近年来，网络信息安全问题日益增多，传统保密通信技术也将面临安全性挑战。量子通信因其无条件的安全性广泛关注。经过近十年的快速发展，量子通信技术已经从实验室演示步入产业应用，并且目前正在快速发展。
量子通信是事关国家信息安全和国防安全的战略性领域，具有较大可能性改变未来信息产业的发展格局，受到世界主要发达国家如欧盟、美国、日本等强烈重视。
量子计算机的快速发展倒逼量子通信的应用。
量子计算机的计算能力远高于目前运行速度，它可以攻破互联网加密算法的任何安全屏障，量子计算机正在势不可挡地迅速发展。
量子通信基本概念
在物理学中常用到量子的概念，指一个不可分割的基本个体。例如，“光的量子”（光子）是光的单位。而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其中量子是一个态，一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的。（比较深，看看就完了。。。）
量子信息是是一种全新的信息方式，它利用量子并行、量子纠缠及量子不可克隆等量子系统的相关特性进行计算、编码和信息传递。信息的传输为量子态在空间中的传送，信息的处理是量子态在受控条件下的演化，信息的获取则是对量子态的测量。
量子信息研究的逐渐兴起源于经典信息的处理方式将要达到极限。根据摩尔（Moore）定律，每十八个月计算机微处理器的速度就增长一倍，其中单位面积（或体积）上集成的元件数目会相应地增加。按此速度不久之后芯片元件将达到传统方式工作的极限，如何突破极限便成为现在信息科学所研究的重要问题之一
量子信息就是利用量子系统相干特性，探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性，从而为突破芯片极限提供新概念、新思路和新途径。
种类：
按照所使用的信道不同，量子通信主要分为两种：广义的量子隐形传送与狭义的量子密码通信。
广义的量子通信：
通常指的是量子隐形传送（Quantum Teleportation），其利用量子纠缠态的特性，通过将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方来实现信息传递。通信过程中传输的只是表达量子信息的“状态”，并不传输作为信息载体的量子本身。即把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。
基于量子隐形传送可以延伸出的一项通信技术是量子安全直接通信（Quantum Safe Direct Communication），指通信双方以量子态为信息载体，利用量子信道，在通信收发双方之间安全地、无泄漏地直接传输有效信息，特别是机密信息的通信技术。
QSDC 是量子通信技术的一个重要分支，主要用于直接传输机密信息。通信的收发双方无需事先建立安全密钥，就可以直接通过量子通道进行信息传输。
QSDC 与狭义的量子密钥分发的根本区别在于：在量子信道中直接传递秘密信息，安全性要求比量子密钥分配高，但QSDC方案还存在非实时及其量子信道信息所需要的纠缠态、量子存储等技术还不成熟的问题，所以目前量子通信一词大多表示的是量子密码通信。
狭义量子通信：
通常是指量子密码通信（Quantum Key Distribution），即利用量子状态来作为信息加密和解密的密钥。根据联通西安研究院席晓等的研究资料，量子密钥分配以量子态为信息载体，基于量子力学的测不准关系和量子不可克隆定理，通过量子信道使通信收发双方共享密钥，是密码学与量子力学相结合的产物。QKD 技术在通信中并不传输密文，只是利用量子信道传输密钥，将密钥分配到通信双方
目前量子通信总体方案是尽量采用现有光纤量子通信线路，在其上面添加核心量子设备，建立QKD（量子密码通信）中心。
而远程量子通信的最终实现将依赖于量子中继：在空间建立许多站点，以量子纠缠分发技术先在各相邻站点间建立共享纠缠对，以量子存储技术将纠缠对储存，采用远距离自由空间传输技术实现量子纠缠转换，即增长量子纠缠对的空间分隔距离。
量子通信核心优势：无条件安全、高效和抗干扰
1、量子密钥分配彻底解决密钥分发过程中的安全性问题。
量子的不可复制性是量子通信安全性的基础。量子信息若被监测，就会发生不可还原的改变，观测行为会破坏粒子本身的状态，这使得量子通信具有了无条件的安全性。
如果发生窃听将破坏系统产生误码，通信双方都能够觉察。量子密码不是依赖于计算的复杂度，而是基于量子力学原理，原理是“海森堡测不准原理（Heisenberg uncertainty principle）”中所包含的一个特性，即当有人对量子系统进行偷窥时，同时也会破坏这个系统。
2、量子传输信息效率远高于传统方式。
根据量子力学的叠加原理，一个n 维量子态的本征展开式有项，每项前面都有一个系数，传输一个量子态相当于同时传输这个数据。量子并行性使得量子计算机可以同时对2^n 个数进行数学运算，其效果相当于经典计算机重复实施2^n 次操作。可见，量子态携载的信息非常丰富，使其不但在传输方面，而且在储存、处理等方面也比经典方法更加高效。
3、量子通信具有较强抗干扰能力和传输能力。
量子通信不通过通信双方之间的空间且无通信媒介的限制，从而通信丝毫不受通信双方之间的空间环境的影响。量子通信中的信息传输与通信双方之间的传播媒介无关，具有完好的抗干扰性能，同等条件下，获得可靠通信所需的信噪比比传统通信手段低30～40dB。
各国发展现状：
国外量子通信概念自1984 年开始提出，1992 年后开始得到重视、逐渐发展，至今整个产业链日趋成熟，开始步入应用推广阶段。
国外量子通信产业比中国更早的步入实用化，量子通信科技产业实体中较为知名的有美国BNN（雷神子公司）、MAGIQ TECH 以及瑞士的IDQ，它们能够提供初步商用化的量子密钥分发系统器件、终端设备和整体应用解决方案。
其中IDQ 是量子密钥生成的世界领导者，量子安全加密类产品主要有量子网络安全加密，量子密钥分配，量子密钥生成等。BNN 科技公司为雷神公司全资子公司，擅长量子计算，参与美国情报高级研究计划局（IARPA）发起的量子计算机科学（QCS）项目研究。
量子密钥分发是最先有望实现大规模应用的量子信息技术，可以带来绝对安全的信息传输方式。实现全球化量子密钥分发网络是目前各国正在努力的方向，其中最关键的问题便是突破距离限制。目前基于低轨道卫星的量子密钥分发是实现更远距离量子密钥分发的最可行方案之一。但仍要克服大气层传输损耗、量子信道效率、背景噪音等问题。
国内发展状况：
近年来，在中国科学院、科技部、基金委等部门以及有关国防部门的大力支持下，我国科学家在发展实用量子通信技术方面开展了系统性的深入研究，在量子通信领域的研究和应用也取得了一系列重要进展，不比国外发达国家落后太多。
2015 年10 月，浙江神州量子计划建设国内首条量子通信商用干线“杭沪量子商用干线”，投资金额1.7 亿元，建成后有望实现沪杭区域内通信数据的绝密传输；
通信干线方面，我国预计在2016 年底前后建成世界最远距离的光纤量子通信干线京沪线；
在城域网方面，我国已完成合肥、济南两个量子通信城域网的建设；
我国有望领先于欧美于2016 年8月实现量子科学实验卫星发射。
预计军用通信指挥专网2018 年投资超过千亿。
军用通信指挥控制专网（C4ISR）是现代军队的神经中枢，中国目前处于建设初期，中国产业信息网显示未来三年C4ISR 投资年复合增长率将超过25%，在2018 年投资将达到1440 亿元，军用专网基本上都需要加密。
军用通信指挥专网C4ISR，将数字化战场上的指挥中心、各级指挥所、各参战部队和武器平台连接起来，通过对获取战场信息、信息传输、信息分析处理、辅助作战决策、下达行动指令、引导武器攻击、评估攻击效果等各个作战环节的整体控制，将原专长于不同领域作战的军种部队连接成一个有机整体，提高各基本作战单元的作战效能。未来也将逐步采用量子通信加密保障绝对安全。
量子通信在民用领域也十分广泛
除了在国防、政府、金融、电力、能源等部门的数据加密应用外，其未来还可以应用于数据中心加密，在欧洲已经有实际应用的案例。
我国从2010 年至今，已陆续建立了多个量子通信城域示范网络，政府各部门为主要使用对象，对各种保密资料的存储和传输提供安全加密。2010 年5 月我国在芜湖市建立的世界上首个量子政务网。
2012年2月连接新华社新闻大厦和新华社金融信息交易所的金融信息量子保密通信技术验证专线在北京开通，标志着量子通信在金融信息安全领域应用开端。
2015年2月工商银行北京分行电子档案信息在同城间实现量子加密传输，量子通信拓展在银行业信息安全应用。这是量子通信技术在国内银行业的首次成功应用。
2016年9月底‚京沪干线建成同时，上海陆家嘴金融量子保密通信应用示范网也将同时建成。届时中国银监会、工商银行、民生银行、北京农商银行、交通银行、浦发银行、东方证券、国泰君安期货和华安基金等多家金融部门将成为第一批用户。
国内量子通信相关政策及规划
量子通信和天地一体化信息网络被列入十三五重点规划十大项目，专项基金支持军民领域大规模应用。
未来趋势：
未来，量子保密通信必将向更远距离骨干线路和更大规模网络的方向发展，这也是国际上量子通信的应用模式发展的趋势。广域量子通信网络建设分三步走：
第一步，通过光纤—构建城域量子通信网络；第二步，通过加中继器—构建城际网络；
第三步，通过卫星—实现洲际、星际网络。
我国正在建设世界最远距离的光纤量子通信干线京沪线，预计2016 年完成。预计到2020 年，我国将实现亚欧的洲际量子密钥分发。到2030 年左右，则将建成全球化的广域量子通信网络。
目前，量子通信在军工、政府金融上的应用比较快，未来随着技术和产业化的逐渐成熟，量子政务云、能源云、量子白板、量子手机、量子POS机、量子签名、量子电话等产品将全面普及，很快会迎来“量子 ”时代。
预计到2020 年，国内量子通信市场规模预计为：105 亿（专网）75 亿（公网）30 亿（其他领域）=210 亿元。此外，随着量子通信在各领域的不断渗透，预期国内量子加密的潜在长期市场规模有望达到500 亿至1000 亿元。
以下是重点：
我国量子通信产业链及相关公司
在国内，中科大团队研发水平已处于全球前列，其研究成果也加速进入实际应用阶段。中国量子通信产业也正处于启动阶段。
根据量子通信系统的结构，参考产业化的路径及国内发展现状，量子通信产业链结构如下：
产业链主要包含元器件、设备、建设运维、运营应用四个环节。
1、上游：
量子通信的元器件、光纤、终端等，由于跟传统通信没有特别大的差异，可关注量子点激光器、探测器技术突破对行业规模普及的影响。
上游主要是器件供应商。量子通信所使用的元器件、光纤等器件，与传统通信所使用的没有特别大的差异，理论上不会对器件供应商造成太大影响。
但需要注意的是：量子通信的一些核心器件，如单光子探测器，仍主要依赖于进口，目前近距离设备国产可大致代替进口，但是百公里（长距离）设备预计还需一年或者更长时间来实现进口替代。这与信息安全的自主可控还有一定差距，给相关公司带来巨大商机，中国电科集团旗下部分研究所已经开始产业化进程，预计将有更多公司进入该领域。另外，还有很多器件没有实现专用化，目前量子通信中的设备器件大多是从现有网络挪过来用，缺乏大规模的专用器件生产，该领域内的公司目前也在积极布局专用器件生产。
2、中游：
核心设备制造：主要技术就是量子制备、存储、交换，同时量子通信还需要以传统的通讯设备为基础。
中游的量子设备与解决方案提供环节是整个量子通信产业链的核心环节。量子设备主要包括量子网关和量子交换机。量子网关是当前量子通信技术的最核心设备，具有量子密钥分发与管理、数据加解密等功能。量子交换机是量子网络中实现量子信道共享的关键设备，位于网络拓扑的汇聚节点，集中管理网络信道资源。
国内主要是科大国盾、问天量子掌握量子通信的核心技术，研发量子通信核心设备，推动产业的发展。都飞通信也已经部分自研。全球主要的量子设备与解决方案提供商包括：中国的科大国盾、问天量子、瑞士的IDQuantique 和美国的MagiQ 四家公司。
网络建设和运维：
随着更多城市、城际干线启动，将引入更多商业化运作，带动量子通信网络建设和运营需求；量子通信需要在现有的光通信网络中添加相关设备，开辟单独的通道以确保信号的稳定性，还需要进行设备调试等，通常由网络建设和系统集成商承担这些任务。
3、下游：
网络运营及专网应用。具体面向国防、金融、政务的行业应用，将进一步拓宽专网市场容量。
信息安全应用产业研发：
针对军用、民用客户的不同需求，未来会产生越来越多的公司利用现有的QKD 加密技术做终端、系统等开发。比如：阿里巴巴与中科大合作，在2015 年10 月云栖大会推出了首款商用量子加密终端；凯乐科技与中创为合作，联合实现数据链量子加密产品产业化并预计在2016 年10 月份推出原型机。
我国量子通信主要/潜在参与者及分析：
全球领先量子通信产品设备商：
1、国盾量子——国内最大的量子通信设备制造商
中国第一家从事量子信息技术产业化的创新型企业公司，中国最大的量子通信设备制造商和量子信息系统服务提供商。目前拥有中国最多的量子通信领域技术专利，自主研发的系列化产品涵盖量子通信网络设备、终端设备、核心器件、科学仪器，以及系统性的管控和应用软件等，并提供信息安全整体解决方案（即量子保密通信方案 应用）。
主要产品为量子网关、光交换机、集控站、量子接收机等。同时是合肥城域量子通信试验示范网、金融信息量子通信验证网、济南量子通信实验网、和京沪干线主要合作方。
公司的产品得到国家密码行业标准化技术委员会认可并于2014 年9 月自主研发出国内商密领域的首款量子密码机。2015 年公司与阿里巴巴合作，联合发布云量子加密通信产量。这是全球首个落地的云服务量子安全传输产品，将对全球量子技术研究和云计算发展具有里程碑意义。2016 年与中兴皖通联合研发出量子安全路由器。
2、都飞通信：
公司控股子公司——浙江神州量子通信技术有限公司，是从事量子通信干线及网络建设和运营的企业，主营业务为量子通信干线建设，目前公司主要承担杭沪量子通信干线的建设任务。杭沪量子通信干线总长约160 公里，总投资约1.7 亿元，预计2016 年建成，将与京沪干线对接，初步形成量子通信纵向干线。
公司未来的发展战略：以量子通信网络建设运营为核心，向上游的量子通信设备、器件、半导体材料等领域延伸和下游的量子通信应用领域开拓，打造量子通信上下游产业链一体化生态圈，成为量子通信行业发展领军企业。
3、安徽问天——致力于量子信息产业化
我国首家从事量子信息技术产业化的高新技术企业，同时也是我国量子密码标准制订工作组牵头单位。同样发源于中国科学技术大学，是国家密码管理局认证的商用密码产品生产定点单位，拥有国家三级保密资格及公用普通密码资质。公司已完成的主要项目是与中科大一起在芜湖市完成了‚芜湖量子政务网，芜湖量子政务网是公司建立的世界上首个多层级的试运行量子密码网络。
公司自主研发的系列化产品涵盖量子密码通信终端设备、网络交换/路由设备、核心光电子器件、开放式实验系统、科学仪器以及网络化安全管控和应用软件等，并提供量子信息安全系统整体解决方案。
问天量子成功打造出国内最快、全球第二的2GHz 量子密钥分配终端、国内最远的260Km 量子密钥分发、以及规模最大的合肥—芜湖广域量子密码通信网络等一系列处于世界先列的研究成果。
其量子产品主要分为：（1）弱光激光器，普通激光器，要求稳定。（2）调制器（3）普通光纤（4）量子路由器和交换机，公司有专利（4）单光子探测器（接收端），难度大，国内只有安徽问天和安徽量子两家可以做。
2015 年11 月，华夏幸福基业股份有限公司和安徽问天量子科技股份有限公司战略合作达成，二者将通过共建量子保密通信展示控制中心、举办量子保密通信高端研讨会等系列推进“产学研”深度合作，打造“下一代信息网络创新产业园”，推动区域经济高质量、可持续的发展。安徽问天将覆盖京津冀地区的信息安全网络，并辐射延伸至整个华北地区，构筑华北大数据和信息安全中心。
4、ID Quantique （IDQ）：
世界领先的quantum-safe 加密解决方案，旨在保护数据长期的安全，成立于2001 年，是瑞士日内瓦城的一家私人公司。公司是世界上第一个在现实网络环境中部署量子密匙分发的公司；也是第一个在多路复用网络中为商业客户部署QKD的公司。
成立之初主要是证明量子密钥分发的可行性的项目研究，2001 年推出了商用量子密钥分发系统。2004 年9 月，公司正式宣布安装成功第一个量子保密通信系统。自2010 年起公司在全球商业和政府市场开始推出quantum-safe 加密解决方案。2013 年公司又从QWave 资本获得额外的450 万美元资金以扩大其市场份额。
公司为金融行业、全球企业和政府组织等提供quantum-safe 网络加密、安全的量子密钥生成和量子密钥分发解决方案；公司还基于量子物理学开发和使随机数生成器商业化，用于包括安全、游戏和彩票等多个行业；此外，公司是光学仪器产品的领先供应商，尤其是光子计数器及相关电子产品，公司创新的光子解决方案用于商业和研究应用，比如短脉冲激光源和QKD 研发程序的开发平台等。
目前IDQ 与Battelle 合作，已经着手在哥伦比亚市和华盛顿地区建立长达650 公里的量子通信线路，进一步计划建立起连接包括Google、IBM、微软等公司的数据中心，总长超过10000
公里的环美国量子通信网络；同时2015 年公司与Acronis 安克诺斯合作推出领先全球的量子加密安全技术解决方案，为企业提供云端数据保护，协助企业应用量子计算机时代到来。
5、MagiQ：
成立于1999年，是美国私人公司，产品主要包括光纤，高速电子器件和射频、音响和软件等。MagiQ 还拥有研究实验室，实验室主要提供定制的产品、工程设计和合同研发服务光学、量子信息、光纤传感、航空航天和国防应用程序。
推广合作也是直接与私人公司和政府机构，如美国海军军队、美国国防部高级研究计划局、NASA。公司与政府客户的合同技术有了新的突破，公司不断通过创新满足客户的要求。
（1）公司研制的便携式设计，噪音消除医疗录音机取得DARPA（美国国防部高级研究计划局）的认可，成为美国军方升级其医疗记录到一个先进的电子医疗信息系统的一部分；（2）公司展示了显著的性能改进co-site干扰取消使用光学信号处理技术，这种技术允许在大功率干扰下的射频通信，并有效地提高了系统的带宽。极大的满足了军用和商用系统要求；
（3）公司开发出一种高效光纤耦合的纠缠光子源(EPS)。可以提供高通量polarization-entangled 光子兼容现有的DWDM 光纤网络；
（4 ） 公司正在开发一个复杂的脉冲程序员用来生成任意形状的射频脉冲序列与sub-picosecond 时间抖动。这个项目将为量子计算开放强大的新功能以及一系列的其他应用程序，如医疗仪器和通信测试设备领域。
6、朗研光电：
公司致力于超快光纤激光器、量子保密通信系统、单光子探测器和泵浦激光器等相关产品的自主研发和生产，包括光子探测器、网关、交换机等
7、国内A股上市公司：
图解上市公司：
粤公网安备 44030902003195号