量子通信与安全产业发展展望分析

以下是关于量子通信与安全产业发展展望的介绍，如果有兴趣了解更多相关的内容，请下载原报告阅读。

1.QKD与PQC继续上演最佳解决方案之争

QKD与PQC密码技术是量子时代网络信息安全最重要的技术选择。它们的相同点是解决量子时代 信息安全所面临的问题，不同点则很多。例如，QKD和PQC对信息的保护机制不同，可以简单理解为 QKD是基于物理的、以硬件为主的方式，而PQC是基于数学的、以算法软件为主的方式。

QKD和PQC在当前的实际应用和技术成熟度不同，QKD已有大量国家部署这一基础设施，虽然仍 未大规模应用，而PQC正处在标准化阶段。基于已实现和验证和可预见的未来，QKD和PQC并不会相 互取代（并且，当前全球有多个团队在试验两者结合的方案），它们各有优缺点。例如，QKD可能存 在硬件漏洞或使部署方增加使用成本，PQC可能会在某刻被破解。未来，可能会根据不同的信息安全 等级需求、不同的应用场景以及其他因素，选择QKD或PQC技术方案，再或者是两种解决方案一起部 署。

2.QKD发展目标仍为实现将通信距离扩展到可实用的规模

在实际应用中，800多公里(当前地面光纤QKD通信最远距离)地面QKD链路的通信范围仍限于城 市圈或区域范围，这样还远不能满足实际使用需求。

从长远来看，长距离量子通信需要发展量子中继器和卫星网络，这一发展趋势也通过2022年的 实际行动得以证实。例如，亚马逊和美国阿贡实验室领导的量子研究组织Q-NEXT合作研发量子中继 器；美国和韩国建立了量子中继合作中心，由韩国科学技术院和哈佛大学共同运营。目前已有美国公 司Qunnect在国防部的支持下专注于量子中继器的公司这些量子中继器合作研发项目，量子中继器的 发展进程，也将体现出量子网络实用化进展。

此外，中国QKD量子城域网的开通打开了一个新的局面，向可实用规模的量子保密通信网络推进。 除了中国以外，韩国、欧盟、美国均在推进本国的QKD网络建设。虽然美国国家安全局曾表示，QKD 仍存在未被验证的问题，但从实际行动来看，美国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。

尽管QKD当前多项性能参数具有吸引力，但仍有提升空间，QKD技术和应用的目标很重要一点就 是将通信距离扩展到可实用的规模。

3.QRNG独立发展，进行技术迭代，拓展场景应用

量子随机数发生器(QRNG)作为一个相对成熟的产品，借助QKD被大众知晓。它不像QKD一样是 一项有一定系统规模的综合应用，因此，对于一些想进入到量子领域的创业者来说是一个可以快速 切入的领域。同时，它应用广泛，在计算模拟、金融支付、生物植入等领域也能发挥价值。英国和 欧盟针对QRNG立项，例如，英国设立AQURAND项目 和欧盟的QRANGE项目 ，这些项目都旨在加速 QRNG的商业和工业开发，联合工业合作伙伴，由国家资金为主支持，由国家单位牵头。

目前，手机等智能终端设备和智能汽车市场是距离大众社会生活最近、最为热门的QRNG下游应 用，三星公司已经连续三年推出带有QRNG芯片的量子5G手机，虽然三年来公布的芯片尺寸未发生变 化，但受保护的手机应用有所增加；LG公司、360公司已经开始了QRNG智能驾驶的应用测试研究。 在大众不太能看到的另一面，数据中心及云端应用可能是更大的市场，因为数据传输的底层正来源 于此。未来，以小型设备形态和以芯片形态的QRNG产品将继续分别服务于数据中心/云端应用和移 动应用，包括视频安防、智能终端、智能汽车等。

4.PQC算法的开发已经在进行中，但应用规划仍处于起步阶段

根据NIST公告，PQC标准化草案可能在2023年公布，目标是到2024年发布一套标准。美国已发 出告知，联邦机构需要在运行量子计算机之前开始向PQC迁移。美国的动作必将带来全球多国的追踪 和效仿，预计2024-2030年，全球各主要国家都将制定与PQC标准相关的文件以及逐步向PQC迁移， 以此来应对2030年左右量子计算机实用化所带来的冲击。

向后量子加密算法的过渡既取决于此类算法的开发，也取决于它们的采用。创建新的抗量子密 码学标准的NIST进程正在进行中。美国、中国、日本、荷兰、瑞士、德国、英国、法国、意大利、加 拿大、韩国、俄罗斯、巴西、澳大利亚、西班牙、挪威、比利时、芬兰、丹麦、新加坡、新西兰、以 色列，都参与过NIST的近些年举办的PQC标准化会议，这也表明这些国家是最早一批参与者，这些国 家绝大多数都是全球GDP前十五国家，这表明，PQC已经在全球主要经济体中建立的认知。

5.以行业会议等增进沟通方式益于量子新技术发展

尽管受COVID-19影响，出行和线下会议受到一定限制，但美国、中国、西班牙等国家仍举办了 量子通信相关的行业会议，推进行业内企业、政府、学术组织间交流。例如，7月International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing (QCMC 2022)在葡萄牙里 斯本举办，The 17th Conference on the Theory of Quantum Computation, Communication, and Cryptography (TQC 2022) 在美国伊利诺伊大学香槟分校举办；9月，2022第二届量子产业大会 在中 国合肥举办；12月，第四届粤港澳大湾区(广东)量子密码与信息安全高峰论坛(CFQCIS)在广州举办。 不过，这些交流还是受到一些地域、国际关系和语言的影响，比如，中国的会议少有中国籍以外的 嘉宾参加。

行业会议的举办，是在地区范围内、产业联盟范围内较为有效的沟通方式，可以提高行业知识 共享和交流的效率。量子技术虽然可以创造新的市场，但对于量子通信与安全领域的公司，尤其是 初创公司来说，没有充分的市场需求将会是件非常麻烦的事。量子信息技术行业的下游应用需要不 断挖掘和创新，也需要对产业的正确引导。行业会议是一种很好的宣传方式，引导行业客户、对接 有效需求，从需求来指引产品研发，从而加快量子保密和安全产品的应用速度。