業知識產權聯盟創始成員,已參與量子信息領域的國家及行業標準制訂30余項。在產品方面,其四款產品(量子密鑰分發設備QCS-288、QCS-289,量子隨機數發生器QRNG-G1、PCIE-QRNG,經專家評審、新技術新產品(服務)認定小組審核、公示等環節,獲得北京市新技術新產品(服務)證書;量子密鑰分發設備QCS-289及量子隨機數發生器設備經中國信通院認證,通過了量子密鑰分發(QKD)系統技術要求 第1部分:基
92、于誘騙態BB84協議的QKD系統和量子密鑰分發(QKD)系統測試方法 第1部分:基于誘騙態BB84協議的QKD系統標準檢測;同時也在積極推動量子+電力技術突破。在企業合作方面,與中國移動通信有限公司研究院在珠海簽署戰略合作協議,在移動通信和算力網絡等多個領域開展深入合作。國開啟科量子技術(安徽)有限公司QTI是位于意大利的一家開發和生產QKD系統的量子通信公司,于2020年10月成立。該公司是國家研究委員會意大利國家光學研究所(CNR-INO)的衍生公司,提供QKD系統Quell-X、密鑰管理實體QKME以及基于ETSI GS QKD 015標準的解決方案QSDN。QTI曾于2021年8月支持
93、意大利、斯洛文尼亞和克羅地亞三個國家政府之間的量子通信建設,這也是三個節點之間的首次傳輸測試。Quantum Telecommunications Italy S.R.L.第三章公司分析2023年QNU Labs與印度海軍合作采購和部署基于QKD的系統,印度海軍成為該國第一個采購大規?;诹孔拥募用芟到y的機構;與Accops合作探索量子安全遠程訪問和強身份驗證方面的先進解決方案。QNU Labs Private Limited43在參與項目方面,ThinkQuantum參與歐洲太空通信量子設備和子系統(Quantum Devices and subsystems for Communicati
94、ons in SpacE,QUDICE)項目,QUDICE的主要目標是開發用于天基QKD的量子通信和光學系統的組件和子系統,從而實現以量子密鑰分發為主要服務的歐洲衛星網絡。ThinkQuantum S.R.L.Quantum Optics Jena與Adva Network Security完成基于糾纏的QKD技術聯合演示。此次合作基于Quantum Optics Jena的量子密鑰生成和驗證技術,結合Adva Network Security的第1層加密解決方案,建立光通信通道進行試驗。Quantum Optics Jena GmbH第三章公司分析成立于2017年的Quantum eMoti
95、on,專注于高吞吐量的QRNG2技術升級。在產品方面,2023年推出量子安全通信平臺Sentry-Q,Sentry-Q包括QRNG2、QXCP、QGPS三個模塊;推出基于高性能量子隨機數發生器的熵即服務系統QxEAAS。在商業合作方面,與醫療保健公司Greybox Solutions簽訂合作協議,提供量子安全加密平臺。Quantum eMotion Corp.44在產品方面,2023年推出Arqit WalletSecure、基于云的對稱密鑰協商平臺QuantumCloud應用產品,中東電子設備公司WLL(AIEE)已簽署QuantumCloud許可合同;與英國BT及美國Fortinet推出一
96、款商用集成產品,用于使用對稱密鑰協議的量子安全虛擬專用網絡(VPN)通信;與Babcock合作開發尖端通信和控制技術,將Babcock公司的SwarmCore技術和Arqit的對稱密鑰協議平臺集成,以分散的方式接收和傳輸數據;與沙特阿拉伯DETASAD合作,并推出Arqit的主權對稱密鑰協議平臺,并且在此合作基礎上計劃將Arqit技術集成到DETASAD的MadeinSaudi智能容量管理中,為每個端點(無論是衛星還是DETASAD邊緣云中的任何其他平臺)提供網絡安全。在業務合作方面,Arqit和Exclusive Networks宣布在美國建立Arqit的對稱密鑰協議平臺分銷合作伙伴關系;和
97、英國SecureCloud+建立供應合作關系,利用Arqit的對稱密鑰協議平臺以及SecureCloud+服務,為數據管理、通信、設備、傳感器和網絡基礎設施提供彈性和保護;與英國Sierra Nevada Corporation Mission Systems UK(SNC MS UK)建立戰略合作伙伴關系,共同創建彈性安全解決方案和服務。Arqit Quantum INC.網絡建設04陸地部分:QKD基礎設施網絡建設太空部分:衛星通信建設010204網絡建設目錄第四章網絡建設462023年,美國、中國、新加坡、加拿大、法國、愛爾蘭、比利時、西班牙等國的陸地QKD基礎設施網絡建設均有進一步發展
98、。相關發展情況如下:陸地部分:QKD基礎設施網絡建設01紐約大學量子信息物理學中心(CQIP)和量子安全網絡技術公司Qunnect合作,使用Qunnect的量子安全網絡技術,通過紐約市的標準電信光纖發送量子信息,成功測試了布魯克林海軍造船廠和紐約大學曼哈頓校區之間10英里(16公里)量子網絡鏈路。在10英里的光纖中,Qunnect和CQIP實現了以每秒15000對的速度傳輸高度糾纏的量子比特通過光纜,測試過程中鏈路正常運行時間達到99%。此次實驗打開了紐約都市區的金融服務、關鍵基礎設施和電信公司試點量子網絡技術的大門。美國開展量子網絡鏈路測試,推動量子通信發展由國科量子建設和運營的長三角區域量
99、子保密通信骨干網建設成果于2023年6月在第五屆長三角一體化發展高層論壇上正式發布。長三角量子網絡線路總里程約2860公里,形成了以合肥、上海為核心節點,鏈接南京、杭州、無錫、金華、蕪湖等城市的環網,通過量子業務運營支撐系統及量子衛星調度系統,為星地一體量子保密通信網絡提供全方位保障。中國長三角區域量子保密通信骨干網建設成果發布,全長2860公里新加坡首個國家量子安全網絡(National Quantum-Safe Network Plus,NQSN+)開始建設,該項目由新加坡國家研究基金會支持,是一項為期三年的量子工程計劃。NQSN+首先進行QKD技術的部署,并結合對PQC的探索,建立QKD
100、/PQC混合體系架構、量子密鑰即服務和面向服務的QKD網絡,實現從“點對點”到“多點互聯”的轉變,建成后將成為一個具有量子加密功能的互操作網絡。11月,新加坡信息通信媒體發展局任命新加坡數字服務提供商SPTel和新加坡量子通信公司SpeQtral聯合建設NQSN+項目。SpeQtral表示將與日本東芝加強在量子通信方面的合作,利用東芝基于光纖的QKD和量子密鑰管理系統產品套件,為“NQSN+”的建設提供支持。IDQ、EvolutionQ、Thales等公司均會參與此項目建設。新加坡首個全國性NQSN+量子安全網絡開始建設,提供商業數據保護加拿大政府與魁北克省政府分別提供360萬加元和400萬加
101、元的資金用來建設加拿大第一個量子通信測試平臺。該項目是測試量子通信技術的必要基礎設施,并有可能成為加拿大未來量子通信網絡的基石。目前,此測試平臺的第一個節點已建設于加拿大舍布魯克市。加拿大加大投資,建設未來全國量子通信網絡基石第四章網絡建設47歐盟EuroQCI項目陸續開展,預計2027年投入使用歐洲量子通信基礎設施(EuroQCI)是一個覆蓋整個歐盟及其海外領土的量子通信安全基礎設施。歐盟委員會與所有27個歐盟成員國以及歐洲空間局(ESA)合作,設計、開發和部署由地面部分和空間部分組成的EuroQCI。地面部分依賴于連接國家和跨境戰略站點的光纖通信網絡,而太空部分基于衛星進行建設。EuroQ
102、CI于2019年6月發布EuroQCI宣言,最初有七個成員國(比利時、德國、意大利、盧森堡、馬耳他、荷蘭和西班牙)簽署了EuroQCI宣言。2021年7月,隨著第27個成員國愛爾蘭的加入,所有成員國都加入了該倡議。EuroQCI項目的陸地部分由歐盟成員國實施,太空部分由ESA實施。EuroQCI的第一個實施階段于2023年1月開始,項目預計持續30個月,將于2025年6月完成。EuroQCI地面部分重點關注以下領域:一系列工業項目,旨在開發EuroQCI的關鍵技術構建塊,以發展歐洲的量子通信生態系統和產業。國家項目允許成員國設計和建設國家量子通信網絡,該網絡將構成地面部分的基礎,通過測試不同的
103、技術和協議使其適應每個國家的具體需求。PETRUS作為所有項目之間的紐帶,負責協調和支持此行動,并確定標準化需求。EuroQCI空間部分主要為歐盟委員會與ESA合作,基于已有的第一顆原型衛星Eagle-1的基礎上制定EuroQCI第一代衛星星座的規格,預計該衛星于2025年底或2026年初發射。圖表 歐盟EuroQCI項目地面部分潛在選址來源:Jean-Franois Buggenhout“EU Quantum Technologies Flagship and the quantum internet”ENISA TELECOM SECURITY FORUM,29 June 2022第四章網
104、絡建設48序號國家項目名稱建設內容1比利時BeQCI基建內容:在全國各地的不同節點(布魯塞爾地區、魯汶、根特、哈瑟爾特、雷杜)之間和不同的拓撲中實現沿專用光纖的多個量子鏈路,并選擇不同的QKD系統。探索與空間量子通信網絡的潛在接口以及與鄰近成員國盧森堡和荷蘭建立(長距離)QCI鏈接的可能性。實現三個主題:確保整個通信鏈的安全、降低QKD系統的成本、增加鏈路長度。在硬件方面,目標是開發和集成接收器(用于CV-QKD)、芯片級發射器(用于MDI-QKD)和頻率轉換器(用于與金剛石中的固體自旋量子位態連接)等組件。在軟件方面,目標是設計用于身份驗證的新型QKD協議和經典(后量子)加密協議,并改進安全
105、分析。培訓和傳播:對行政、工業和政府部門的潛在用戶進行QKD教育。對學生進行量子技術(包括QKD)教育。開展幾項外展活動,向廣大公眾介紹量子世界的奇跡。2保加利亞BG QCI協調單位為國家量子通信中心(QUASAR),該中心是保加利亞科學院機器人研究所的一部分基建內容:建造兩條試點量子軌道。第一條線路位于索非亞市境內,將包括內政部、國防部和交通部的信息陣列;第二條線路長280公里,通過將量子網絡帶到庫拉塔過境點,連接索非亞與希臘。3克羅地亞CroQCI建設基于光纖的QKD地面網絡;準備好與鄰近歐盟成員國的量子通信基礎設施連接。4塞浦路斯CYQCI擬建的量子通信網絡跨越塞浦路斯的三個城市,利用當
106、前部署的光通信網絡,部署至少6個用例和11個終端用戶,用于保護公共組織、關鍵基礎設施、學術機構和工業服務。此外,將采用光學地面站與近地軌道衛星進行通信,連接塞浦路斯與歐盟其他國家。最后,建立一個量子通信能力中心,提供研究、教育和培訓課程。5捷克CZQCI量子通信網絡基礎設施建設包括:(1)建設第一個長距離量子通信網絡連接布拉格、布爾諾和俄斯特拉發等城市的骨干網;(2)連接公共機構并測試場景用例和場景的大都市分支;(3)提供包含多種代表性QKD技術的實驗室,以測試和研究基礎設施技術。圖表 歐盟EuroQCI項目開展情況EuroQCI項目的規劃和建設涵蓋了多個關鍵方面,從EuroQCI項目參與國已
107、公開的信息顯示,項目建設主要圍繞四大方面:第一,戰略層面,歐洲技術主權建設,為此后發展技術做儲備和鋪墊。通過該項目,歐洲國家將建立起對量子通信技術的獨立掌控力,確保歐洲在量子領域的技術競爭力;第二,基建層面,建設各國自己的地面QKD線路建設,部分國家涉及空間QKD線路建設,以及跨國線路建設。第三,用例示范,產業生態建設,標準建設。通過展示量子通信技術在實際應用中的效能,推動產業鏈的發展。同時,標準的建設將為整個歐洲的量子通信生態系統提供一致性和可比性,促進技術的廣泛應用。第四,培訓層面,對政府、應用方等利益相關者進行技術教育,教育學生,向公眾傳播量子技術知識。不僅包括量子技術專業人員的培訓,還
108、涵蓋了對政策制定者和決策者的培養。此外,項目還注重教育學生,培養下一代量子通信領域的專業人才。第四章網絡建設49序號國家項目名稱建設內容6愛沙尼亞EstQCI(1)為未來QKD網絡和服務部署建立相關的知識和能力;(2)測試歐盟27國量子通信基礎設施設備情況,了解是否適合愛沙尼亞的條件和需求;(3)在長途量子網絡之間進行網絡測試;(4)與鄰國合作,準備與芬蘭、拉脫維亞和瑞典建立跨境連接。7西班牙EuroQCI-SPAIN(1)設計EuroQCI在西班牙的初步國家架構,從西班牙最大城市馬德里(MAD)和巴塞羅那(BCN)節點開始,逐步擴展到更多地點。部署QKD加密系統,并在馬德里和巴塞羅那節點現場
109、演示QKD系統功能。(2)向公共機構提供量子網絡并展示用例,開發基于國家的量子通信生態系統,未來擴展到私營部門。(3)評估與EuroQCI架構、城內和城際兼容的自由空間和長距離量子通信網絡(包括可信節點和量子中繼器演示器)的可行性,研究QCI空間和地面段之間的接口。8法國FranceQCI地面部分:利用巴黎(ParisRegionQCI)和尼斯(QuantumUCA/Nice)地區的現有基礎設施,推進QKD服務的運營??臻g部分:量子網絡將在圖盧茲(DGAC/DSNA/DTI實驗室)實施,為法國民航局測試真實的最終用戶服務,包括交換由QKD保護的模擬運行空中交通管制數據。9希臘HellasQCI
110、利用QKD、地面光纖和衛星技術將希臘的戰略地點(雅典、塞薩洛尼基和伊拉克利翁、克里特島)與三個光學地面站(切爾莫斯、霍洛蒙塔和斯金卡)連接起來。10愛爾蘭IrelandQCI(1)使用與現有經典光纖系統集成的暗光纖,沿著從都柏林經沃特福德到科克的主要網絡骨干建立QKD基礎設施。此外,還包括2個城市網絡將連接公共、行業和學術組織;(2)與主要相關方一起測試16個量子安全技術高級用例,收集提供支持40多個愛爾蘭用例的服務的要求;(3)打造創新的量子技術生態系統。包括為公共、工業界和學術界建立測試和工程設施,開發和測試量子網絡中的設備,并與歐洲集成光子學試驗線連接;(4)為主要相關方、公眾提供量子通
111、信教育,并培育量子勞動力。11拉脫維亞LATQN開發國家級實驗性QKD網絡,并與項目合作伙伴現有通信網絡集成。實驗性QKD網絡將由基礎設施QKD主干(公共部分和封閉部分)組成,其中將集成量子加密解決方案。12盧森堡Lux4QCI設計、開發、采購和部署第一個實驗性量子通信基礎設施網絡,專注于政府通信和安全數據中心連接。13芬蘭NaQCI.fi測試芬蘭城域和長途鏈路的QKD技術;部署與鄰國愛沙尼亞和瑞典的跨境鏈接以及未來可能實施的衛星鏈接。14瑞典NQCIS部署和測試適合瑞典特定需求的QKD系統,測試不同的實施方案,確定安全通信的最有效解決方案。包括城域網絡、長途網絡、地面到衛星鏈路和海底鏈路等符
112、合瑞典地理特征的實施方案。15波蘭PIONIER-Q開發并與現有光和數據傳輸技術集成的量子通信網絡設施;部署國家、骨干和城域量子網絡;與公共用戶一起部署和測試用例;提供量子培訓環境。第四章網絡建設50序號國家項目名稱建設內容16馬耳他PRISM在橫跨馬耳他的Melita光纖網絡上建立一個約20個鏈接組成的網絡,并通過Melita海底光纜直達西西里島。在2025年啟動的歐盟范圍計劃的第二階段中,馬耳他網絡將連接到鄰近歐盟國家的類似量子網絡。第三階段涉及覆蓋所有歐盟國家的量子衛星。17葡萄牙PTQCI在現有的光纖基礎設施中部署一個彈性網絡,連接里斯本的不同公共機構,以及涉及學術和私營相關方的測試網
113、絡,并準備擴展網絡至葡萄牙更遠的地域,評估地面到空間部分的基礎設施。18德國Q-net-Q提供柏林和法蘭克福之間的長途QKD鏈路,通過可信中繼配置中的QKD點對點連接鏈實現。每個單獨鏈路生成的QKD密鑰由密鑰管理系統層以加密方式組合,并在柏林和法蘭克福的遠程端點之間生成最終密鑰。QKD節點將安裝在光纖路線沿線的安全位置,相距約80公里。19奧地利QCI-CAT利用維也納市和格拉茨市的現有光纖基礎設施部署QKD測試設施,將易于適應和實施的方式將最先進的現代加密技術(例如PQC)與QKD協議相結合,保護奧地利不同機構、醫院和大學之間傳播敏感信息。利用格拉茨和維也納之間的鏈路,實施可信節點等頂級安全
114、功能,并測試量子中繼器。20丹麥QCI.DK在5個丹麥公共機構和哥本哈根地區的2個相關數據中心之間建立一個量子安全網絡,該基礎設施還包括一條200公里長的長途鏈路,通過城域網絡連接三所參與的大學合作伙伴。此外,還將在一個網絡中結合三種不同的QKD技術,進行測試和應用。21匈牙利QCIHungary將首都布達佩斯與三個不同方向的三個城市(杰爾、瑙吉考尼撒、塞格德)連接起來,未來還可能與奧地利、斯洛伐克、斯洛文尼亞、克羅地亞和羅馬尼亞進行跨境連接。在現有研究基礎上,開發連續變量以及基于光纖糾纏的QKD系統。除了地面光纖QKD系統外,還計劃通過開發自由空間量子鏈路和安裝具有量子能力的地面站,為未來基
115、于衛星的QKD鏈路做準備。22荷蘭QCINed部署量子系統和網絡以測試量子通信技術并將其與現有通信網絡集成;分別在3個地區(烏得勒支地區、阿姆斯特丹海牙地區、埃因霍溫地區)部署三個不同的先進實驗QKD網絡。23意大利QUID開發城域量子通信網絡(QMAN)中的節點,并通過意大利量子骨干網互連,該基礎設施使用商用光纖分發時間和頻率標準信號并將覆蓋意大利領土;此外,還將連接重要站點,以接通光纖通信與歐洲QCI的空間部分;開發密鑰速率更高的QKD技術以及新型光纖。24羅馬尼亞RoNaQCI部署1500公里以上的QCI網絡,包括布加勒斯特、雅西、克盧日納波卡、蒂米什瓦拉、克拉約瓦和康斯坦察等城市的6個
116、都市網絡,其中36條QKD鏈路橫跨羅馬尼亞,連接10所大學、5個研究機構、5個公共機構、3個國家和地區。25斯洛文尼亞SiQUID在節點之間建立QKD鏈路,并基于糾纏分配協議在盧布爾雅那的研究機構測試量子網絡,以實現量子通信協議;此外,還將測試設備無關的QKD和遠程糾纏等先進的量子通信協議,以進一步提高QKD實施的安全性。26斯洛伐克skQCI使用相同的硬件和技術來實施各種基于糾纏的QKD協議,以便在第一階段填充斯洛伐克各地的6-12個節點,從而創建一個國家量子網絡。第四章網絡建設|Version Feb 202451拉脫維亞國家廣播電視中心正在與互聯網服務提供商Tet、拉脫維亞電子通信辦公室
117、以及拉脫維亞大學數學和計算機科學研究所合作,于10月開始組建國家量子通信基礎設施系統和網絡。該項目打算在三個合作伙伴之間創建一個有效的量子密鑰分發網絡,使用這些技術及其在現有基礎設施中的集成,同時還可以升級技能并開發新服務。拉脫維亞集成量子通信基礎設施,連接關鍵合作機構法國于4月開展FranceQCI項目,測試量子通信技術并將其集成到法國現有的通信網絡中。利用巴黎和尼斯地區的現有基礎設施,推進QKD服務的運營。量子網絡還將在圖盧茲實施,為法國民航局測試真實的最終用戶服務,包括交換由 QKD 保護的模擬運行空中交通管制數據。該項目由空中客車公司、CNRS、Cryptonext Security、
118、Direction Gnrale de lAviation Civile、Orange、索邦大學、巴黎電信、泰雷茲、泰雷茲阿萊尼亞航天公司、蔚藍海岸大學、Veriqloud 和 Welinq 等共同推進。法國開展量子通信基礎設施項目,保護用戶數據丹麥在3月正式啟動建設量子通信基礎設施項目(QCI.DK),該項目在5個丹麥公共機構和哥本哈根地區的2個相關數據中心之間建立一個量子安全網絡。此外,該基礎設施還包括一條200公里長的長途鏈路,通過城域網絡連接三所參與的大學合作伙伴。QCI.DK將在一個網絡中結合三種不同的 QKD 技術,從而實現廣泛的測試和應用。丹麥啟動量子通信基礎設施項目,測試不同Q
119、KD技術以下為EuroQCI項目中部分參與國家在量子通信基礎設施建設方面的最新進展。由于各國在規劃、設計、建設目標以及開展時間等方面存在差異,因此各國的建設進度呈現有所不同。馬耳他公共基礎設施物理安全(PRISM)項目于4月啟動,PRISM將在橫跨馬耳他的 Melita 光纖網絡上建立一個由約20個安全連接組成的網絡,并通過Melita海底光纜直達西西里島。在計劃于2025年啟動的歐盟范圍計劃的第二階段中,馬耳他網絡將連接到鄰近歐盟國家的類似量子網絡。第三階段將涉及覆蓋所有歐盟國家的量子衛星。馬耳他利用海底光纜量子通信,組建安全網絡第四章網絡建設52 比利時量子通信基礎設施(BeQCI)項目已
120、于2023年1月啟動,在比利時各地的不同節點(布魯塞爾地區、魯汶、根特、哈瑟爾特、Redu)之間和不同的拓撲中實現沿專用光纖的多個量子鏈路,并選擇不同的QKD系統。此外,BeQCI還將探索與空間量子通信網絡的潛在接口以及與鄰近成員國盧森堡和荷蘭進行(長距離)QCI鏈接的可能性。比利時引入量子通信,部署量子通信網絡保加利亞第一個量子通信網絡的建設于2月正式啟動,基礎設施的建設將由國家量子通信中心QUASAR協調,該中心是保加利亞科學院機器人研究所的一部分。在接下來的三十個月內,該中心的專家將建造兩條試點量子軌道。其中之一位于索非亞市境內,將包括內政部、國防部和交通部的信息陣列。第二條路線將是一條
121、長280公里的線路,通過將量子網絡帶到庫拉塔過境點,將索非亞與希臘連接起來。保加利亞建設第一個量子通信基礎設施,保護敏感數據和關鍵基礎設施愛爾蘭量子通信基礎設施計劃(IrelandQCI)計劃創建一個量子技術生態系統,研究人員共同將量子設備和系統集成到愛爾蘭的通信基礎設施中。IrelandQCI團隊使用與現有經典光纖系統集成的量子通道,從柏林經沃特福德到科克的主要網絡主干線建立QKD基礎設施。愛爾蘭開展量子通信基礎設施建設,升級現有網絡第四章網絡建設532023年,在衛星通信建設方面,美國、中國、新加坡、加拿大等國家均有進一步發展。相關發展情況如下:QuSecure推出首個具有量子彈性的實時端
122、到端衛星加密通信鏈路,這一里程碑標志著美國衛星數據傳輸首次采用PQC來抵御經典和量子解密攻擊,以保護衛星數據通信的安全性。QuSecure的量子彈性加密通信鏈路可以使任何聯邦政府和商業組織都能夠通過太空進行實時、安全、經典和量子安全的通信和數據傳輸。在星鏈網絡上的安全衛星通信測試中,QuSecure成功地將量子彈性數據從Quark服務器通過科羅拉多州Rearden Logic的實驗室發送到星鏈終端。然后通過上行鏈路將信號發送到Starlink衛星,再通過下行鏈路傳回地球。所有這些通信均受到QuSecure的量子安全層(Quantum Secure Layer,QSL)的保護,通過PQC網絡安全
123、保護傳輸中的所有數據。同月,QuSecure宣布已與愛爾蘭埃森哲(Accenture)公司合作開發并測試PQC保護的多軌道量子彈性衛星通信能力,這有效地結合了低地球軌道衛星和地球同步赤道軌道衛星的優勢,實現了數據在太空和地球之間的傳輸。美國納米衛星服務提供商Sky and Space(SAS)宣布與CyberProtonics建立合作伙伴關系。CyberProtonics將為SAS公司的納米衛星和地面終端機群嵌入PQC技術,為2024年初的發射做準備。這一合作將確保衛星通信的安全性,為未來的衛星網絡提供了更強的數據保護。美國嵌入PQC技術確保衛星通信安全中國科學院科學家、第十四屆全國政協委員潘
124、建偉在接受媒體采訪時表示:“我們正在與國家航天科學中心合作研制一顆中高地球軌道衛星。未來,高軌衛星與近地軌道衛星相結合,將構建廣域量子通信網絡。將有3-5顆專注于QKD的小衛星,產生糾纏粒子用作量子密鑰,且質量在100公斤以下。低地球軌道衛星將提供城市之間的聯系,而更高軌道的衛星將允許創建一個全球性、全天的量子通信網絡。該網絡將使用量子力學的元素來加密和安全傳輸信息。中國還一直在為該網絡建設地面站,目前,已經實現了“墨子號”衛星與北京、濟南、威海、麗江和漠河等城市之間的量子通信演示。中國布局高軌和近地軌道相結合的廣域量子通信網絡太空部分:衛星通信建設02第四章網絡建設54新加坡量子通信公司Sp
125、eQtral宣布與納米航空電子公司NanoAvionics和衛星光子學公司Mbryonics合作建造SpeQtral-1衛星。SpeQtral-1是SpeQtral項目的第二顆QKD衛星,將作為商業探路者來定義未來的QKD服務。該任務還將與SpeQtre項目一起作為歐洲航天局INT-UQKD計劃的一部分,探索QKD的國際用例。新加坡建設QKD衛星,打造未來商用QKD服務HyperSpace是加拿大和歐洲啟動的一項為期三年的合作項目,此次合作的目標是證明跨大西洋量子衛星鏈路的可行性,該鏈路能夠在加拿大和歐洲的量子地面站之間分配以多種方式糾纏的光子。團隊將重點研究集成量子光子學和光空間通信,包括新
126、穎的協議和量子鏈路技術。HyperSpace衛星的用例之一是通過QKD在兩個量子地面站之間創建加密鏈路。加拿大準備衛星任務架構,布局量子通信網絡納米衛星TAU-SAT3衛星從佛羅里達州卡納維拉爾角太空部隊站SpaceX獵鷹9號火箭發射升空,此衛星由以色列特拉維夫大學(TAU)研究人員開發。TAU-SAT3衛星將在550公里的高空,預計繞地球運行約五年,執行多項科學任務。TAU-SAT3是一顆20厘米的納米衛星,是以色列第一顆為推進太空光學和量子通信研究而建造的衛星。以色列發射第一顆納米衛星,向量子通信邁進拉曼研究所(RRI)發現了一種安全的量子通信鏈路,該鏈路將幫助印度設計和開發安全的通信通道
127、,特別是用于國防和戰略目的。RRI使用QKD成功在固定源和移動接收器之間建立了安全通信,可以為未來基于地面到衛星的安全量子通信鋪平道路,該研究所表示這是印度的首次此類演示。這項研究是利用衛星技術進行量子實驗(QuEST)項目的一部分,自 2017 年以來,RRI一直與印度空間研究組織(ISRO)的UR Rao衛星中心合作。印度完成量子通信鏈路演示實驗,為基于衛星的量子通信鋪路第四章網絡建設55投融資05融資總額融資分布融資輪次融資領域融資次數010203040505投融資目錄第五章投融資57目前,量子通信與安全領域仍是未來技術,本章較多地關注因此成立的初創企業。很多傳統的網絡及信息安全公司已涉
128、足量子通信與安全研發或開展業務,但這類公司經過長期的持續經營,有較好的資本積累,幾乎不需要風險資本注入。量子初創公司,尤其是以研發硬件為主的公司,在創立初期,少有抵押物,且研發存在風險,因此通過銀行貸款的方式較為少見,主要是通過風險資金及政府資金支持其初期發展。關于統計金額的范疇,除了來自風險機構的資金(本章不深究風險資本是否為政府產業指導基金的情況),初創企業也通過政府組織的項目獲得來自政府的投資(例如,英國UKRI提供資金/獎金等),這兩大類資金來源有時在企業的單輪中均有存在,無法詳細拆分,因此,來自風險機構的投資和政府直接投向企業的資金均納入此次計算。本次融資數據統計源于公開信息,一些公
129、司未將投資情況公開或未將投資金額公開,這將不在計算范圍內。一些公司的技術與業務不僅涉及量子通信與安全,還可能涉及量子計算或量子精密測量,而公開的投資金額往往不會拆分至確切的研發方向。資金的幣種以美元為主,還有歐元、英鎊、澳元、人民幣、韓幣、盧比,計算金額不考慮通貨膨脹和匯率變動。綜上,量子通信與安全領域行業實際收到的投資金額可能存在偏差,使用數據時需考慮上述情況。2023年度融資呈現的主要特點如下:融資總額:2023年量子通信與安全領域融資較2022年下降;融資分布:資金投向英國企業最多,其次為美國、法國;融資輪次:融資輪次以A輪和其他戰略性投資為主,無B輪之后投資;融資領域:量子網絡領域融資
130、總額最高;交易次數:融資次數自2021年后逐年下降。第五章投融資58圖表 2020-2023年全球量子通信與安全領域融資總額(單位:百萬美元)量子通信與安全領域2023年共有14家公司獲得約9698.96萬美元融資,約36%公司未披露融資金額。本次統計對美國Aliro Quantum、英國Crypto Quantique、西班牙Quside、中國量安科技以及瑞士Terra Quantum的統計金額進行預估,從0-2000萬美元不等。需要說明的是,美國Sandbox AQ公司業務涉及安全套件、量子傳感,量子計算、量子通信等多個領域,于2023年2月披露5億美元融資,但此次融資未說明用途,因此將其
131、歸為量子計算領域,本次量子通信于安全領域的統計分析未納入Sandbox AQ公司。與2022年(約3.96億美元)相比,2023年融資總規模有所降低。全球經濟狀況的不穩定性和可能存在的政策法規變化也可能使投資者在新興技術領域持保守態度,從而影響了投融資的規模。其次,數據統計過程依據公司公告,可能與公司實際融資節點存在滯后現象。融資總額2023年量子通信與安全領域融資較2022年下降01163.45842.80395.7996.992020202120222023第五章投融資|Version Feb 202459圖表 2023年全球量子通信與安全領域融資額(單位:百萬美元)2023年被投企業來自
132、8個國家(美國、中國、法國、印度、西班牙、加拿大、瑞士、英國)。從已披露的融資金額來看(美國Aliro Quantum、英國Crypto Quantique、西班牙Quside、中國量安科技、瑞士Terra Quantum未披露金額),資金投向英國的金額最高(約2217萬美元,3家公司),其次為美國公司(約2000萬美元,1家公司)、法國(約1951萬美元,3家公司)、西班牙(約1090萬美元,1家公司)。融資分布資金投向英國企業最多,其次為美國、法國0220.006.7519.516.5010.900.6610.5022.170510152025美國中國法國印度西班牙加拿大瑞士英國第五章投融
133、資|Version Feb 202460本次融資統計按融資類型分為種子輪(含Pre-seed)、A輪(含Pre-A、Pre-A1)、政府資助、其他(戰略投資、風險投資、可轉換貸款)。從融資類型來看,A輪融資最多(5次,占比41.67%),說明目前量子通信領域公司仍處于發展初期,需要早期融資以及政府投資等。值得注意的是,2023年未有量子通信公司完成B輪及之后的融資。這可能受到市場處于發展早期的影響,使得投資者更為謹慎。此外,全球經濟和政治不確定性、技術風險以及激烈的競爭格局可能使投資者更傾向于觀望,等待更多市場證明和明確的領導者嶄露頭角。這種保守態勢可能導致資本市場對于量子通信領域的投資相對有
134、所減少。全球量子通信與安全公司的融資輪次情況融資輪次QKDQRNGPQC量子網絡(量子中繼器、量子存儲器)融資輪次融資類型以A輪和其他戰略性投資為主,無B輪之后投資03圖表 2023年全球量子通信與安全領域公司融資綜合情況第五章投融資種子輪AGrantOthers|Version Feb 2024617%36%28%29%種子輪(含pre-Seed)A輪(含Pre-A、Pre-A1)政府資助其他(戰略投資、風險投資、可轉換貸款)2023年量子通信與安全領域企業主要分為四大類:QKD、QRNG、PQC、量子網絡。從已整理數據來看,2023年有1家企業獲得融資以推動量子通信與安全中QKD發展,為Q
135、NU Labs(印度),共融資650萬美元。有3家QRNG企業獲得投資,分別為合肥硅臻(中國)、Quside(西班牙)、Quantum Dice(英國),共1574萬美元。PQC產業領域的有4家企業獲得融資,包括Cryptonext Security(法國)、量安科技(中國)、QRCrypto(瑞士)、Crypto Quantique(英國),共融資2789萬美元。有6家企業獲得量子網絡細分領域投資,分別為VeriQloud(法國)、Aliro Quantum(美國)、Nu Quantum(英國)、Terra Quantum(瑞士)、Welinq(法國)、Quantum Bridge(加拿大)
136、,獲得4685.96萬美元。融資領域量子網絡領域融資總額最高04圖表 2023年量子通信與安全融資領域分布第五章投融資|Version Feb 2024627%16%29%48%QKDQRNGPQC量子網絡(量子中繼器、量子存儲器)2023年度總計發生融資事件14件,較2022融資事件數有所降低。并且,2023年平均融資額為808萬美元,較2022年大幅下降。量子通信與安全領域自2021年之后融資次數及平均融資金額逐年降低。從技術方面,量子通信與安全領域屬于新興技術領域,目前技術成熟度還不足以滿足大規模商業化應用的需求。雖然已有中國的合肥量子城域網、歐盟的EuroQCI項目逐步建設運營,但在技
137、術成熟度、應用落地等方面均有提升空間。因此投資者需要在多方面方面承擔高風險,從而導致投資熱情的降低。其次,量子通信與安全領域的發展與市場競爭日趨激烈,投資者的風險意識也在提高,會直接影響到投資者的投資意愿和資金投入。盡管近兩年量子通信與安全領域的融資出現下滑,但全球政府正積極布局量子通信與安全領域,并出臺了一系列政策措施,以推動量子通信的研發和應用,為該領域的發展提供政策支持。例如,加拿大于2023年1月發布國家量子戰略中明確表示要通過量子通信網絡和后量子密碼學計劃,確保加拿大人在量子世界中的隱私和網絡安全。此外,中國、歐盟等均發布相關政策支持量子通信與安全領域的發展。因此,隨著政策支持力度的
138、加大和技術的不斷成熟,量子通信與安全領域的投資會逐漸有所回升。交易次數融資次數自2021年后逐年下降05圖表 2020-2023年全球量子通信投融資事件數及平均事件金額(單位:百萬美元)9.6128.0917.218.08202020212022202317302314第五章投融資|Version Feb 202463政策分析06美國歐盟韓國01020306政策分析目錄第六章政策分析65本章聚焦于政府在量子通信與安全領域的政策制定和實施,包括對量子通信安全性的關注、相關技術的發展以及國家戰略中的位置。這一章節總結了各國在推動量子通信與安全方面所采取的政策措施。請注意,概括類政策(如量子信息科技
139、政策)不在本章節進行分析總結,2023年支持量子發展的相關政策見附錄。第六章政策分析美國美國國家網絡安全中心(NCCoE)發布的量子準備:遷移到后量子密碼學制定量子就緒路線圖的建議、準備加密清單的步驟、了解和評估供應鏈的注意事項、組織應如何與其技術供應商討論后量子密碼,并明確了技術供應商的責任。此外,NCCoE還列出了參與該項目的最新28家技術供應商名單,其中包含IBM、微軟、亞馬遜等頭部企業。此政策指南首先鼓勵組織通過建立一個項目管理團隊來計劃和確定組織向PQC遷移的范圍,從而創建一個量子準備路線圖。其次,準備一份密碼清單。具有易受量子攻擊的系統和資產的組織可以開始量子風險評估過程,確定遷移
140、的優先級。然后,可以與PQC供應商就PQC遷移路線進行合作。最后,為供應鏈中合作商做PQC準備。組織應該了解其供應商是如何處理量子準備和PQC遷移的。在這過程中,應優先考慮高影響系統、控制系統和具有長期保密需求的系統。量子準備:遷移到后量子密碼學(Migration to Post-Quantum Cryptography)遷移到后量子密碼學量子準備:密碼學發現(Migration to Post-Quantum Cryptography Quantum Readiness:Cryptographic Discovery)草案NIST發布的遷移到后量子密碼學量子準備:密碼學發現概述了功能測試計
141、劃,要求使用加密工具查找數字網絡中的錯誤安全配置。并且描述了用例場景,為演示成功的后量子系統遷移提供了使用場景。此草案表明支持PQC遷移第一步是確定在企業中使用公鑰加密的位置和目的,然后識別并準備可遷移的資產(如硬件和軟件)清單,這一部分網絡安全框架的核心功能,也是任何組織有效管理網絡安全風險的基本先決條件。遷移到后量子密碼學量子準備:測試標準草案(Migration to Post-Quantum Cryptography Quantum Readiness:Testing Draft Standards)草案NIST發布的遷移到后量子密碼學量子準備:測試標準草案強調了如何協調量子彈性算法與
142、現有網絡基礎設施,并提供了受控的非生產環境中兼容性問題的解決方案,以及PQC算法與現有基礎設施的協調融合問題并提供了兼容性的解決方案。該草案提出了兩個專注于PQC遷移工作挑戰的具體方面:識別易受量子攻擊的系統和測試PQC算法的互操作性和性能。66第六章政策分析韓國韓國國家情報局和科學技術信息通信部發布的PQC密碼學總體規劃為量子轉型時代做準備表明,將在2035年之前將其國家密碼系統轉變為PQC。此規劃包含三個總體目標:第一,在技術獲取、制度完善、程序制定等六個方面制定詳細的行動計劃,為2024年向國家中長期密碼系統過渡確立政策方向;第二,成立“泛國家密碼系統過渡推進小組”,為到2030年實現向
143、PQC系統過渡奠定基礎;第三,到2035年建立向PQC過渡的技術和政策支持體系,并實施安全密碼系統。為量子轉型時代做準備()歐盟EuroQCI項目將基于量子的系統集成到現有通信基礎設施中來保護敏感數據和關鍵基礎設施,提供基于量子物理學的額外安全層。它將加強對歐洲政府機構、數據中心、醫院、能源網絡等的保護,成為歐盟未來幾十年網絡安全戰略的主要支柱之一。EuroQCI的第一個實施階段于2023年1月開始。EuroQCI項目將利用創新的量子通信技術,例如由歐盟資助的量子技術旗艦研究人員開發的技術,特別是在地平線2020 OPENQKD項目的活動之上建設此次設施。歐洲行業合作伙伴和中小企業的參與對于確
144、保EuroQCI的關鍵組成部分基于歐洲技術,并最終提高歐洲在網絡安全和量子技術方面的科學、技術和工業能力也至關重要。因此,該倡議將有助于歐洲數字主權和工業競爭力,幫助實現歐洲數字十年計劃,即到2030年歐洲在量子能力方面處于領先地位。歐洲量子通信基礎設施倡議(The European Quantum Communication Infrastructure(EuroQCI)Initiative)67產業分析預測07QKD產業規模預測QRNG產業規模預測PQC產業規模預測010203第七章產業分析預測07產業分析預測目錄第七章產業分析預測70量子信息與安全領域的產品及技術服務主要歸屬于網絡安全領
145、域,是龐大的網絡安全產業中的一個較為核心和根本的子產業,可向下擴展至涉及多個行業的安全產品。量子信息與安全產業從目前已經發展的形態來看,主要是由量子物理加密產品與技術(例如QKD)、PQC、QRNG等帶來的產業價值。QKD產品技術發展已較為成熟,目前主要集中在產品的升級迭代,以提升性能、優化價格應用競爭力、縮小整機尺寸、用戶友好性和產品的可擴展性等方面。QKD產品是網絡安全領域中一種補充和增強的手段。QKD產品的發展方向將更多地關注于不同領域的深度融合,為安全通信提供更為全面和創新的解決方案。隨著技術的不斷成熟和市場對高度安全性的需求增加,QKD作為一種補充手段將在網絡安全領域發揮越來越重要的
146、作用。2023年全球QKD產業規模約為9億美元。隨著全球經濟的逐步恢復,QKD的應用場景逐漸清晰與增多等驅動引蘇,未來幾年將是QKD行業快速增長階段,到2030年,預計產業規模將達到76.8億美元。QKD產業規模預測圖表 全球QKD產業規模(2023-2030E,單位:十億美元)0.901.943.507.6820232024E2025E2030ECAGR 97%CAGR 36%|Version Feb 2024國防軍事領域是QKD當前最主要的應用市場,未來,隨著QKD技術的提升和市場對QKD技術的認可,其他行業應用規模的增加。Segment Share20232024E2025EDefens
147、e&Military25.65%25.85%26.11%Telecommunications10.05%10.42%10.53%Government Affairs10.05%10.22%11.70%Power Grid22.53%21.36%16.41%Finance15.94%16.41%17.55%Rail12.31%12.64%15.41%Others3.47%3.10%2.28%圖表 全球QKD下游應用預測(2023-2025E)第七章產業分析預測|Version Feb 202471第七章產業分析預測7210.50%10.20%45.00%43.50%30.00%19.20%14.
148、05%27.10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20232025EElectronic ComponentsTerminal DeviceNetwork and PlatformOperation圖表 全球QKD產業結構預測(2023,2025E)|Version Feb 2024從產業鏈主要環節的結構占比來看,隨著技術進步,大規模應用將帶來使用QKD的成本被攤薄,以及核心元器件供應穩定等因素,預計到2025年元器件在整個產業結構中的占比將下降。在QKD市場趨向成熟之時,終端設備及應用市場將是產業中最主要的增長領域。預計到2025年,QKD網絡平臺搭建的規模
149、占比將降低,這主要是由于QKD初期建設的這批國家已進行了大規模的網絡基礎設施建設,使得網絡和平臺搭建的需求相對減弱。第七章產業分析預測73由于對安全通信和數據保護的需求不斷增加,QRNG應用場景也在不斷增加。目前,QRNG在各個領域都有應用,包括汽車、手機、物聯網以及其他市場。在汽車行業,QRNG芯片用于安全通信和加密,增強車輛網絡安全。手機也受益于QRNG芯片,可確保安全交易并保護用戶敏感數據。在物聯網和邊緣設備領域,QRNG為通過互連設備傳輸的關鍵信息提供安全保障。未來,QRNG將會在金融服務、醫療保健和國防等多個行業中不斷整合,在這些領域中對安全通信、數據存儲和數字交易的需求將為QRNG
150、產業發展創造豐富的機會,推動QRNG市場規模增長。2023年,全球QRNG產業規模約為8,000萬美元。隨著QRNG芯片技術趨于成熟,以及各方對其認知度的提高和下游應用普及,預計到2030年,QRNG產業規模將達到34億美元。QRNG產業規模預測圖表 全球QRNG產業規模預測(2023-2030E,單位:十億美元)0.080.130.183.4020232024E2025E2030E|Version Feb 2024CAGR 50%CAGR 71%第七章產業分析預測74PQC產業規模預測圖表 全球PQC產業規模預測(2023-2030E,單位:十億美元)0.100.601.788.602023
151、2024E2025E2030E|Version Feb 2024PQC是對當前密碼體系進行升級和強化的一項措施。在量子計算技術尚未成熟時,對現有安全產業的影響有限。隨著量子計算能力以及數據安全需求的不斷提升,未來必然會出現新的安全軟件或安全芯片。隨著PQC技術的成熟和市場認知的提高,PQC將逐漸滲透到各個領域。PQC產品的兩大主要形式,即軟件和硬件,為應對不同領域和應用場景的安全需求提供了多樣化的選擇。軟件類產品,包括先進的PQC算法,將能夠在各種軟件系統中實現更高層次的安全性,尤其是在瀏覽器等網絡通信環境中發揮關鍵作用。硬件類產品,如模塊化設備和嵌入芯片,將為下游行業的硬件系統提供更加可靠和
152、強大的安全解決方案。PQC市場增長與PQC標準化進程及量子計算機的實用化有較大關聯。2023年,PQC產業規模仍處在初期成長階段,約為1億美元。根據NIST的PQC標準化工作預計完成的時間點(2024年),預計2024年后,行業將迎來小幅加速發展;預計到2030年,全球PQC產業規模將達到86億美元。CAGR 322%CAGR 89%展望觀點08QKD布局范圍不斷擴大QKD等技術的基礎研究仍是未來發力點PQC發展即將迎來成長期PQC遷移計劃與商業化逐步開啟全球量子政策利好將繼續保障行業向好發展跨國合作雖有增多但仍有阻礙和壁壘量子通信與量子計算、量子精密測量相互促進催生新機遇PQC與QKD的未來
153、發展將呈現并駕齊驅之勢010203040506070808展望觀點目錄第八章展望觀點76全球范圍內已有超過30個國家正在部署或已經實施QKD基礎設施建設,包括中國、歐盟成員國、加拿大、英國、韓國、新加坡等。在這些國家的推動下,QKD在地面和空間的基建工作和應用場景均有不同程度拓展。在地面和空間網絡布局方面,2023年1月起,歐盟EuroQCI項目已有大多數個國家進入動工階段,政策、資金方面的不斷支持正積極推動量子通信基礎設施的建設。歐盟全部成員國(共26個國家)在QKD基礎設施建設方面還展開了跨國合作,通過合作,整合各國的資源,加速QKD網絡的布局建設,促進標準的制定和互操作性的提高。此外,中
154、國在QKD基礎設施建設方面也在不斷擴大骨干網絡覆蓋范圍,2023年已完成長三角區域量子保密通信骨干網的建設工作。在應用領域布局方面,金融、政務、國防、通信、電網等不同行業的應用布局,推動了QKD的行業應用,促使QKD基礎設施網絡在更廣泛的范圍內有更多的業務嘗試。例如,匯豐銀行測試QKD技術應用到外匯交易系統的安全性,并成功完成了一筆3000萬歐元兌換成美元的交易。在QKD衛星建設方面,新加坡SpeQtral公司將與NanoAvionics和Mbryonics合作建設QKD衛星,探索未來的應用方案。QKD的核心在于確保信息傳輸過程的安全性,當前在從“0到1”的應用研究已取得諸多成績,而從“1到0
155、”的基礎研究可以為設計更加安全和高效的QKD系統提供理論支持。在0到1和1到0之間反復促進提升,推進協議研究、調控技術、芯片化技術等基礎研究,可以發現新的量子通信安全性方案,提高QKD系統的抗攻擊能力。一方面,基礎研究對于解決QKD技術面臨的實際問題至關重要,如光子損耗、噪聲干擾、傳輸速率以及應用經濟性等一系列實際挑戰。例如,調控技術涉及到對量子比特的精確控制,包括對光子和其他量子信息載體的操作,以確保在傳輸和處理過程中的穩定性和準確性。在QKD系統中,調控技術的進步可以降低誤差率,提高通信的安全性。通過深入研究這些基礎科學問題,可以為解決實用性、經濟性等工程難題提供有效的方法和技術支持,推動
156、QKD技術向實際應用邁進。值得一提的是,雖然歐洲EuroQCI項目已經啟動建設,但在建設過程中,該項目也將逐步完善QKD基礎技術研究,完成技術的測試與評估工作,以提升量子通信網絡基礎設施的性能。另一方面,量子保密通信協議協議作為保障量子通信安全性的關鍵機制,需要不斷優化和改進,協議研究也很重要。為適應不同通信環境和需求,深入研究協議,可以帶來更加靈活、高效的保密系統設計,從而增強保密系統在實際應用中的適用性和魯棒性。01QKD布局范圍不斷擴大02QKD等技術的基礎研究仍是未來發力點第八章展望觀點77隨著美國NIST在PQC領域的標準化工作推進,以及美國、加拿大及韓國多項有關PQC文件的發布,P
157、QC技術即將走出起步期,迎來成長期。標準化工作的推進及各類政策文件的發布將為PQC技術發展掃清政策門檻,使得對PQC的認知可以得到更大范圍的擴散,對這一新技術的發展起到促進作用。首先,以美國NIST主導的PQC標準化工作歷時八年即將完成第一階段PQC標準草案的制定,意味著PQC技術也將迎來商業化與潛在應用探索階段。雖然已獲NIST提名的PQC算法仍存在安全性漏洞,但對網絡信息的安全需求和對量子計算破譯能力的擔憂是PQC技術不斷升級的動力源。隨著PQC算法的迭代與升級,PQC技術將逐步優化,有望應對不同領域、不同規模的實際應用場景。其次,未來將有更多公司在PQC技術領域試水或嶄露頭角,爭相研發和
158、提供PQC解決方案,以應對量子計算帶來的“先存儲,后解密”的挑戰。PQC公司的涌現將深入推動PQC領域的業務發展,PQC領域產業鏈也將趨于完善。最后,PQC領域的投融資規模有望提升。在全球經濟下行的大背景下,以往較受關注的QKD、QRNG等細分領域較前兩年有所下降,但PQC領域的投資卻呈現逐年上升的趨勢。隨著PQC技術研究與應用的不斷探索,已經逐漸在實際應用中嵌入,展現其商業潛力,未來或將有更多的資金流入這一領域,迎來更大的投融資規模推動PQC領域發展。PQC商業化的推進使得更多企業和組織尋求將現有加密算法遷移到PQC體系。而PQC的遷移也會帶動商業化發展,更加關注PQC技術的商業實際性、成本
159、效益等。美國陸軍與QuSecure公司、美國國防信息系統局與SandboxAQ公司均于2023年6月簽署合同,要求科技公司提供PQC加密技術與解決方案。政府單位在PQC應用方面的參與起到示范帶頭作用,推動了PQC研究的商業化應用以及遷移計劃。在PQC遷移方面,美國NIST在2023年12月發布遷移到后量子密碼學 量子準備:密碼學發現以及遷移到后量子密碼學 量子準備:測試標準草案,概述了遷移到PQC時可能出現的問題以及可能的解決方案。前者描述了PQC功能測試計劃以及用例場景,后者則強調了PQC與現有網絡的的協調問題,并提供解決方案。此前,美國國家網絡安全中心還發布了向后量子密碼學遷移,針對PQC
160、遷移的背景、目標、挑戰、好處和工作流程進行了說明。一系列文件的發布,使PQC遷移進入了更為系統和標準的階段,也展示出PQC時代來臨的確定性。在商業化方面,多家企業發布和迭代PQC軟硬件及解決方案,如WISeKey、QuSecure、Quantum Xchange等,支撐著這種新的方式來保證通信安全與數據安全。隨著PQC的商業化與遷移計劃的推進,越來越多的企業能夠利用PQC技術建立安全防線,保護企業及個人重要信息免受當前算法被破解所帶來的威脅。03PQC發展即將迎來成長期04PQC遷移計劃與商業化逐步開啟第八章展望觀點78在項目科研支持層面,很多國家都在量子通信與安全領域的科研資金支持。例如,加
161、拿大政府與魁北克省政府投資超過1000萬加元,在魁北克省蒙特利爾市、魁北克市和舍布魯克市的DistriQ量子創新區提供量子通信實驗平臺;德國聯邦教育和研究部資助基于芯片的量子隨機數器件(CBQD)項目,研究量子安全高速通信。在更高的國家政策層級,2023年,有一些國家首次發布國家量子戰略,也有英國這樣第二次發布新十年的國家計劃,這些文件為量子通信的持續發展提供有力支持。例如,英國、加拿大、澳大利亞在2023年發布國家量子戰略,政策中包括支持量子通信發展;日本發布的量子未來產業創新戰略表示未來將推動量子技術在通信等產業領域的應用;印度提出的國家量子任務中提到將在未來8年內建設印度境內2000公里
162、范圍內的地面站之間的衛星安全量子通信、與其他國家的遠距離安全量子通信、2000公里以上的城市間量子密鑰分發以及具有量子存儲器的多節點量子網絡;韓國發布量子科技和量子產業促進法案,確立了促進量子通信等多領域的產業發展綜合規劃及技術體系構建規劃;美國則就PQC遷移制定相應指南與行動路線。05全球量子政策利好將繼續保障行業向好發展第八章展望觀點79目前,已經可以看到多國間就量子通信與安全這一領域已展開一些合作,例如,美國與新加坡在10月啟動的關鍵和新興技術(CET)對話中提到,雙方將加強在PQC遷移方面的信息共享。2023年,美國與荷蘭也發布關于量子信息科學與技術合作的聯合聲明(QIST)共同推動兩
163、國在量子網絡等細分領域的發展。加拿大與英國簽署合作備忘錄(MOC)將加強在量子信息科技方面的合作,相互支持開發市場并完善量子產品供應鏈,同時建立量子勞動力所需的人才庫。但是,由于相關技術有可能關系到信息安全乃至國家安全,各國之間技術水平有所差異,主要參與國家間仍存在競爭關系,這使得信息共享僅可能在一定范圍內,國與國之間的合作始終存在博弈。此外,受國際關系影響,商業層面的合作也面臨國家相關規定的制約。例如,美國在8月發布了限制美國對部分國家先進技術產業投資的新規定,限制美國私募股權和風險投資公司及合資企業在部分國家的人工智能、量子信息技術和半導體領域的投資;歐盟在10月公布了一份包含10項技術的
164、敏感技術清單,指出最為關鍵的是量子技術、生物技術、半導體以及人工智能這4種技術。12月,美國、韓國和其他盟國正在就建立一個新的出口管制機制進行初步談判,以防止包括半導體和量子計算在內的尖端技術被轉移給潛在對手。06跨國合作雖有增多但仍有阻礙和壁壘在信息技術領域,計算、通信、傳感等產生的數據和運算,在一定層面上會有交叉,這就促使一些具有實力的公司或者欲將打通交匯層的公司,在適當的時刻將有跨領域的研究和業務布局。在2023年,這種情況有了較為明確的顯現。例如,IBM Quantum此前主要專注于量子計算,在量子計算商業化方面是引領的,其在2023年首次發布量子安全路線圖,還與沃達豐等公司在量子安全
165、方面開展合作,這一路線圖不僅拓展了IBM的技術領域,還包含了可應用于實際場景的量子通信步驟。此外,IBM計劃于2025年推出通過量子通信連接的量子比特系統,推動量子計算和通信領域實現更緊密的結合。此外,技術層面的融合已經在利用量子計算加強量子通信的安全性方面取得初步成功。Quantinuum公司通過應用量子計算技術強化密鑰的安全性,為數據傳輸提供了基礎的保護。未來,在計算、通信與安全、精密測量三大領域間的跨領域合作將更加普遍,更多公司將利用量子計算、量子精密測量的獨特性質來增強量子通信的安全性,三大領域的相互促進將形成一個更加完善的量子生態系統。07量子通信與量子計算、量子精密測量相互促進催生
166、新機遇第八章展望觀點80QKD和PQC是當前量子通信與安全領域的兩大關鍵且實用的技術分支,早些年QKD的發展進程和社會認知度明顯高于PQC,近兩年,PQC的關注度迅速上升。當前QKD與PQC從投融資情況、相關政策、研究熱度和商業期待度等方面發展來看,兩者發展勁頭基本相當。從投資金額方面看,2023年QKD和PQC都吸引了大量的資金投入。發展較早的QKD技術由于其基礎牢固,一直備受青睞,得到了一定資金支持。而隨著對PQC認識的不斷深入,PQC也逐漸成為投資者關注的焦點。2023年的融資數據顯示,QKD和PQC在融資金額上存在一定的競爭,PQC融資金額約為2700萬美元,而QKD約為1260萬美元
167、。從政策層面看,多個國家在2023年發布了支持量子技術發展的政策,雖然不同國家對QKD與PQC的側重點有所不同,但大部分國家對兩類技術都秉持支持其發展的態度,這兩方面均獲得了政策利好帶來的技術研發和商業化的助力。最后,不同國家層面對QKD與PQC的發展側重點不同。例如,美國更加關注PQC技術的發展與遷移,而中國和歐盟則將更多資源放到QKD技術,實施基礎設施建設。未來這兩大技術誰將占據主到地位,或者是相互支持、融合,當前還是未知的。在技術和市場格局定型的這些年,QKD和PQC將在全球范圍內存在一定的競爭關系,各自發揮特長,促進技術的不斷進步,迎接量子時代的全面來臨。08PQC與QKD的未來發展將
168、呈現并駕齊驅之勢附件0981供應商評價模型(CTF模型)2023年政府主導的量子資助項目2023年量子領域國際合作事件2023年中國支持量子發展相關政策2023年國際支持量子發展相關政策010203040509附件目錄第九章附件82CTF模型是一個未來產業參與者的評價分析模型。ICV TA&K TAnK 的CTF模型是幫助公眾了解前沿技術領域及對應公司的發展情況,前沿科技具有技術路線未收斂、技術發展存在高度不確定性、商業化推進處于早期等諸多特點,隨著技術的不斷發展,對公司的評價需要一套合理的模型,對特定時期前沿技術供應商的綜合評估形成“共識”。CTF模型由4層不同大小的扇形區域縱深呈現,以及3
169、維坐標共同構成。橫向坐標Maturity of Technology(技術層面,即供應商的技術、研發、團隊等)、側向坐標Commercialization of Technology(商業層面,即供應商的營收、客戶、用例等)以及隱含變量Implicit Variable(底蘊層面,即供應商長期經營所積淀的能夠助推企業發展的要素)。CTF模型根據供應商在不同維度的綜合表現,將其劃分入如下四個扇面中:Pilot(領航員)、Overtaker(超越者)、Explorer(探索者)和Chance-seeker(尋機者)。由于新興技術處在高速成長期,也存在高度不確定性,因此,各細分領域的CTF圖需要不定
170、期進行更新。Fan1Pilot:這一板塊的公司特點是企業規模較大,在前一次技術發展周期中積累了諸多經驗,為它們進入新的前沿技術領域打下堅實基礎。這些公司有能力和資源成為新一輪前沿技術的領航者,并有可能對行業未來的發展方向產生深遠的影響。Fan2Overtaker:這一板塊的公司經過一段時間的發展已經初具規模,它們的一大優勢是強大的新技術研發實力?;谒鼈冊谔囟夹g領域已取得的積累,這些公司將來有望“超車”成為行業領軍者。Fan3Explorer:這一板塊的公司體量較小,但是它們較早地走上了新興技術發展軌道。特定技術的開發仍處于早期階段,與Pilot和Overtaker相比,它們通常在整體技術實
171、力方面有所差距。Fan4Chance-seeker:這一板塊的公司商業嗅覺敏銳,是新進入行業的新興公司,它們的規模不大,但創始團隊成員擁有一定的資源,能夠讓公司在新的賽道上獲得發展機會。這些公司目前少有產品的工程原型,市場展現機會較少。使用CTF模型,可以幫助前沿科技領域的客戶評估對于某個技術供應商的采購與投資。特別需要留意的是,處于領航員扇面的供應商并不一定總是最佳選擇,在企業的實際需求情況下,處于超越者或探索者扇面的企業可能是更好的選擇。第九章附件供應商評價模型(CTF模型)0183序號 發布時間國家/機構發布機構/提出機構政策/項目名稱投資額12023.01美國能源部Quantum Ho
172、rizons:Qis Research And Innovation For Nuclear Science910萬美元22023.02美國國家科學基金會、能源部Expanding Capacity in Quantum Information Science and Engineering(ExpandQISE)500萬美元32023.01荷蘭荷蘭量子三角洲Quantum Delta NL SME programme500萬歐元42023.03荷蘭荷蘭量子三角洲Accelerate Early-Stage Quantum Technology Startups In Nl1500萬歐元520
173、23.01歐盟量子旗艦計劃Quantum Communication Technologies for space systems500萬歐元62023.01歐盟量子旗艦計劃Quantum Space Gravimetry Phase-A Study300萬歐元72023.01歐盟量子旗艦計劃Quantum Photonic Integrated Circuit technologies1200萬歐元82023.01歐盟量子旗艦計劃Investing in alternative quantum computation and simulation platform technologies
174、2000萬歐元92023.01歐盟量子旗艦計劃Next generation quantum sensing and metrology technologies1000萬歐元102023.01歐盟量子旗艦計劃Framework Partnership Agreement for developing large-scale quantum Computing platform technologies/112023.01歐盟量子旗艦計劃Hop on Facility4000萬歐元122023.01歐盟量子旗艦計劃Quantum Space Gravimetry Phase-B study&T
175、echnology Maturation1420萬歐元132023.01歐盟量子旗艦計劃Quantum sensing and metrology for market uptake1500萬歐元2023年度,全球(除中國外)共有9個國家/組織發布了政府主導的量子信息科技資助計劃/項目。其中歐盟啟動了12個計劃/項目,約26600萬歐元(約29000千萬美元)。美國啟動了9個計劃/項目,約46700萬美元。英國啟動4個計劃/項目,約23000萬英鎊(約29000萬美元)。第九章附件2023年政府主導的量子資助項目02圖表 2023年政府主導的量子資助項目84序號 發布時間國家/機構發布機構/提
176、出機構政策/項目名稱投資額142023.01歐盟量子旗艦計劃Stimulating transnational research and development of next generation quantum technologies,including basic theories and components(Cascading grant with FSTP)1500萬歐元152023.01歐盟歐洲創新委員會EIC Accelerator11.3億歐元162023.04歐盟歐盟委員會Experimental production capabilities for quantum t
177、echnologies in Europe(Qu-Pilot)1900萬歐元172023.05美國國家科學基金會NSF Engines Development Award100萬美元182023.05美國國家科學基金會NSF Engines Development Award100萬美元192023.05英國科學、創新和技術部、英國創新組織Small Business Research Initiative(SBRI)1500萬英鎊202023.06英國英國科學部/4500萬英鎊212023.06英國英國國家量子計算中心/3000萬英鎊222023.06加拿大艾伯塔省政府Quantum Hor
178、izons Alberta(QHA)2500萬美元232023.06丹麥丹麥政府Ls del 1 af Strategi for Kvanteteknologi:Forskning og innovation i verdensklasse10億克朗242023.07荷蘭國家量子創新生態系統Trilateral Agreement6020萬歐元252023.07美國能源部Quantum Testbed Pathfinder1170萬美元262023.08美國能源部/2400萬美元272023.08美國國家科學基金會/2900萬美元282023.08美國參議院國防Quantum Computin
179、g Programs4400萬美元292023.08英國英國創新署 Small Business Research Initiative(SBRI)3000萬英鎊302023.09美國國家科學基金會/7600萬美元312023.09新西蘭新西蘭商業、創新與就業部The Quantum Technologies Research Programme1200萬新西蘭元(5年)第九章附件85序號 發布時間國家/機構發布機構/提出機構政策/項目名稱投資額322023.10德國德國聯邦教育和研究部Chip Based Quantum Random Number Devices/332023.10加拿大加
180、拿大政府、魁北克省政府/760萬加元342023.12澳大利亞阿爾巴尼斯政府Australian Centre for Quantum Growth grant1850萬澳元第九章附件|Version Feb 202486第九章附件2023年量子領域國際合作事件03|Version Feb 202487時間時間合作方合作方事項事項2023.01美國、印度簽署Critical and Emerging Technology(iCET)(美印關鍵和新興技術倡議)2023.02美國、歐洲、加拿大、日本簽署Memorandum Of Understanding(MoU)(諒解備忘錄)2023.02美國
181、、荷蘭簽署Joint Statement on Cooperation in Quantum Information Science and Technology(QIST)(關于量子信息科學與技術合作的聯合聲明)2023.03美國、加拿大簽署Joint Statement(聯合聲明)2023.04美國、荷蘭簽署Joint Statement of the United States of America and the Netherlands on Cooperation in Quantum Information Science and Technology(美荷兩國關于量子信息科技合作
182、的聯合聲明)2023.04美國、韓國簽署Joint Statement on Cooperation in Quantum Information Science and Technology(QIST)(量子信息科學與技術合作聯合聲明)2023.06美國、印度簽署Joint Statement from the United States and India(美國和印度的聯合聲明)2023.09美國、印度簽署Joint Statement from India and the United States(印度和美國的聯合聲明)2023.10美國、新加坡簽署The U.S.-Singapore
183、 Critical and Emerging Technology(CET)Dialogue(美國-新加坡關鍵和新興技術對話)圖表 2023年美國與他國簽訂的量子相關合作聲明第九章附件|Version Feb 202488時間時間合作方合作方事項事項2023.04法國、荷蘭圍繞數字和可持續雙轉型以及歐盟戰略自主的關鍵經濟領域,圍繞具體項目開展結構性對話并加強公私合作。其中包括:關鍵使能技術(半導體、量子技術、光子學)、可持續工業(工業過程脫碳、可再生能源和低碳能源,包括核能和氫能、關鍵和生物基原材料、循環經濟、脫碳儲能)、農業和農業食品,以及可持續流動性。2023.06加拿大、英國加強在量子科
184、學和技術方面的合作。促進量子科學技術知識產權的保護和執法。兩國將相互支持開發市場和加強量子產品的供應鏈,同時建立強大的量子勞動力所需的人才庫。聯合聲明將通過增加專業知識的共享和加速變革性量子技術的發展來支持加拿大的國家量子戰略,如新型計算機、安全通信網絡以及精確和準確的傳感器。通過學術界、工業界和志同道合的國家之間的合作,加拿大將鞏固其領導地位,并進一步加強和重申其作為量子科學和技術世界舞臺上關鍵參與者的作用。2023.11韓國、英國利用人工智能、量子和半導體等關鍵技術的潛力來創造就業機會并釋放經濟增長,同時設立一項新的450萬英鎊基金,以建立聯合研究和創新伙伴關系。2023.11韓國、日本發
185、起一項量子技術研發合作框架,兩國的國家研究機構日本國立產業技術綜合研究所和韓國標準科學研究院,將簽署一份諒解備忘錄。圖表 2023年量子領域國際合作事件海南黑龍江吉林遼寧河北山東福建江西安徽湖北湖南廣東廣西上海河南山西內蒙古陜西寧夏甘肅青海四川貴州云南西藏新疆江蘇浙江北京臺灣天津華北北京:標桿孵化器培育方案、高質量發展方案、未來產業創新發展、信創產業河北:數字政府建設山西:政府報告華東山東:“工賦泉城”行動計劃、青島都市圈、數字基礎設施、信息技術產業發展江蘇:南通市重點研發計劃、促進經濟持續回升向好的若干政策措施、加快培育發展未來產業上海:數字經濟、未來產業創新高地浙江:計量發展規劃安徽:長三
186、角一體化發展、數字基礎設施建設發展三年行動方案、自貿試驗區重點工作清單福建:電動福建、新型基礎設施建設、未來產業、支撐碳達峰碳中和實施方案江西:未來產業發展臺灣:科學委員會前瞻科技平臺記者會西南四川:產業建圈強鏈、元宇宙產業發展計劃、開發區發展規劃重慶:成渝地區雙城經濟圈建設、渝地區雙城經濟圈網絡安全云南:質量提升方案中央質量強國建設綱要、橫琴粵澳深度合作區、普通高等學校本科專業備案和審批、第二代量子體系的構筑和操控重大研究計劃、自貿試驗區、河套深港科技創新合作區發展規劃、關鍵數字技術專利分類、國自然基金、“十四五”發展規劃、前海深港現代服務業合作區發展規劃重慶表示2022年與2023年發布量
187、子相關政策的省市表示僅2023年發布量子相關政策的省市西北陜西:政府報告寧夏:人工智能創新發展南海諸島香港澳門華中湖北:重點研發計劃、“世界光谷”建設計劃、制造業創新中心建設、量子科技產業三年方案、獨角獸企業培育湖南:現代化產業體系、自然科學基金項目申報河南:數字政府建設、重大新型基礎設施建設、打造設計之都中長期規劃釣魚島89第九章附件2023年中國支持量子發展相關政策04|Version Feb 2024東北遼寧:計量發展吉林:數字經濟發展華南廣東:金融科技、計量發展規劃、質量強省、數字灣區、信息通信業發展、都市圈發展、珠江口西岸都市圈發展海南:政府工作報告香港:2023-24財政預算202
188、3年度,全國(大陸)共有22個省及直轄市發布了支持量子發展的相關政策。其中,廣東省發布政策最多,為9條。相比之下,黑龍江、貴州、甘肅、青海、內蒙古自治區、廣西壯族自治區、西藏自治區和新疆維吾爾族自治區在2023年度并未發布與量子相關的政策。序號發布時間發布機構政策名稱12023.01安徽省人民政府2023年安徽省人民政府工作報告22023.01四川省人民政府2023年四川省人民政府工作報告32023.01福建省人民政府2023年福建省人民政府工作報告42023.01江蘇省人民政府2023年江蘇省人民政府工作報告52023.01山西省人民政府2023年山西省人民政府工作報告62023.01北京市
189、人民政府2023年北京市政府工作報告重點任務清單72023.01河南省人民政府2023年河南省人民政府工作報告82023.01湖北省人民政府2023年湖北省人民政府工作報告92023.01合肥市人民政府合肥市2023年政府工作報告102023.01北京市科學技術委員會、中關村科技園區管理委員會標桿孵化器培育行動方案(2022-2025年)112023.01江西省人民政府江西省未來產業發展中長期規劃(2023-2035年)122023.01中國(上海)自由貿易試驗區臨港新片區管理委員會臨港新片區國際數據產業專項規劃(2023-2025年)132023.01浙江省人民政府計量發展規劃(202120
190、35年)142023.01海南省人民政府2023年海南省政府工作報告152023.02中共中央、國務院質量強國建設綱要162023.02深圳市地方金融監督管理局深圳市金融科技專項發展規劃(2023-2025)172023.02廣東省人民政府廣東省計量發展規劃(20222035年)182023.02成都市人民政府2023年成都市人民政府工作報告192023.03國務院十四屆全國人大一次會議作政府工作報告202023.03重慶市人民政府重慶市推動成渝地區雙城經濟圈建設行動方案(20232027年)212023.03云南省人民政府云南省深化質量提升三年行動方案(20232025年)222023.04
191、國家發展與改革委員會橫琴粵澳深度合作區鼓勵類產業目錄232023.04教育部2022年度普通高等學校本科專業備案和審批結果242023.04成都市人民政府成都市產業建圈強鏈2023年工作要點252023.04武漢市科學技術局2023年度武漢市重點研發計劃項目實施有關事項通知第九章附件圖表 2023年中國支持量子發展相關政策90序號發布時間發布機構政策名稱262023.04長春市人民政府長春市數字經濟發展行動計劃272023.05國家自然科學基金委員會第二代量子體系的構筑和操控重大研究計劃2023年度項目指南282023.05河南省人民政府河南省加強數字政府建設實施方案(20232025年)29
192、2023.05中共陜西省委、陜西省人民政府陜西省關于貫徹落實質量強國建設綱要的實施意見302023.06中共廣東省委、廣東省人民政府廣東省質量強省建設綱要312023.06濟南市人民政府濟南市加快工業互聯網創新發展實施“工賦泉城”行動計劃(2023-2025年)322023.06商務部自貿試驗區重點工作清單(20232025年)332023.06福建省工業和信息化廳、福建省發展和改革委員會、福建省科學技術廳、福建省公安廳、福建省財政廳、福建省住房和城鄉建設廳、福建省交通運輸廳、福建省文化和旅游廳、福建省人民政府國有資產監督管理委員會、福建省機關事務管理局全面推進“電動福建”建設的實施意見(20
193、23-2025年)342023.07福建省人民政府福建省新型基礎設施建設三年行動計劃(20232025年)352023.07遼寧省人民政府計量發展規劃(20212035年)362023.08工業和信息化部、科技部、國家能源局、國家標準委新產業標準化領航工程實施方案(20232035年)372023.08河南省人民政府河南省重大新型基礎設施建設提速行動方案(20232025年)382023.08上海市人民政府立足數字經濟新賽道推動數據要素產業創新發展行動方案(2023-2025年)392023.08國務院河套深港科技創新合作區深圳園區發展規劃402023.08北京市委、市政府關于進一步推動首都高
194、質量發展取得新突破的行動方案(2023-2025年)412023.08安徽省委、省政府關于深度融入長三角一體化發展國家戰略推動高質量發展的指導意見422023.08寧夏回族自治區人民政府促進人工智能創新發展政策措施432023.09中共江蘇省委、江蘇省人民政府 關于促進經濟持續回升向好的若干政策措施442023.09廣州市發展和改革委員會廣州市新興產業發展引導基金管理暫行辦法452023.09北京市人民政府北京市促進未來產業創新發展實施方案第九章附件91序號發布時間發布機構政策名稱462023.09四川省經濟和信息化廳、中共四川省委宣傳部、中共四川省委網信辦、四川省密碼管理局、四川省發展和改革
195、委員會、四川省教育廳、四川省科學技術廳、四川省交通運輸廳、四川省商務廳、四川省文化和旅游廳、四川省衛生健康委員會、四川省政府國有資產監督管理委員會、四川省經濟合作局、四川省廣播電視局、四川省大數據中心、四川省通信管理局四川省元宇宙產業發展行動計劃(20232025年)472023.09工業和信息化部辦公廳、教育部辦公廳文化和旅游部辦公廳、國務院國資委辦公廳、廣電總局辦公廳元宇宙產業創新發展三年行動計劃(20232025年)482023.09湖北省人民政府加快“世界光谷”建設行動計劃492023.09上海市科學技術委員會2023年度“科技創新行動計劃”區塊鏈關鍵技術攻關專項項目指南的通知5020
196、23.10國家知識產權局關鍵數字技術專利分類體系(2023)512023.10湖北省經濟和信息化廳湖北省制造業創新中心建設管理辦法(2023年修訂)522023.10山東省人民政府青島都市圈發展規劃532023.10湖南省科學技術廳2024年度湖南省自然科學基金項目申報指南542023.10福州市鼓樓區人民政府鼓樓區關于加快培育發展未來產業的實施意見552023.10四川省經濟和信息化廳、重慶市經濟和信息化委員會等12部門成渝地區雙城經濟圈網絡安全產業高質量協同發展行動計劃(20232025年)562023.11駐馬店經濟開發區管委會駐馬店經濟開發區加強數字政府建設實施方案(20232025年
197、)572023.11廣東省人民政府“數字灣區”建設三年行動方案的通知582023.11山東數字強省建設領導小組辦公室山東省數字基礎設施建設行動方案(20242025年)592023.11山東省市場監督管理局山東知識產權公共服務普惠工程實施方案602023.11湖北省人民政府湖北省加快發展量子科技產業三年行動方案(2023-2025)612023.11廣東省人民政府“數字灣區”建設三年行動方案622023.11鄭州市人民政府鄭州市打造設計之都中長期規劃(20232035年)632023.11江蘇省人民政府關于加快培育發展未來產業的指導意見642023.11四川省人民政府四川省開發區發展規劃(20
198、232027年)652023.11武漢市人民政府加快獨角獸企業培育三年行動計劃(2023-2025年)第九章附件92序號發布時間發布機構政策名稱662023.11國家自然科學基金委員會國家自然科學基金“十四五”發展規劃672023.12安徽省數據資源局、省委網信辦、省發展改革委、省科技廳、省經濟和信息化廳、省通信管理局安徽省數字基礎設施建設發展三年行動方案(20232025年)682023.12廣東省通信管理局關于推動廣東省信息通信業高質量發展的指導意見692023.12安徽省數據資源管理局安徽省數字基礎設施建設發展三年行動方案(20232025年)702023.12北京市經濟和信息化局、北京
199、經濟技術開發區管理委員會關于打造國家信創產業高地三年行動方案(2023-2025年)712023.12山東省人民政府關于加快實施“十大工程”推動新一代信息技術產業高質量發展的指導意見722023.12湖南省人民政府辦公廳湖南省現代化產業體系建設實施方案732023.12廈門市科學技術局廈門市科技支撐碳達峰碳中和實施方案742023.12南通市科學技術局2023年度南通市重點研發計劃(前瞻性技術創新專項)項目指南752023.12國家發展與改革委員會前海深港現代服務業合作區總體發展規劃762023.12廣東省人民政府廣州都市圈發展規劃772023.12廣東省通信管理局珠江口西岸都市圈發展規劃78
200、2023.02中華人民共和國香港特別行政區2023-24財政預算792023.02臺灣國家科學委員會新春記者會第九章附件|Version Feb 2024932023年度,全球(除中國外)共有13個國家/組織發布了支持量子發展的相關政策。其中歐盟發布政策最多,為8條。其次,美國發布7條政策,英國發布5條政策。序號 發布時間 國家/組織發布機構政策名稱中文翻譯12023.01加拿大創新、科學和經濟發展部Canadas National Quantum Strategy國家量子戰略22023.01美國國家科技委員會National quantum initiative Supplement to
201、the presidents FY 2023 budget國家量子倡議補充到總統的FY2023年預算32023.01德國國家計量局Aufgaben und Ziele der Themenbereiche fr 202320252023-2025年專題領域的任務和目標42023.01歐盟歐盟委員會2030 Digital Compass:the European way for the Digital Decade2030年數字指南針:數字十年的歐洲方式52023.01加拿大聯邦政府The Worlds First Photonic-based,Fault-tolerant Quantum C
202、omputer世界上第一臺基于光子的容錯量子計算機62023.01丹麥工業、商業和金融事務部、外交部、國防部和國防部高等教育和科學Danish Quantum Communication Infrastructure project(QCI.DK)丹麥量子通信基礎設施項目(QCI.DK)72023.02英國創新部Innovate UK Transformative Technologies Funding創新英國變革性技術基金82023.03英國科學、創新與技術部National Quantum Strategy國家量子戰略92023.03加拿大加拿大國防部、武裝部隊Quantum 2030量
203、子2023102023.03瑞典創新局Swedish Quantum Agenda瑞典量子議程112023.03英國科學、創新與技術部Science and Technology Framework科學與技術框架122023.03英國科學、創新與技術部The UKs International Technology Strategy英國國際技術戰略2023年國際支持量子發展相關政策05圖表 2023年全球主要支持量子通信發展的相關政策第九章附件94序號 發布時間 國家/組織發布機構政策名稱中文翻譯132023.03歐盟歐盟委員會The European Quantum Communicatio
204、n Infrastructure(EuroQCI)Initiative歐洲量子通信基礎設施(EuroQCI)倡議142023.03歐盟歐盟委員會EuroHPC Joint UndertakingDecision Of The Governing Board Of The Eurohpc JOINTUndertaking No 03/2023Amending the Joint Undertakings Work Programme and Budget for the year 2023(Work Programme and Budget Amendment no.1)EuroHPC聯合承諾第
205、03/2023號修改2023年工作計劃和預算(工作計劃和預算修正案第1號)152023.03加拿大國防部和武裝部隊Quantum 2030-Quantum Science&Technology Strategy Implementation Plan 量子2030-量子科學和技術戰略實施計劃162023.03歐盟歐盟委員會Digital EuropeWork Programme 2023-2024數字歐洲工作計劃2023-2024172023.03歐盟歐洲標準化委員會和歐洲電工標準化委員會Standardization Roadmapon Quantum Technologies量子技術的標準
206、化路線圖182023.04日本內閣府 綜合創新戰略推進會量子未來産業創出戦略量子未來產業創新戰略192023.04印度內閣National Quantum Mission(NQM)國家量子任務202023.04德國聯邦政府Quantum Technology Action Plan量子技術行動計劃212023.04日本經濟產業省安定供給確保確保云程序的穩定供應222023.04 澳大利亞政府/工業和科學部Training Australias world class quantum technology graduates培養澳大利亞世界級的量子技術畢業生232023.04歐盟歐洲委員會The
207、 European Competence Framework for Quantum Technologies歐洲量子技術能力框架242023.05 澳大利亞政府National Quantum Strategy國家量子戰略第九章附件95序號 發布時間 國家/組織發布機構政策名稱中文翻譯252023.05英國科學、創新和技術部National semiconductor strategy國家半導體戰略262023.06丹麥政府National Strategy for Quantum Technology國家量子技術戰略272023.06韓國科學和信息通信技術部outh Koreas Quan
208、tum Science and Technology Strategy量子科學技術戰略282023.06美國白宮National Standards Strategy for Critical and Emerging Technology美國政府的關鍵和新興技術國家標準戰略(CET)292023.08美國美國網絡安全與基礎設施安全局、美國國家安全局、美國國家標準與技術研究院Migration to Post-Quantum Cryptography量子準備:遷移到后量子密碼學302023.08美國美國國家科學基金會Expanding Capacity in Quantum Informati
209、on Science and Engineering(ExpandQISE)program量子信息科學與工程能力擴展(ExpandQISE)計劃312023.09歐盟歐盟委員會European Chips Act 歐洲芯片法案322023.09美國美國商務部the CHIPS Act芯片和科學法案(CHIPS法案)332023.10 澳大利亞澳大利亞昆士蘭州政府The Queensland Quantum and Advanced Technologies Strategy 量子和先進技術戰略342023.10韓國韓國科學和信息通信技術部 量子科技和量子產業促進法案352023.11愛爾蘭繼續
210、教育和高等教育、研究、創新和科學部Quantum 2030量子2030362023.11美國美國眾議院科學、空間與技術委員會The National Quantum Initiative Reauthorization Act國家量子倡議再授權法案372023.12歐洲歐洲創新委員會European Innovation Council(EIC)2024 work programme2024工作方案382023.12歐盟歐盟輪值主席國西班牙European Declaration on Quantum Technologies歐洲量子技術宣言第九章附件96序號 發布時間 國家/組織發布機構政策
211、名稱中文翻譯392023.12美國國家科技委員會The National Quantum Initiative Supplement to the Presidents FY 2024 Budget Released國家量子倡議(NQI)總統2024財年預算補編402023.12印度印度量子生態系統和技術委員會、電子和信息技術部 The Quantum Value Chain Report量子價值鏈報告第九章附件|Version Feb 202497https:/arxiv.org/abs/2303.15795https:/ https:/ https:/journals.aps.org/pr
212、applied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.20.024048https:/www.quantum- https:/www.mitre.org/news-insights/news-release/post-quantum-cryptography-coalition-launcheshttps:/www.itu.int/itu-t/workprog/wp_item.aspx?isn=18760https:/www.itu.int/itu-t/workprog/wp_item.aspx?isn=18902https:/www.itu.int/itu-t/wo
213、rkprog/wp_item.aspx?isn=18903https:/www.itu.int/itu-t/workprog/wp_item.aspx?isn=19049參考鏈接06第九章附件98https:/www.ncsc.gov.uk/whitepaper/next-steps-preparing-for-post-quantum-cryptographyhttps:/www.bsi.bund.de/EN/Themen/Unternehmen-und-Organisationen/Informationen-und-Empfehlungen/Kryptografie/Kryptobibl
214、iothek-Botan/kryptobibliothek-botan_node.htmlhttps:/www.etsi.org/events/2117-2023-02-9th-etsi-iqc-quantum-safe-cryptography-workshophttps:/ https:/arqit.uk/press-releases/arqit-launches-the-worlds-first-integrated-solution-for-quantum-safe-vpn-connectivity-using-symmetric-key-agreementhttps:/arqit.u
215、k/press-releases/aiee-sign-licence-contract-for-arqit-quantumcloudhttps:/arqit.uk/press-releases/arqit-bt-and-fortinet-launch-quantum-safe-vpn-to-protect-against-evolving-cyberthreatshttps:/arqit.uk/press-releases/babcock-develops-cutting-edge-communications-and-control-technology-in-partnership-wit
216、h-arqithttps:/arqit.uk/press-releases/consortium-wins-uk-government-funding-to-further-development-carrier-grade-testing-and-standards-in-open-ran-ricshttps:/arqit.uk/press-releases/arqit-and-exclusive-networks-announce-us-distribution-partnershiphttps:/arqit.uk/press-releases/arqit-and-securecloud-
217、partner-to-deliver-cyber-resilience-using-symmetric-key-agreementhttps:/arqit.uk/press-releases/arqit-and-snc-ms-uk-announce-strategic-teaming-agreementhttps:/www.itu.int/itu-t/workprog/wp_item.aspx?isn=19146第九章附件99https:/www.nyu.edu/about/news-publications/news/2023/september/nyu-takes-quantum-step-in-establishing-cutting-edge-tech-hub-in-.htmlhttp:/ U北京市東城區朝陽門SOHO 1507https:/ 101 Upper Cross Street,#04-17,Peoples Park Centre,SingaporeCanadaCanada 5250 Fairwind Dr.Mississauga,Ontario,L5R 3H4,Canada