光子盒研究院出品
密碼技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的基石，量子信息安全使用基于量子物理的密碼技術(shù)(QKD、QT、QSDC等)和基于數(shù)學(xué)算法的密碼技術(shù)(PQC)。這些新一代加密技術(shù)可嵌套在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的不同環(huán)節(jié)，提供一個(gè)額外的安全層，擔(dān)負(fù)起抵御量子時(shí)代的信息安全重任�；谖锢淼腝KD密碼技術(shù)當(dāng)前已有一定應(yīng)用，但仍在發(fā)展階段；基于數(shù)學(xué)算法的現(xiàn)代密碼學(xué)體系已完善且大量應(yīng)用，但密碼破解技術(shù)卻一直在挑戰(zhàn)和刺激著新一代密碼技術(shù)不斷演進(jìn)。
當(dāng)前實(shí)踐量子信息安全的研究與應(yīng)用保障極具現(xiàn)實(shí)意義，必須采取措施以保護(hù)重要的數(shù)字信息不受量子攻擊的威脅。憧憬2023年，我們對(duì)行業(yè)仍然保持信心，期待QKD、QRNG和PQC在各垂直行業(yè)能加速應(yīng)用。
一、物理加密技術(shù)主要進(jìn)展
1）基于光纖傳輸?shù)腝KD線路刷新距離，為千公里陸基QKD打下基矗基于光纖的傳輸在2022年在QKD和量子安全直接通信(QSDC)兩類技術(shù)閃，長(zhǎng)度方上均刷新了長(zhǎng)度紀(jì)錄。
2）子系統(tǒng)縱深發(fā)展，高性能光源、量子中繼器等核心上游器件是重要提升點(diǎn)之一。QKD系統(tǒng)的提升，除了在安全性這一核心方面在提升，也在核心組件級(jí)方面做成努力，例如高品質(zhì)光源。除了在QKD系統(tǒng)中應(yīng)用，量子光源技術(shù)還可能賦能量子計(jì)算和量子精密測(cè)量，因此，發(fā)展新一代光源這一基礎(chǔ)技術(shù)及器件，將為多個(gè)未來(lái)應(yīng)用提供可能性。
3）DI-QKD和MDI-QKD為主要前沿技術(shù)提升方向，尚不構(gòu)成商業(yè)應(yīng)用的能力。設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)(DI-QKD)和測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)(MDI-QKD)協(xié)議是2022年度學(xué)術(shù)論文成果展現(xiàn)的重要方向，MDI是解決攻擊方控制探測(cè)器，DI是解決攻擊方控制所有設(shè)備。需要明確的是，這些技術(shù)都是假設(shè)攻擊方能力非常強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，目前離產(chǎn)業(yè)化還很遠(yuǎn)。
4）基于衛(wèi)星的QKD已有多國(guó)參與研究，以期發(fā)射微納衛(wèi)星以驗(yàn)證組網(wǎng)技術(shù)。衛(wèi)星傳輸是除光纖傳輸之外的重要傳輸方式，也是目前量子通信的主要發(fā)展技術(shù)。由量子通信衛(wèi)星組成的天地一體的量子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，各國(guó)均希望在網(wǎng)絡(luò)安全和通信方面的擁有自主權(quán)，通過(guò)印證衛(wèi)星組網(wǎng)的方案，將量子保密通信網(wǎng)絡(luò)向經(jīng)濟(jì)化、小型化、商業(yè)化發(fā)展。
5）交叉研究正成為量子通信技術(shù)走向?qū)嵱没谋亟?jīng)之路。5G甚至6G與量子通信與安全的結(jié)合，以及計(jì)算網(wǎng)絡(luò)等更多領(lǐng)域與量子通信與安全的結(jié)合都是基于當(dāng)前的已有的成熟技術(shù)展而開(kāi)交叉性研究。無(wú)論量子通信與安全技術(shù)本身怎樣發(fā)展，與全行業(yè)的交叉研究是使這項(xiàng)技術(shù)真正走向?qū)嵱没亟?jīng)的階段。
二、PQC主要進(jìn)展
1）NIST標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目、算法應(yīng)用研發(fā)、推廣遷移部署是PQC領(lǐng)域三大重要工作。
2）網(wǎng)絡(luò)安全、物聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體等領(lǐng)域公司進(jìn)軍PQC，展開(kāi)自研或合作研發(fā)。2022年，有更多的網(wǎng)絡(luò)安全公司、物聯(lián)網(wǎng)和半導(dǎo)體公司開(kāi)展量子通信與安全業(yè)務(wù)，因?yàn)檫@類公司有著強(qiáng)大的應(yīng)用結(jié)合，其傳統(tǒng)業(yè)務(wù)離不開(kāi)為信息安全傳輸。
3）PQC不具備立即商業(yè)化的條件，經(jīng)典密碼向抗量子密碼的過(guò)渡仍有挑戰(zhàn)。
4）美國(guó)是PQC推進(jìn)的主導(dǎo)者，在標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)際推行方面動(dòng)作頻繁。
三、應(yīng)用及商業(yè)進(jìn)展
1）無(wú)論是QKD還是PQC的商業(yè)應(yīng)用都需要考慮到量子計(jì)算實(shí)用化的到來(lái)。
2）最大接入節(jié)點(diǎn)的量子城域網(wǎng)開(kāi)通，為實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用功能案例提供可能。在實(shí)用QKD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，中國(guó)合肥量子城域網(wǎng)(中國(guó)最大量子城域網(wǎng)，包含8個(gè)核心網(wǎng)站點(diǎn)和159個(gè)接入網(wǎng)站點(diǎn)，光纖全長(zhǎng)1,147公里，可為市、區(qū)兩級(jí)近500家黨政機(jī)關(guān)提供量子安全接入服務(wù)。中國(guó)是目前全球在QKD網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，成果最多的國(guó)家。
3）QRNG作為一個(gè)可以應(yīng)用在QKD也有其他應(yīng)用的產(chǎn)品，發(fā)展迅速。
4）量子通信在QaaS、區(qū)塊鏈應(yīng)用、無(wú)人機(jī)、股票交易、智能電網(wǎng)等方面進(jìn)行測(cè)試。量子通信的下游應(yīng)用結(jié)合逐漸拓寬，在QaaS、區(qū)塊鏈、無(wú)人機(jī)、金融、電網(wǎng)等領(lǐng)域也有更多應(yīng)用，拓寬下游發(fā)展空間。
5）PQC已在VPN、IC卡等方面有小規(guī)模試用。
6）移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)先開(kāi)展以通話為主的下游應(yīng)用，離不開(kāi)QKD基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。越來(lái)越多的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商加入量子通信與安全領(lǐng)域，其中，中國(guó)運(yùn)營(yíng)商和韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商表現(xiàn)相對(duì)積極，這與國(guó)家現(xiàn)有的量子保密通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)程度有較大關(guān)聯(lián)。
四、標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展
1）QKD和PQC所涉標(biāo)準(zhǔn)均正在推進(jìn)，新工作組成立擬形成標(biāo)準(zhǔn)。2022年，QKD和PQC的標(biāo)準(zhǔn)化工作均在繼續(xù)向前推進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布節(jié)奏與當(dāng)前各類細(xì)分技術(shù)的發(fā)展節(jié)奏保持在合理的時(shí)序范圍。也就是說(shuō)，當(dāng)前仍有很多細(xì)分的技術(shù)尚未達(dá)到系統(tǒng)性標(biāo)準(zhǔn)化的必要需求，而一些成熟度高、具備標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)的細(xì)分技術(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)化已有序開(kāi)展。
2）更為細(xì)分的技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。
3）中國(guó)在量子通信及安全領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)文件以涉及通信和國(guó)密領(lǐng)域。
量子通信與安全領(lǐng)域是在當(dāng)前信息通信與網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，由于新技術(shù)的出現(xiàn)，豐富了信息安全產(chǎn)業(yè)生態(tài)。同時(shí)，因?yàn)榱孔油ㄐ排c安全技術(shù)仍為前沿技術(shù)，作為輔助產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科研儀器設(shè)備，尤其是一些提供精密測(cè)量、物態(tài)穩(wěn)定(例如低溫設(shè)備)的產(chǎn)品實(shí)際上也為該產(chǎn)業(yè)提供設(shè)備。例如，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，為了追求一些極限的、特殊要求的情況，光源的品質(zhì)或性能參數(shù)要求高于在實(shí)際QKD組網(wǎng)中的產(chǎn)品；低溫恒溫器也會(huì)在一些實(shí)驗(yàn)中作為實(shí)驗(yàn)樣品的環(huán)境輔助使用。需要說(shuō)明的是，有一些精密儀器設(shè)備是量子通信研發(fā)不可或缺的硬件(例如示波器、任意波性發(fā)生器)，這些多是成熟的研發(fā)設(shè)備，因此未列入本次產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商圖譜。
1）上游
量子通信與安全領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈的上游是提供核心設(shè)備及組件的供應(yīng)商。目前PQC的商業(yè)化形態(tài)預(yù)估會(huì)與密碼算法行業(yè)類似，其上游可能為一些軟件類的開(kāi)發(fā)工具和硬件類的測(cè)試設(shè)備等。目前還未形成針對(duì)于PQC的完整產(chǎn)業(yè)鏈，因此未納入本次產(chǎn)業(yè)鏈上游研究范疇。QKD網(wǎng)絡(luò)的搭建目前主要為基于光纖的網(wǎng)絡(luò)和基于衛(wèi)星兩種，基于光纖的QKD網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)占絕大多數(shù)。因此，經(jīng)典的光通信產(chǎn)品在QKD的產(chǎn)業(yè)鏈中也有使用，但這些產(chǎn)品較為成熟(例如電源、光纖、廣電調(diào)制器、偏振分束器、PFGA、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等)且應(yīng)用廣泛，因此未列入本次產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商圖譜。此次研究主要關(guān)注核心的、新型的量子通信產(chǎn)品。這類公司提供光源(例如激光器、糾纏源)、光子探測(cè)器、QRNG和其他組件(例如量子存儲(chǔ)器在遠(yuǎn)距離量子通信及量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮重要作用)。這些產(chǎn)品共同構(gòu)成QKD設(shè)備產(chǎn)品(例如量子密鑰分發(fā)機(jī)、量子密鑰接收機(jī)或量子密鑰接收一體機(jī))。
圖表 2-1 量子通信與安全上游 核心設(shè)備器件注：部分公司的LOGO出現(xiàn)多次，旨在顯示該公司在不同的版塊均有業(yè)務(wù)涉及。
2）中游
圖表 2-2 量子通信與安全中游
圖表 2-3 量子通信與安全公司分布注：本圖行業(yè)參與者主要考慮以量子技術(shù)為核心業(yè)務(wù)的公司，傳統(tǒng)企業(yè)進(jìn)軍量子領(lǐng)域不涉及。
3）下游
產(chǎn)業(yè)鏈下游為量子安全產(chǎn)品需求方及使用方。目前量子安全技術(shù)的下游應(yīng)用仍處在推展行業(yè)應(yīng)用可能性的探索階段。
本次量子安全產(chǎn)業(yè)下游展示的組織由兩方面構(gòu)成：
一類是直接采購(gòu)量子安全產(chǎn)品或服務(wù)組織。例如，與國(guó)防相關(guān)的一些國(guó)家部門(mén)是較早采購(gòu)量子安全設(shè)備的組織；
另一類是對(duì)量子安全產(chǎn)品有需求但同時(shí)與量子初創(chuàng)公司合作研發(fā)產(chǎn)品或服務(wù)的組織。例如，由于QKD的部署絕大多數(shù)是基于現(xiàn)有光纖通信網(wǎng)絡(luò)的，因此，QKD供應(yīng)商和擁有光纖通信基礎(chǔ)設(shè)施的通信商之間存在合作研發(fā)，華為曾和西班牙電信使用SDN在商業(yè)光網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行了量子密碼的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。因此，與通信相關(guān)的企業(yè)，將會(huì)始終作為一大下游應(yīng)用方。
圖表 2-4 量子通信與安全下游-行業(yè)應(yīng)用
目前，QKD是量子通信與安全領(lǐng)域里最成熟的技術(shù)產(chǎn)品，已經(jīng)在多國(guó)多行業(yè)展開(kāi)應(yīng)用，由于PQC算法尚在標(biāo)準(zhǔn)化階段，盡管已經(jīng)有很多技術(shù)供應(yīng)商出現(xiàn)，但仍需待標(biāo)準(zhǔn)公布后收集市場(chǎng)對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的反潰本次評(píng)價(jià)主要針對(duì)擁有QKD整套系統(tǒng)解決方案能力的供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)價(jià)。
根據(jù)CTF模型對(duì)4個(gè)層級(jí)扇面的定義，QKD領(lǐng)域供應(yīng)商評(píng)價(jià)如下：
圖表 3-1 QKD 供應(yīng)商分析注：供應(yīng)商評(píng)價(jià)是為了使采購(gòu)方及廣泛的行業(yè)參與者(例如投資機(jī)構(gòu))了解當(dāng)前企業(yè)的相對(duì)狀態(tài)，為決策提供幫助。使用未來(lái)技術(shù)評(píng)價(jià)的CTF模型(Cutting-edge Tech Fan)，從技術(shù)(包括技術(shù)就緒程度和在研技術(shù)儲(chǔ)備等)、市場(chǎng)(市場(chǎng)開(kāi)拓情況和市場(chǎng)占有率)、企業(yè)綜合積累等多個(gè)維度評(píng)價(jià)供應(yīng)商。
圖表 3-2 QKD 公司所在國(guó)及成立時(shí)間比較注：以上公司僅考慮因?yàn)榱孔蛹夹g(shù)而成立的公司，QKD只是東芝歐洲公司的業(yè)務(wù)之一，不在對(duì)比范疇內(nèi)。
2022年，美國(guó)、加拿大、英國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)、波蘭、印度等國(guó)的量子通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展。
關(guān)于統(tǒng)計(jì)金額的范疇，除了來(lái)自風(fēng)險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的資金(本章不深究風(fēng)險(xiǎn)資本是否為政府產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)基金的情況)，初創(chuàng)企業(yè)也通過(guò)政府組織的項(xiàng)目獲得來(lái)自政府的投資(例如，美國(guó)能源部或英國(guó)UKRI提供資金/獎(jiǎng)金等)，這兩大類資金來(lái)源有時(shí)在企業(yè)的單輪中均有存在，無(wú)法詳細(xì)拆分，因此，來(lái)自風(fēng)險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的投資和政府直接投向企業(yè)的資金均納入此次計(jì)算。本次融資數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)源于公開(kāi)信息，一些公司未將投資情況公開(kāi)或未將投資金額公開(kāi)，這將不在計(jì)算范圍內(nèi)。一些公司的技術(shù)與業(yè)務(wù)不僅涉及量子通信與安全，還可能涉及量子計(jì)算或量子精密測(cè)量，而公開(kāi)的投資金額往往不會(huì)拆分至確切的研發(fā)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(jì)算金額不考慮通貨膨脹和匯率變動(dòng)。綜上，量子通信與安全領(lǐng)域行業(yè)實(shí)際收到的投資金額可能存在偏差，使用數(shù)據(jù)時(shí)需考慮上述情況。
2022年度融資呈現(xiàn)的主要特點(diǎn)如下：
1）2022年量子通信與安全領(lǐng)域融資與2021年相比大幅下降。2022年度量子通信與安全領(lǐng)域共有21家初創(chuàng)公司獲得約3.96億美元融資，包括3個(gè)未披露融資金額的公司(印度QNu Labs公司、中國(guó)合肥硅臻量子公司、中國(guó)弦海量子公司)。
圖表 5-1 2020-2022年全球量子通信與安全領(lǐng)域融資總額(單位：百萬(wàn)美元)
2）資金投向美國(guó)企業(yè)最多，其次是瑞士、英國(guó)、中國(guó)、澳大利亞。2022年被投企業(yè)來(lái)自11個(gè)國(guó)家(英國(guó)、丹麥、美國(guó)、加拿大、韓國(guó)、德國(guó)、印度、俄羅斯、澳大利亞、瑞士、中國(guó))。從已披露的融資金額來(lái)看(印度QNu Labs未披露金額)，資金投向美國(guó)公司金額最高(約1.88億美元，6家公司)，其次為瑞士(約0.75億美元，2家公司)、英國(guó)(約0.44億美元，4家公司)、中國(guó)(約0.41億美元，4家公司)。出現(xiàn)這一情況的原因可能包括美國(guó)的量子通信與安全初創(chuàng)企業(yè)數(shù)量較多，美國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域政策發(fā)布較多，歐美資本市場(chǎng)更加開(kāi)放和活躍等。
圖表 5-2 2022年全球量子通信與安全領(lǐng)域融資額(按被投企業(yè)所在國(guó))(單位：百萬(wàn)美元)
3）融資類型依然以早期為主，種子輪和A輪占比最高。
圖表 5-3 2022年全球量子通信與安全領(lǐng)域融資類型
4）2022年融資事件次數(shù)從2021年的30件降至23件。2022年度總計(jì)發(fā)生融資事件23件，較2021融資事件數(shù)有所降低。并且，單件融資額低于2022年水平，約為1721萬(wàn)美元，但高于2020年平均值。
圖表 5-4 2020-2022年全球量子通信投融資事件數(shù)及平均事件金額(單位：件，百萬(wàn)美元)
5）QKD、QRNG等硬件為主的企業(yè)融資比PQC企業(yè)融資總額高。當(dāng)前量子通信與安全領(lǐng)域企業(yè)主要分為三大類：研發(fā)以量子物理為基礎(chǔ)的產(chǎn)品(例如QKD、QRNG、光源)，研發(fā)量子密碼平臺(tái)產(chǎn)品(Q-SaaS、密碼管理平臺(tái))，研發(fā)以數(shù)學(xué)算法為基礎(chǔ)的產(chǎn)品(全同態(tài)加密算法)。
圖表 5-5 2022年量子通信與安全投資技術(shù)領(lǐng)域分布
6）多國(guó)政府持續(xù)向量子通信與安全領(lǐng)域注資，用于產(chǎn)業(yè)、學(xué)科建設(shè)、人才等方
面。
7）投向量子產(chǎn)業(yè)的資金來(lái)源多樣化，激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛力，有助于推動(dòng)量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展。除了國(guó)家政府、地方政府、投資公司，專業(yè)學(xué)會(huì)也通過(guò)設(shè)立獎(jiǎng)金的方式，鼓勵(lì)量子技術(shù)發(fā)展，例如英國(guó)物理學(xué)會(huì)(IOP)與英國(guó)投資公司Quantum Exponential合作推出創(chuàng)新獎(jiǎng)qBIG，獲獎(jiǎng)?wù)邔@得1萬(wàn)英鎊現(xiàn)金以及來(lái)自學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界人士的指導(dǎo)。這類舉措展現(xiàn)出資本對(duì)量子投資標(biāo)的的渴求，也為初創(chuàng)企業(yè)提供多一個(gè)獲得資金的渠道。
政策作為指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綱領(lǐng)性文件，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，極具前置性和推廣性，也就是說(shuō)政策發(fā)布后，需要逐級(jí)影響到產(chǎn)業(yè)的方方面面。
量子信息與安全領(lǐng)域的產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù)主要?dú)w屬于網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，是網(wǎng)絡(luò)安全這一龐大產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)較為核心和根本的子產(chǎn)業(yè)，向下可延申至多個(gè)行業(yè)涉及的安全產(chǎn)品中。
量子信息與安全產(chǎn)業(yè)從目前已經(jīng)發(fā)展的形態(tài)來(lái)看，主要是由量子物理加密產(chǎn)品與技術(shù)(例如QKD)、PQC、QRNG等帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
1）QKD
2022年全球QKD市場(chǎng)規(guī)模較2021年有所下降，為8億美元，受COVID-19影響，以往由政府資金支持的項(xiàng)目受到影響，很多項(xiàng)目也因疫情和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩而中止或進(jìn)展緩慢，當(dāng)然，QKD還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，公眾的認(rèn)知還需要進(jìn)一步提升，這些都影響到QKD市場(chǎng)的增長(zhǎng)。
我們(ICV)認(rèn)為，隨著全球經(jīng)濟(jì)的逐步恢復(fù)，QKD的應(yīng)用場(chǎng)景逐漸清晰與增多等，未來(lái)幾年將是QKD行業(yè)快速增長(zhǎng)的好階段，到2025年，預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到35.04億美元，這將是2022年的5倍。
圖表 7-1 全球量子通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模 (2019-2025E)(單位: 十億美元)
圖表 7-2 全球QKD下游應(yīng)用預(yù)測(cè) (2022-2025E)
預(yù)計(jì)到2025年，網(wǎng)絡(luò)和平臺(tái)搭建的規(guī)模占比將明顯降低，這是由于過(guò)去幾年主要國(guó)家都進(jìn)行了大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。隨著QKD基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，運(yùn)營(yíng)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的占比將會(huì)顯著增加，運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)迎來(lái)高峰期，更多的下游應(yīng)用展開(kāi)運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。
圖表 7-3 全球QKD產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)(2022-2025E)
2）QRNG
QRNG的應(yīng)用增長(zhǎng)與量子信息時(shí)代的蓬勃發(fā)展有關(guān)，雖然目前經(jīng)典物理的RNG可以滿足當(dāng)前的絕大部分應(yīng)用需求，但顯然QRNG可以給行業(yè)客戶提供更高級(jí)別的安全防護(hù)，特別是在替代軟件隨機(jī)數(shù)方面有著龐大的市常
QRNG的大規(guī)模使用受限于兩個(gè)方面：產(chǎn)品形態(tài)和成本。產(chǎn)品形態(tài)需要快速過(guò)渡到芯片化，而隨之成本也可以大幅度下降，對(duì)于IoT設(shè)備來(lái)說(shuō)，幾美金的成本增加是大規(guī)模應(yīng)用的臨界點(diǎn)。而對(duì)于行業(yè)客戶來(lái)說(shuō)，100-130美金是很重要的價(jià)格接受臨界點(diǎn)，如果不能將終端價(jià)格下降到這個(gè)區(qū)間，QRNG的市場(chǎng)將很難打開(kāi)。
未來(lái)隨著QRNG芯片化技術(shù)的成熟以及成本效應(yīng)的體現(xiàn)，QRNG有望快速進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)中。例如，在5G/6G時(shí)代，大量的移動(dòng)設(shè)備可以使用QRNG增加安全性，QRNG可能大規(guī)模在智能終端設(shè)備、銀行U盾、智能駕駛(無(wú)人機(jī)、無(wú)人船、無(wú)人車)、及其他物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中應(yīng)用。
圖表 7-4 全球QRNG產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測(cè) (2022-2030E)(單位: 十億美元)
3）PQC
PQC市場(chǎng)增長(zhǎng)與PQC標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程及量子計(jì)算機(jī)的實(shí)用化有較大關(guān)聯(lián)。2022年P(guān)QC產(chǎn)業(yè)規(guī)模還處在初期階段，約為1,000萬(wàn)美元。
根據(jù)NIST的PQC標(biāo)準(zhǔn)化工作預(yù)計(jì)完成的時(shí)間點(diǎn)（2024年），我們(ICV)預(yù)計(jì)2024年是全行業(yè)發(fā)展的重要時(shí)間點(diǎn)，之后行業(yè)發(fā)展將進(jìn)入快車道。預(yù)計(jì)到2025年，全球PQC產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到17.7億美金；隨后的幾年，伴隨著量子計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展也將對(duì)PQC的應(yīng)用有極大的促進(jìn)作用，預(yù)計(jì)到2030年，全球PQC產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到424.2億美元。
圖表 7-5 全球PQC產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)測(cè) (2022-2030E)(單位: 十億美元)
1）QKD與PQC繼續(xù)上演最佳解決方案之爭(zhēng)
QKD與PQC密碼技術(shù)是量子時(shí)代網(wǎng)絡(luò)信息安全最重要的技術(shù)選擇。它們的相同點(diǎn)是解決量子時(shí)代信息安全所面臨的問(wèn)題，不同點(diǎn)則很多。例如，QKD和PQC對(duì)信息的保護(hù)機(jī)制不同，可以簡(jiǎn)單理解為QKD是基于物理的、以硬件為主的方式，而PQC是基于數(shù)學(xué)的、以算法軟件為主的方式。
2）QKD發(fā)展目標(biāo)仍為實(shí)現(xiàn)將通信距離擴(kuò)展到可實(shí)用的規(guī)模
在實(shí)際應(yīng)用中，800多公里(當(dāng)前地面光纖QKD通信最遠(yuǎn)距離)地面QKD鏈路的通信范圍仍限于城市圈或區(qū)域范圍，這樣還遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際使用需求。盡管QKD當(dāng)前多項(xiàng)性能參數(shù)具有吸引力，但仍有提升空間，QKD技術(shù)和應(yīng)用的目標(biāo)很重要一點(diǎn)就是將通信距離擴(kuò)展到可實(shí)用的規(guī)模。
3）QRNG獨(dú)立發(fā)展，進(jìn)行技術(shù)迭代，拓展場(chǎng)景應(yīng)用
量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(QRNG)作為一個(gè)相對(duì)成熟的產(chǎn)品，借助QKD被大眾知曉。它不像QKD一樣是一項(xiàng)有一定系統(tǒng)規(guī)模的綜合應(yīng)用，因此，對(duì)于一些想進(jìn)入到量子領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)可以快速切入的領(lǐng)域。同時(shí)，它應(yīng)用廣泛，在計(jì)算模擬、金融支付、生物植入等領(lǐng)域也能發(fā)揮價(jià)值。
4）PQC算法的開(kāi)發(fā)已經(jīng)在進(jìn)行中，但其應(yīng)用規(guī)劃仍處于起步階段
5）以行業(yè)會(huì)議等增進(jìn)溝通方式益于量子新技術(shù)發(fā)展
行業(yè)會(huì)議的舉辦，是在地區(qū)范圍內(nèi)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟范圍內(nèi)較為有效的溝通方式，可以提高行業(yè)知識(shí)共享和交流的效率。量子技術(shù)雖然可以創(chuàng)造新的市場(chǎng)，但對(duì)于量子通信與安全領(lǐng)域的公司，尤其是初創(chuàng)公司來(lái)說(shuō)，沒(méi)有充分的市場(chǎng)需求將會(huì)是件非常麻煩的事。量子信息技術(shù)行業(yè)的下游應(yīng)用需要不斷挖掘和創(chuàng)新，也需要對(duì)產(chǎn)業(yè)的正確引導(dǎo)。行業(yè)會(huì)議是一種很好的宣傳方式，引導(dǎo)行業(yè)客戶、對(duì)接有效需求，從需求來(lái)指引產(chǎn)品研發(fā)，從而加快量子保密和安全產(chǎn)品的應(yīng)用速度。
6）全球合作有助于優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，加速技術(shù)推向應(yīng)用的時(shí)間表
2022年，量子通信及量子信息科學(xué)領(lǐng)域里的全球合作頻出，這些合作的目的主要是為了以他國(guó)的優(yōu)勢(shì)補(bǔ)足本國(guó)的劣勢(shì)，或者是拉攏共建全球、區(qū)域或盟國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈，以期通過(guò)聯(lián)合的方式對(duì)抗一些國(guó)際關(guān)系變動(dòng)帶來(lái)的不確定性。
7）量子通信與安全領(lǐng)域的投資將逐步復(fù)蘇并有新標(biāo)的出現(xiàn)
從宏觀經(jīng)濟(jì)層面來(lái)看，2022年是疫情席卷全球的第三年，世界上主要的經(jīng)濟(jì)體在這一年都逐漸放寬疫情限制，這對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)循環(huán)來(lái)說(shuō)，及時(shí)地注入的動(dòng)力。
從中觀國(guó)家層面來(lái)看，美國(guó)2022年QIS預(yù)算自2019年至今首次下降，俄羅斯也出現(xiàn)過(guò)政府對(duì)既定量子項(xiàng)目投資下降的新聞，不排除這樣的結(jié)果與2022年俄烏沖突造成的開(kāi)支增加及受COVID-19疫情帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)下行有關(guān)。但更多的國(guó)家，在量子通信與安全領(lǐng)域的支持仍未減退。
從微觀企業(yè)層面來(lái)看，2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給量子信息領(lǐng)域，這是對(duì)量子信息科學(xué)的極大認(rèn)可，在這一撥信息潮的，有一大批公眾開(kāi)始知道量子、關(guān)注量子，繼而在未來(lái)的擇學(xué)擇業(yè)中選擇量子信息科學(xué)，這對(duì)未來(lái)的人才儲(chǔ)備有正向影響。但是，這樣的正向影響對(duì)于投資機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)還不夠，機(jī)構(gòu)是理智的，初創(chuàng)公司在近三年的疫情中，成績(jī)必然受到某種程度的折扣，原定的融資計(jì)劃可能延遲，投資標(biāo)的數(shù)量增長(zhǎng)緩慢。
8）主要科技國(guó)均以量子科技凝聚培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)
