量子通信与安全产业链发展至今,已相对成熟,产业链分工更为细分。
在量子通信与安全产业链上游,核心器件与材料的涵盖囊括了关键的技术组成部分。首要的是先进的量子芯片技术,作为整个产业链的基础,包括数据处理类芯片、电学芯片和光学芯片。光源则成为量子通信不可或缺的关键组件,作为载体,经过对其量子状态的调制操作后,可携带量子信息在不同通信节点间中进行信息传输和共享。在通信接收端,单光子探测器发挥着至关重要的作用,确保对量子信息的精准检测。量子随机数发生器是保障通信不可预测性的关键工具。此外,其他核心器件如PPLN(周期极化铌酸锂)晶体、PPLN(周期极化铌酸锂)波导、光纤光缆等元件同样在上游产业链中发挥着关键作用。这些核心器件和材料为量子通信与安全产业链的上游提供了创新动力,为实现更安全、更高效的量子通信系统奠定了坚实基础。
在量子通信与安全产业链中游,划分为核心设备、网络建设集成、保密网络运营以及PQC。核心设备涉及到关键的量子通信设备,如QKD设备、组网设备和网络管理软件平台,这些设备确保信息的安全传输。网络建设集成用于构建高效、安全的量子通信网络,例如中国的国家骨干网、省骨干网以及城域网。保密网络运营则包括各运营商参与其中,推动量子通信技术的日常运行与维护。同时,产业链中游还加入了PQC领域,包括新一代的加密算法、安全协议、芯片等。这部分的发展使得产业链更为全面,更加关注未来密码学的演进。整个中游通过设备、网络建设和运营的协同作用,为量子通信与安全的发展提供支撑,为实现更安全、高效的通信提供了关键保障。
从PQC公司总部地理分布来看,美国、欧盟、中国的公司分布较为密集。此外,加拿大、英国、日本、韩国、印度等国家也有公司参与PQC研究,并提供PQC产品或服务。从企业业务来看,美国IBM、Microsoft、Google等全球科技巨头将公司业务拓展至PQC领域,其中Google已应用PQC算法保护其旗下Chrome浏览器网络安全。印度QNu Labs公司以NIST的PQC标准工作为参考,开发基于格的PQC算法,提供Hodos产品服务。
全球PQC科研机构以高校为主。中国参与PQC领域的科研机构较多,但实现商业化转型的机构仍然有限。主导PQC标准化的NIST机构位于美国,基于此优势,美国多个科研机构孵化出PQC初创公司,转型商业化。此外,欧盟、英国、加拿大、日本等国家也有较多PQC科研机构。
量子通信与安全产业链下游涵盖了广泛的应用领域,包括国防、金融、电网以及终端等。在国防领域,量子通信技术应用于高度机密的军事通信,确保敏感信息的安全传输,有效防范窃听和网络攻击。金融行业通过量子通信技术实现更安全可靠的数据传输,提高对金融交易和客户信息的保护水平。在电网领域,量子通信可应用于保障电力系统中实时数据的安全传输,预防网络攻击和数据篡改,确保电网运行的稳定性。
国防:美国陆军授予QuSecure公司一份小型企业创新研究第二阶段合同,为陆军用户开发基于PQC的加密技术和解决方案,并确定如何在战术边缘使用量子技术。 • SandboxAQ企业获得美国国防信息系统局提供的合同,提供端到端的PQC管理解决方案。
金融:汇丰银行与Quantinuum签署一系列探索性项目,此次合作的目标是利用量子计算的力量来增强加密密钥,同时将其与PQC算法相集成。• 汇丰银行使用QKD的加密形式保护了其专有平台HSBC AI Markets上的一笔交易,将3000万欧元兑换成了美元。
电网:中国国网武汉供电公司在武汉经开区供电环网内的配电自动化终端实现了量子加密通信。新安装的量子加密通信线路,配电箱里添置了一个量子加密通信模块,加装在每个配电设备上,通过与电网通信链路连通实现量子加密通信。 • 浙江省首座量子+变电站35千伏稽山变在绍兴老城区投运,该变电站由原35千伏城关变经过“无线公网+量子通信”技术改造,将变电站的有线通信变为无线通信,贯通了现有配网量子开关与主网量子+变电站之间的电力信息数据,具备主配网一键联动功能。此次”量子变电站“由国盾量子及参股公司浙江国盾量子电力提供设备及技术支持。
通信:法国Thales在其移动安全应用和5G SIM卡中采用混合加密技术,引入了PQC算法通信。 • 美国QuSecure推出具有量子弹性的实时端到端卫星加密通信链路。• 谷歌Chrome在其最新版本(版本116)中推出了一个量子混合密钥协商机制,添加了抗量子攻击的X25519Kyber768算法。• 国盾量子推出安全邮件产品——国盾密邮,采用“一次一密”的密钥分发技术,结合高强度国密算法,为用户提供端到端的邮件安全收发服务。
终端:中国电信与华为合作发布的Mate60 Pro手机终端提供量子密话定制功能。• 中国电信与三星推出三星W24 | W24 Flip两款引入中国电信量子密话功能的手机。 • 中国电信发布支持量子密话的天翼铂顿10和天翼铂顿S9手机终端,其中天翼铂顿S9是搭载天通卫星通信芯片的5G卫星双模手机。• 韩国SKT与IDQ、三星电子合作发布Galaxy Quantum4量子通信手机,该手机搭载QRNG芯片。