成都市加快發(fā)展量子通信產(chǎn)業(yè)的思考

寇熙正

量子通信是利用量子疊加態(tài)和糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的新型通信方式，能夠有效防止信息泄露，避免信息爭端，具有絕對安全性和超高效率性的特點(diǎn)，被視作守護(hù)網(wǎng)信安全的“殺手锏”。量子通信產(chǎn)業(yè)在我國起步較晚，但受益于政策大力支持及資金大量投入，我國量子通信產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越發(fā)展，在試點(diǎn)應(yīng)用數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模方面保持全球領(lǐng)先地位。成都是國家八大通信樞紐之一，正致力于建設(shè)國際性區(qū)域通信樞紐，具備發(fā)展量子通信產(chǎn)業(yè)的客觀需求和潛在市場。本文通過概覽全國量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，梳理成都產(chǎn)業(yè)發(fā)展條件，對成都加快發(fā)展量子通信產(chǎn)業(yè)提出建議，供參考。

國內(nèi)量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸壯大，但市場培育仍然不足

經(jīng)過近年來的市場拓展，我國量子通信產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模逐漸壯大。2017-2019年，是我國量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一個黃金周期，行業(yè)市場規(guī)模從180億元上升到426億元，年平均增長率超過50%。據(jù)估算，截至2020年底，我國量子通信產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為540億元，是2017年的3倍。隨著“十四五”期間國家對量子信息技術(shù)研發(fā)支持力度加大，量子通信產(chǎn)業(yè)將迎來新一輪發(fā)展高潮。據(jù)相關(guān)行業(yè)研究報(bào)告數(shù)據(jù)預(yù)測，我國量子通信產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模在未來五年將保持16.55%的年平均增速高位增長，市場規(guī)模將在2025年首次突破千億大關(guān)，達(dá)到1032億元。

雖然我國量子通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大，但市場培育仍然不足。與人工智能、干細(xì)胞等其它未來產(chǎn)業(yè)相比，量子通信產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模仍然偏小，僅為人工智能產(chǎn)業(yè)（約1600億）的三分之一、干細(xì)胞產(chǎn)業(yè)（約1200億）的一半左右。同時，大眾對量子通信產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識還需普及，導(dǎo)致量子通信產(chǎn)業(yè)潛在市場未完全轉(zhuǎn)化，市場發(fā)展尚處于初級階段。

核心技術(shù)取得突破，但創(chuàng)新平臺支撐有限

鑒于量子隱形傳態(tài)（QT）技術(shù)仍處于前沿研究階段，我國科研團(tuán)隊(duì)將量子密鑰分發(fā)（QKD）技術(shù)作為主要攻關(guān)方向，目前已經(jīng)取得階段性成效。濟(jì)南量子技術(shù)研究院與中科大合作，成功研制出國際首個集成化的多通道量子頻率轉(zhuǎn)換芯片；山西大學(xué)李永民研究團(tuán)隊(duì)成功在強(qiáng)偏振擾動信道上實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā)；中科大研究團(tuán)隊(duì)率先攻克基于一對超糾纏態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程糾纏提純技術(shù)難題；潘建偉團(tuán)隊(duì)成功研制出國際上超導(dǎo)量子比特?cái)?shù)量最多的可編程超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之號”，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了可編程的二維量子行走。

雖然我國量子通信技術(shù)不斷突破，但產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺支撐有限。現(xiàn)階段，國內(nèi)量子技術(shù)研究以高校團(tuán)隊(duì)自主研究為主，缺乏平臺整合。國省級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)研究中心、企業(yè)技術(shù)中心等各類創(chuàng)新平臺數(shù)量較少，且多數(shù)現(xiàn)有平臺仍處于建設(shè)試驗(yàn)階段，尚不能與現(xiàn)有技術(shù)研發(fā)攻關(guān)能力相匹配。

產(chǎn)業(yè)版圖輪廓顯現(xiàn)，但地域分布不夠均衡

近年來，在國家政策的支持引導(dǎo)和城市發(fā)展的迫切需求下，量子通信產(chǎn)業(yè)逐漸成為許多城市未來產(chǎn)業(yè)布局的重點(diǎn)。目前，已經(jīng)形成北京、上海、合肥、武漢、杭州等地“多點(diǎn)開花”的發(fā)展格局，城市特色逐步顯現(xiàn)。其中，北京通過加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和狠抓關(guān)鍵技術(shù)并舉，在量子直接通信技術(shù)領(lǐng)域全國領(lǐng)先；上海注重區(qū)域抱團(tuán)合作和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化研究雙輪驅(qū)動，已經(jīng)牽頭或參與多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的起草與評議；合肥發(fā)力培育量子通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)，通過設(shè)立量子通信增長源基金、規(guī)劃量子產(chǎn)業(yè)園區(qū)，成為全國量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地。

雖然我國量子通信產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)“多點(diǎn)”布局局面，但地域分布極不均衡。東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，支撐量子通信產(chǎn)業(yè)在技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用場景建設(shè)等各方面全國領(lǐng)先；中部地區(qū)依托特色優(yōu)勢，許多城市亦實(shí)現(xiàn)了量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展“彎道超車”；西部地區(qū)受限于地理位置、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等多方面原因，量子通信產(chǎn)業(yè)布局滯后，面臨較大發(fā)展困境。

推廣力度不斷加深，但規(guī)模應(yīng)用尚未實(shí)現(xiàn)

我國大力推廣量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，目前，量子通信已經(jīng)廣泛應(yīng)用于政務(wù)、金融、國防、商業(yè)等領(lǐng)域，根據(jù)各領(lǐng)域的不同需求，創(chuàng)造出個性化應(yīng)用場景。其中，政務(wù)領(lǐng)域主要應(yīng)用于政務(wù)辦公及政務(wù)服務(wù)等，該類應(yīng)用目前推廣最成熟、占比最重，達(dá)到30%。國防領(lǐng)域事關(guān)國家最高機(jī)密，對量子技術(shù)應(yīng)用推廣要求最高，主要包括軍事信息對抗、深海安全通信等四大場景。金融領(lǐng)域是目前量子通信應(yīng)用最具亮點(diǎn)的領(lǐng)域，我國金融業(yè)已經(jīng)在全球率先形成多種量子保密通信應(yīng)用。商業(yè)應(yīng)用在我國起步稍晚，但發(fā)展迅速，許多云量子加密通信產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生。未來，量子通信將深入“互聯(lián)網(wǎng)+”行業(yè)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用的突破。

雖然我國量子通信產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景不斷增多，但規(guī)模應(yīng)用尚未實(shí)現(xiàn)。目前，量子通信產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還存在一定不確定性。例如量子密鑰分發(fā)技術(shù)仍有諸多難點(diǎn)需要攻克、產(chǎn)業(yè)鏈培育發(fā)展相較于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)難度更大、發(fā)展環(huán)境還未達(dá)到最優(yōu)等問題都將影響規(guī)模化應(yīng)用進(jìn)程。

成都市發(fā)展量子通信產(chǎn)業(yè)的條件分析

從發(fā)展優(yōu)勢看：具備技術(shù)研發(fā)能力，關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)提供支撐

目前，成都以量子通信基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵元器件研究為主要突破方向，依托中電科30所、中科院光電所、電子科技大學(xué)、成都信息工程大學(xué)等重點(diǎn)科研機(jī)構(gòu)和高校，已經(jīng)具備一定的量子通信技術(shù)研發(fā)能力。尤其是中電科30所，研究領(lǐng)域涉及基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵元器件、系統(tǒng)集成、實(shí)際應(yīng)用、安全測評等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)。與此同時，成都作為全球重要的電子信息產(chǎn)業(yè)基地，已經(jīng)形成“芯屏端軟智網(wǎng)”全產(chǎn)業(yè)體系，電子信息雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能夠?yàn)榱孔油ㄐ女a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。

從發(fā)展短板看：基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，龍頭企業(yè)極為缺乏

截至2020年底，我國已建成“京滬干線”、“武合干線”、“滬杭干線”三條量子通信保密干線，而“成渝干線”僅完成現(xiàn)場勘察和規(guī)劃設(shè)計(jì)

等前期工作，距離骨干網(wǎng)絡(luò)建成尚有很長距離。同時，北京、上海、濟(jì)南、宿州等七市已經(jīng)完成城域量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，而成都市電子政務(wù)外網(wǎng)（量子保密通信服務(wù)試點(diǎn)）仍處于建設(shè)階段。基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后導(dǎo)致全市對量子通信企業(yè)吸引力不足，目前，成都招引行業(yè)龍頭企業(yè)較為困難，全市能“拿得出，叫得響”的本土企業(yè)極少，且大多數(shù)企業(yè)還處于前期建設(shè)階段，尚未形成完整產(chǎn)業(yè)鏈。

從發(fā)展機(jī)遇看：國省層面高度重視，本地市場空間巨大

量子通信產(chǎn)業(yè)作為肩負(fù)國家安全的未來先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，愈發(fā)受到政府重視。我國“十四五”規(guī)劃綱要中提出瞄準(zhǔn)人工智能、量子信息等前沿領(lǐng)域，實(shí)施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項(xiàng)目，加速孵化計(jì)劃，布局一批未來產(chǎn)業(yè)。四川省以構(gòu)建現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)體系為契機(jī)，積極推動北斗、網(wǎng)絡(luò)安全、量子通信等信息安全產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先發(fā)展。成都作為西部地區(qū)重要的通信樞紐、全國軍民融合戰(zhàn)略基地，吸引了眾多軍工企業(yè)、科研院所來蓉布局，全市軍工領(lǐng)域具有保密資質(zhì)的企事業(yè)單位超過350家，為量子通信產(chǎn)業(yè)應(yīng)用推廣孕育了巨大的市場空間。

從發(fā)展挑戰(zhàn)看：先進(jìn)地區(qū)領(lǐng)先發(fā)展，面臨區(qū)域競爭追趕

放眼中東部，北京、上海、武漢、合肥等城市聚力攻關(guān)量子關(guān)鍵技術(shù)，加速量子通信產(chǎn)業(yè)應(yīng)用推廣，已取得顯著成效。北京成立量子信息科學(xué)研究院，致力于夯實(shí)理論研究；上海較早啟動量子保密通信大數(shù)據(jù)服務(wù)中心建設(shè)；合肥大力促進(jìn)量子通信產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，在合肥高新區(qū)打造全國唯一的“量子一條街”。縱覽西部，西安、貴陽、重慶等城市亦蓄勢待發(fā)，加快量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐。西安量子科技產(chǎn)業(yè)園初具雛形，重慶大力招引龍頭企業(yè)，先后引進(jìn)國科量子、阿基米米等數(shù)字項(xiàng)目。成都量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，已面臨“前有標(biāo)兵，后有追兵”的嚴(yán)峻形勢。

成都市發(fā)展量子通信產(chǎn)業(yè)的建議

未來五年，是全國各城市卡位未來產(chǎn)業(yè)細(xì)分賽道，實(shí)現(xiàn)由先進(jìn)技術(shù)引領(lǐng)向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時期。成都發(fā)展量子通信產(chǎn)業(yè)有基礎(chǔ)、有優(yōu)勢、有需求，應(yīng)當(dāng)借勢借力、加快發(fā)展，從系統(tǒng)謀劃、技術(shù)攻關(guān)、培育企業(yè)、優(yōu)化載體四方面發(fā)力，力促成都量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“快車道”，邁上新臺階。

加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，繪制產(chǎn)業(yè)發(fā)展“新藍(lán)圖”

深入研判量子通信產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展趨勢，結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及比較優(yōu)勢，將量子通信與成都市信息安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展統(tǒng)籌謀劃，鞏固成都市信息安全尤其是商用密碼產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。加快出臺成都支持量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見，明確全市量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位、發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展重點(diǎn)，大力支持量子通信在網(wǎng)絡(luò)信息安全、電子政務(wù)、金融、電力等重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用，打造一批特色示范亮點(diǎn)，以市場化推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

聚焦關(guān)鍵技術(shù)，占據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展“制高點(diǎn)”

緊密跟蹤國際國內(nèi)量子技術(shù)發(fā)展動向，圍繞量子通信前沿技術(shù)、關(guān)鍵元器件等核心環(huán)節(jié)系統(tǒng)梳理關(guān)鍵技術(shù)目錄，聯(lián)合中電科30所、中科院光電所、電子科技大學(xué)、成都信息工程大學(xué)等在蓉科研院所、高校開展技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)。前沿技術(shù)領(lǐng)域圍繞量子密鑰分配、量子安全直接通信、量子機(jī)密共享等開展攻關(guān)；關(guān)鍵元器件領(lǐng)域做好量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器模塊及芯片、量子光源、探測器等核心器件研發(fā)。

引育龍頭企業(yè)，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展“主力軍”

堅(jiān)持外地招引與本土培育并舉的核心思路，筑牢量子通信發(fā)展企業(yè)基礎(chǔ)。依托量子通信產(chǎn)業(yè)鏈全景圖，針對產(chǎn)業(yè)鏈條上成都處于“空白”、薄弱的環(huán)節(jié)或想發(fā)力、能發(fā)力的環(huán)節(jié)，實(shí)施精準(zhǔn)招商，大力招引一批“鏈主”企業(yè)。鼓勵國科量子、中創(chuàng)為等已引進(jìn)企業(yè)加大在蓉量子通信產(chǎn)業(yè)鏈布局，加快在蓉項(xiàng)目建設(shè)力度。同時，以量子技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用為核心，重點(diǎn)抓好本土行業(yè)領(lǐng)軍骨干型企業(yè)培育，加速孵化一批量子通信高新技術(shù)企業(yè)。

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展“新生態(tài)”

規(guī)劃建設(shè)量子通信產(chǎn)業(yè)園等專業(yè)載體，以集聚集群思維吸引量子通信產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)入駐，打造面向全球、覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的量子通信產(chǎn)業(yè)基地。堅(jiān)持圍繞關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)引才引智，形成多層次多類型的量子通信產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)和服務(wù)體系。研究出臺量子通信技術(shù)推廣應(yīng)用扶持專項(xiàng)政策，在技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、示范推廣、融資支持等多方面形成持續(xù)、配套的政策體系。