【安信通信重磅發布】量子通信深度研究:國家信息安全之盾,產業騰飛在即

量子通信在軍用、民用領域應用前景廣闊,市場規模接近千億,量子通信為移動設備加密已經達到產業化條件,預計最快明年可推出商用量子加密手機。2016年3月《第十三個五年規劃綱要》發布,其中量子通信和天地一體化信息網成為十大重點推進項目,預計兩大專項基金支持力度接近千億,極大推動量子通信軍用、民用大規模建設和應用。十三五期間軍用專網安全等級提升迫在眉睫,量子密鑰分發技術成熟,將逐步替代傳統加密方式,構建更安全的辦公通信網加密、戰區安全通信網、軍用指揮控制專網。預計到2018年,量子通信在軍用領域市場空間將超過300億。民用領域,量子通信除了在國防、政府、金融、電力、能源等部門的數據加密應用外,其未來還可以應用於數據中心加密,在歐洲已經有實際應用的案例。早在2012年國盾量子就申請第一代移動通信量子加密網路系統的專利,可以實現移動通信加密,第一代量子加密手機有望最快明年問世。預計在未來三年在不同領域民用市場規模將超過500億元。

下半年「京滬幹線」、「杭滬幹線」和「烏鎮量子通信城域網」建成,標誌量子保密城際固網建設逐步展開,未來三年京津冀、長三角、珠三角等重點城市群將啟動量子通信城域網建設,量子保密固網將初步形成全國性覆蓋。2016年年底前首條城際遠距離量子通信幹線「京滬幹線」、首條量子通信商用有線幹線「杭滬量子商用幹線」將交付使用,實現政府、企業、金融機構等通信數據的絕密傳輸。未來京津冀、長三角、珠三角地區城市群將逐步建設量子通信城域網並互相連通,初步形成量子保密網路骨幹網全國性覆蓋。同時烏鎮量子通信城域網將開始建設,為政務、電力系統、互聯網企業數據中心提供保密通信。2016年6月發布的《長江三角洲城市群發展規劃》明確提出要加快城市群主要城市城域量子通信網構建,建成長三角城市群廣域量子通信網路,並在合肥等主要城市建設異地數據災備中心。同時烏魯木齊、山西、江西等地區政府也將量子通信保密幹線建設作為十三五期間重要規劃。

首顆量子科學實驗衛星將在2016年8月擇機發射,將首次實現衛星和地面間量子通信,初步構建我國廣域量子通信系統,並推動量子通信在廣域網無線加密中的發展。由中國研製的世界首個量子科學實驗衛星經過5年研製,已經完成總裝,通過出廠評審之後,量子衛星將於8月擇機發射。這將是國際上首次實現星地間量子通信,初步構建我國廣域量子通信體系,並極大推動廣域量子網路發展。

投資建議:在國家十三五多項政策、重點項目建設、專項基金驅動下,量子通信進入產業高速發展期,未來三年量子保密網路骨幹網將初步實現全國性覆蓋,軍用民用蘊含近千億市場。同時有望在明年推出首款量子加密手機將為量子通信打開消費市場的廣闊空間。建議投資者關注量子通信產業的黃金投資機會。請投資者重點關注凱樂科技、三力士、科華恆盛、光迅科技、浙江東方、神州信息、寧波建工。

風險提示:量子保密通信產品研發進度不達預期;量子實驗衛星實驗結果不達預期

1. 量子保密固網將覆蓋全國,移動量子加密商用條件成熟

基於量子密鑰分發的保密通信技術較為成熟,已經在中國規模化商用。量子通信按所傳輸的信息是經典信息還是量子信息分為兩類:(1)量子隱形傳態,利用「量子糾纏」效應直接傳輸量子信息;(2)量子密鑰分發,生成的量子密鑰具有不可複製性,給經典信息加密。第二類技術已基本成熟,中國已經產業化並且建設多年的保密通信網路都是基於量子密鑰分發技術。

基於誘騙態的量子密鑰分發的保密通信,能保證通信的「絕對安全」。量子密鑰分發是利用量子不可克隆、不可分割的原理採用「一次一密」、完全隨機的方式進行密鑰分發,目前主要是在光纖或者自由空間利用光子的偏振或者相位特性來實現密鑰傳輸,同時傳統互聯網通信信道完成數據傳輸。由於任何截獲或測量量子,都會改變數子狀態從而被發現,因此確保通信的絕對安全。

1.1. 量子通信作為十三五重點規劃項目,千億級資金推動產業發展

量子通信和天地一體化信息網路被列入十三五重點規劃十大項目,專項基金支持軍民領域大規模應用。2016年3月《第十三個五年規劃綱要》發布,列出未來五年中國計劃實施的100個重大工程及項目,其中量子通信和天地一體化信息網被列入前十大項目,我們預計近期有望獲得專項基金支持,預計兩大專項基金規模接近千億,推動量子通信保密網路在全國範圍內軍用、民用大規模建設和應用。

近年來從國家高層到各地方政府,都給予量子通信高度的關注和推動,量子通信保密網路建設逐漸進入各地區十三五規劃。2016年4月26日,習近平到中國科技大學先進技術研究院參觀高新技術企業科技成果集中展示,在量子通信京滬幹線運管中心,總書記對量子通信研發工作給予肯定,表達:「很有前途、非常重要。」 2015年11月,習近平總書記在關於《中共中央關於制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》說明中就明確指出:「從更長遠的戰略需求出發,我們要堅持有所為有所不為,在航空發動機、量子通信等領域再部署一批體現國家戰略意圖的重大科技項目。可以說國家層面的關注和直接推動,使量子通信產業化迅猛發展。

1.2. 量子保密城際固網建設逐步展開,未來量子保密固網將覆蓋全國

廣域量子通信網路將具有三個層次——城域網路範圍、城際網路和廣域網路。量子通信最終的目標則是全球量子通信網路。基於現在的技術水平,建設需要分三步走。(1)城域量子通信網:城市範圍內利用現有的光纖網路構建城域量通信網路;(2)城際量子通信網路:相隔距離不太遠(100公里量級)的城市間可以利用可信中繼連接各自的城域網,構成城際量子通信網路;(3)廣域量子通信網:國際間以及洲際間,則需要通過衛星的中轉實現星地量子密鑰分發,以建立通信網路的連接,構成洲際量子通信網路。

量子保密通信產業化在中國發展較快,從2010年世界首個量子政務網在蕪湖試運行開始,六年來已經建設完成的多個量子通信城域保密有線網運營情況良好。目前已經運行的城域網路包括蕪湖量子政務網、北京金融信息量子通信驗證網、合肥城域量子通信試驗示範網、濟南量子保密通信試驗網、工行北京分行量子通信加密網等。目前在運營的量子通信城域網通信正確率在98%以上,運營情況良好,也為量子通信固網大規模建設打下良好的基礎。

京滬量子通信幹線和杭滬量子通信幹線將在2016年下半年建成,初步形成量子通信縱向幹線,標誌全國大範圍量子保密幹線建設序幕拉開。預計2016年下半年建成的「京滬幹線」將連接北京、濟南、合肥、南京、上海,全長2100公里,提供4城市間網狀8Gbps加密應用數據傳輸業務,總帶寬設計100G,總投資額5.6億元人民幣,首批客戶主要是金融機構、政府及其他企業。截至3月,京滬幹線已建設完成15個中間基站、1554千米主幹線路光纜勘查和改造。其中,北京城域量子網路已經完成了部署和測試驗收,全天候24小時連續運行,系統穩定運行時間已超過5000小時。預計2016年9月底完成全部應用系統交付,並開始全系統上線聯調,年底完成項目總驗收。首條量子通信商用有線幹線「杭滬量子商用幹線」由浙江神州量子網路科技有限公司投入1.7億元建設,全長160公里。它的建成將實現滬杭區域內的政府、企業、金融機構等通信數據的絕密傳輸。預計在2016年下半年建設並投入使用,並將與京滬幹線對接,初步形成量子通信縱向幹線。

未來京津冀、長三角、珠三角地區城市群超過20個城市將逐步建設量子通信城域網並互相連通,初步形成量子保密網路骨幹網全國性覆蓋。2015年11月,京津冀產業轉移系列對接活動中,潤澤科技發展有限公司與科大國盾量子技術股份有限公司簽約總投資20億元的京津冀量子保密通信網路項目,希望在京津冀主要城市建設量子保密幹線。2016年6月國家發改委發布的《長江三角洲城市群發展規劃》明確提出推進「京滬幹線」等量子通信幹線工程建設,加快城市群主要城市城域量子通信網構建,建成長三角城市群廣域量子通信網路。在合肥等主要城市建設異地數據災備中心。同時烏魯木齊、山西、江西等地區政府也將量子通信保密幹線建設作為十三五期間重要規劃。未來3年內預計全國超過20個城市將建設量子通信保密幹線,初步形成「三橫三縱」結構連接的量子保密網路骨幹網全國性覆蓋。

1.3. 衛星發射推動廣域網建設,無線量子通信具備產業化條件

首顆量子科學實驗衛星將在2016年8月擇機發射,將首次實現衛星和地面間量子通信。要實現廣域的量子保密通信,還需要藉助衛星。這主要是因為大氣對某些特定波長的光子吸收非常小,而且大氣層以外幾乎是真空,因此量子信息的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗。據多家媒體報道,由中國研製的世界首個量子科學實驗衛星經過5年研製,已經完成總裝,在進行出廠前的最後一輪加電測試。通過出廠評審之後,重640千克的量子衛星將於今年6月轉運到酒泉衛星發射中心,並於8月擇機發射。量子科學實驗衛星將和4個量子通信地面站、1個空間量子隱形傳態實驗站共同構成空間量子科學實驗系統,完成包括星地高速量子密鑰分發、廣域量子通信網路、星地量子糾纏分發以及地星量子隱形傳態等多項科學實驗任務。該衛星搭載量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源、量子試驗控制與處理機等有效載荷,具備兩套獨立的有效載荷指向機構,通過姿控指向系統協同控制,可與地面上相距千公里量級的兩處光學站同時建立量子光鏈路。量子衛星需要在兩年的設計壽命中完成三大任務:衛星和地面絕對安全量子密鑰分發、驗證空間貝爾不等式和實現地面與衛星之間隱形傳態。這將是國際上首次實現星地間量子通信,初步構建我國廣域量子通信體系,並極大推動廣域量子網路發展。

我國計劃2020年實現亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發,2030年建成全球化的廣域量子通信網路,與地面量子幹線配合將帶動更多應用需求。結合量子衛星和建設完成的量子保密幹線,我國將初步構建天地一體化的廣域量子通信體系。作為「十三五」重點投資和建設項目,量子通信在軍用專網、政務、金融、能源、電力等重點保密領域有重要應用,量子通信廣域網實驗成功後,將延伸出更多應用需求從而促進量子通信基礎設施建設進一步發展。此外,早前國際量子通信研究的勁旅維也納大學Anton Zeilinger研究組主動提出合作進行星地自由空間量子通信研究的請求,目前中國科學院與奧地利科學院已簽訂合作協議,計劃在該專項的框架下實現北京與維也納之間的洲際量子密鑰分發。據預測,在首顆量子實驗衛星發射成功後,我國還將發射多顆衛星,到2020年實現亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發,屆時聯接亞洲與歐洲的洲際量子通信網也將建成。到2030年左右,則將建成全球化的廣域量子通信網路。

早在2012年國盾量子就申請第一代移動通信量子加密網路系統的專利,可以實現移動通信加密,量子通信在移動通信領域加密產業化條件已經成熟,預計量子加密手機最快明年問世。該專利中量子密鑰分配網路包括若干個量子集控站,每個量子集控站與至少一個量子終端通信,量子終端通過密鑰更新介面與移動終端或非移動用戶通信。在移動終端內設有存儲介質和量子加密模塊,存儲介質存儲下載的共享量子密鑰,量子加密模塊對數據進行加密。量子終端和量子集控站構成量子通信網路的各級節點,量子集控站與其相連的量子終端生成共享密鑰並完成密文的轉發功能。利用該組網、加密技術可以實現智能手機等通訊終端間的保密通信,該技術產業化條件已經成熟。通過產業鏈調研,我們預計明年量子加密的手機就將正式問世。

2. 量子通信技術在軍用民用領域應用前景廣闊

2.1. 軍事保密通信中,量子通信將逐步替代傳統加密

軍用專網安全等級提升迫在眉睫,量子保密將逐步替代傳統加密方式,構建更安全的軍事通信網路。2020年前我國軍隊現代化建設需完成機械化和信息化雙重任務,目前我軍軍事信息化強尚處於初級階段,網路安全、軍事航天、遠海防衛、反導系統、天地一體化通信網路等領域建設迫在眉睫。同時軍用通信網路信息安全保障成為新一輪通信網路建設重中之重,美國、日本等國對中國監聽行動從未停止。2005年3月,美軍「吉米·卡特」核潛艇被改裝安有光纖竊聽裝備後再次服役,用於監視世界各地的海底光纜。美軍部署在日本的巨形雷達天線陣「象欄」用於對俄羅斯、朝鮮、中國的無線電話、電報、傳真以及包括短波、民用航空和航海通信在內的各種無線電信號進行竊聽,尤其針對軍用衛星通信和軍事無線電信號。作為目前被證明絕對安全的加密手段,量子保密在軍用專網中將逐步替代傳統加密,構建更安全的軍事通信網路,預計2018年前,量子通信在軍用領域市場空間將超過300億。

量子密鑰分發通信技術成熟,將逐步應用于軍事專網加密,主要是構建核心辦公通信網加密、戰區安全通信網、軍用通信指揮控制專網加密:

1)構建辦公量子保密通信網

由於軍事辦公機關與外界的互聯主要通過互聯網進行, 傳統的防火牆和信息過濾等技術, 經常難以防護黑客竊取信息。利用量子密鑰分發組建各類軍事機關加密辦公通信網,構成高安全性能的通信網路。

2)構建戰區間量子保密安全通信網

軍改後原七大戰區改成現在的五大戰區:東部戰區、南部戰區、西部戰區、北部戰區、中部戰區。戰區網路建設非常關鍵,不僅需要實現不同軍種、不同區域間有線、無線通信,也需要和戰場上某戰鬥部隊通信。因此除了地面有線、無線網路,還需要藉助衛星實現廣域網移動通信。通過量子密鑰分發對地面網路加密,未來利用量子衛星實現廣域網安全通信, 可以構建作戰區域高安全通信網路。

3)構建量子加密軍用通信指揮控制專網

軍用通信指揮專網C4ISR,將數字化戰場上的指揮中心、各級指揮所、各參戰部隊和武器平台連接起來,通過對獲取戰場信息、信息傳輸、信息分析處理、輔助作戰決策、下達行動指令、引導武器攻擊、評估攻擊效果等各個作戰環節的整體控制,將原專長於不同領域作戰的軍種部隊連接成一個有機整體,提高各基本作戰單元的作戰效能。未來也將逐步採用量子通信加密保障絕對安全。

預計軍用通信指揮專網2018年投資超過千億。軍用通信指揮控制專網(C4ISR)是現代軍隊的神經中樞,中國目前處於建設初期,中國產業信息網顯示未來三年C4ISR投資年複合增長率將超過25%,在2018年投資將達到1440億元,軍用專網基本上都需要加密。另一方面傳統通信加密由於存在被破解的可能有較大安全隱患,而量子加密技術作為一種原理上被證明的無條件安全的通信方式,是保障未來信息社會通信機密性和隱私的關鍵技術,未來有望在軍事專網加密中逐步取代傳統加密。隨著光量子通信技術不斷發展和完善,我們預計該技術將被大量應用於武器裝備系統之中,使得戰場偵察探測、指揮控制、通信網路、武器控制安全性得到全面提升。

2.2. 量子通信在民用領域應用範圍廣闊,市場前景可觀

量子通信在民用領域也十分廣泛,除了在國防、政府、金融、電力、能源等部門的數據加密應用外,其未來還可以應用於數據中心加密,在歐洲已經有實際應用的案例。預計在未來三年全國性針對各行業應用的量子保密幹線建設中,有線幹線建設帶來的市場規模將超過500億元。

我國從2010年至今,已陸續建立了多個量子通信城域示範網路,政府各部門為主要使用對象,對各種保密資料的存儲和傳輸提供安全加密。2010年5月我國在蕪湖市建立的世界上首個量子政務網。該量子政務網連接了該市科技局、招商局、經貿委、總工會和質監局等政府機關以及蕪湖市電信大樓的八個用戶。除了蕪湖量子政務網之外,目前已經運行的城域網路包括合肥城域量子通信試驗示範網、濟南量子保密通信試驗網等。實現了語音電話、傳真、文本通信、文件傳輸和視頻傳輸等量子保密傳輸業務,同時還可以滿足通信量巨大的視頻保密會議和大量公文保密傳輸的需求。

金融領域格外重視客戶信息的可靠性、安全性、私密性,量子通信將保障金融機構的數據傳輸、存儲、有效管理中的安全性,金融用戶也將成為政府之外最重要和需求量最大的客戶。早在2012年2月連接新華社新聞大廈和新華社金融信息交易所的「金融信息量子保密通信技術驗證專線」在北京開通,標誌著量子通信在金融信息安全領域應用開端。2015年2月工商銀行北京分行電子檔案信息在同城間實現量子加密傳輸,量子通信拓展在銀行業信息安全應用。這是量子通信技術在國內銀行業的首次成功應用。2016年9月底「京滬幹線」建成同時,上海陸家嘴金融量子保密通信應用示範網也將同時建成。屆時中國銀監會、工商銀行、民生銀行、北京農商銀行、交通銀行、浦發銀行、東方證券、國泰君安期貨和華安基金等多家金融部門將成為第一批用戶。

量子通信在電網、煤氣管網等重要能源供給基礎設施的監視和通信保障方面有巨大應用。量子通信技術應用於電網主要體現在以下五個方面:(1)構建核心加密通信網。核心加密通信網相對於傳統的防火牆來說更加安全。隨著量子通信距離和多用戶量子通信技術的突破,可在任意兩用戶之間實現量子密匙的加密通信,最大程度的避免電力企業的電腦被攻擊而引發用電行業的癱瘓;(2)構建點對點量子加密保護通道。線路保護和安穩是電力生產一區的重要業務,這就對數據的實時性和安全性提出了很高的要求,量子密鑰分發技術將能極大的實現其高效性和安全性;(3)構建加密量子交換網路。加密量子交換網路主要應用於電力部門的電話業務,通過量子交換機建立高安全的量子交換網路以防止電話遭竊聽和惡意攻擊。(4)構建量子加密異地備份數據傳輸鏈路。量子保密通信在信息保護和保密通信方面具有天然優勢,使用量子加密異地備份數據傳輸鏈路,在主、備數據中心之間能夠構建高效、安全的異地數據備份傳輸通道。(5)應急量子通信。當出現一些自然災害時,一些電力通信的基礎設施可能會大面積被破壞還陷入癱瘓,而構建應急環境下的量子衛星通信系統對未來的應急搶救就變得尤為重要。

數據中心加密未來將成為量子通信重要應用領域,歐洲已經有應用案例。目前IDQ的數據中心解決方案已經可以解決數據中心量子加密的需求,IDQ的數據中心解決方案主要有以下優點:(1)允許組織對大量的數據恢復中心進行加密而不影響其性能;(2)容易安裝,「設置和忘記功能」又能確保加密不會給網路團隊形成額外的負擔;(3)透明的加密機網路確保其可用性的結構和網路在任何情況下都不受影響;(4) CN8000多鏈路加密平台允許組織以一種非常核算的方式與多個不同的鏈接和協議實現大規模的加密,降低數據風險。2015年9月全球領先的雲環境災難恢復及數據保護解決方案提供商Acronics和ID Quantique簽署戰略合作協議,將向Acronics的客戶共同提供雲計算量子加密服務。2016年5月17日,荷蘭第一大電信公司,荷蘭皇家KPN電信集團宣布在藉助IDQ幫助,其海牙和鹿特丹的數據中心實施了基於量子密鑰分發的加密方案。

3. 量子通信發展受到美國歐洲高度重視和積極推動

目前量子通信技術發展走在世界前沿的國家主要有中國、歐洲和美國。研究成果方面,歐洲要領先於美國,歐洲兩位首先發表量子隱形傳態的量子物理學家Anton Zeilinger和Nicolas Gisin多年來一直被認為有望獲得諾貝爾物理學獎。而在量子通信的標準化研究方面,中國則在實際應用方向走在前沿,不僅率先建立了城際量子幹線網,還將發射全球第一顆量子試驗衛星,開展星地間量子糾纏通信實驗。

歐洲在量子通信和量子信息技術研究領域起步較早,且在量子通信和量子信息技術研發領域實力強大。 2013年,英國政府發布為期5年的量子信息技術專項,投入2.7億英鎊用於量子通信和量子計算等方面的研究成果轉化為新應用和新產業;2015年歐盟發布量子安全白皮書,同年年底,歐盟再次採取大規模國際合作,推出用於發展量子信息技術的「歐洲量子科學技術」計劃和《歐洲量子信息處理與通信》計劃;2016年4月,歐盟批准了10億歐元的量子研究基金並計劃於2018年啟動該項目,以促進包括安全通訊網路和通用量子計算機等在內的多項量子技術的發展。

和中國、歐洲相比,美國更注重在量子計算領域的布局。美國政府和科技界在20世紀末便已將量子信息列為「保持國家競爭力」計劃的重點支持課題。其在量子研發方向更加側重於量子計算機的研發,這一點從美國2002年發布的十年發展規劃中可以看出。2011年美國獲得了單量子位處理量子信息的最新系列成果,該成果滿足了建立實用量子計算機的日益嚴格的理論要求。谷歌在量子計算機領域已取得了重大的突破,其同NASA(美國國家航空航天局)、美國大學太空研究協會聯合創建的量子計算機D-Wave 2X,運算速度比普通計算機速度快1億倍。此外,美國的IBM和AT&T也都在積極研究這一領域。2013年美國獨立研究機構Battelle 公布了環美量子通信骨幹網路項目,該項目計劃為谷歌、微軟、亞馬遜等互聯網巨頭的數據中心之間的通信提供量子安全保障服務。2015年美國航空航天局(NASA)計劃在其總部與噴氣推進實驗室(JPL)之間建立一個遠距離光纖量子通信幹線,該幹線的直線距離600千米、光纖皮長1000千米左右、擁有10個中轉基站,並計劃將其拓展到星地量子通信。

4. 量子通信產業鏈公司梳理

4.1. 量子通信產業鏈介紹

上游元器件:

量子通信光器件:量子通信設備需要一部分定製化的無源和有源器件,比如光量子交換機中主要有分光器、光開關;而單光子探測器主要器件有光電倍增管(PMT)、雪崩光電二極體(APD)、增強光電二極體(IPD)等。量子通信上游光器件企業實際也是傳統通信行業光器件供應商。

量子通信加密和組網設備:

量子密鑰分發(QKD)系統的核心設備就是光源和單光子探測器:

量子密鑰分發網路密碼機:將量子密鑰分發技術與傳統商用密碼技術有效融合,可實現大容 量、高性能的網路數據加密傳輸。相比傳統網路安全設備,該產品確保了敏感的密鑰分發過程的安全性,而且密鑰更新速度更快、業務密鑰生命周期更短,從而使系統的安全性得以大幅提升,滿足了各種基於網路的應用系統對信息安全的需求。

單光子光源:理想的單光子源每次只發送一個光子,實驗嘗試過利用單分子激發、量子阱、氮分子色心等方法製備單光子源。

單光子探測設備:單光子接收設備是高速單光子探測器。單光子探測器性能直接影響系統的頻率和成碼率,利用超導單光子探測器和半導體高速單光子探測器的方案基本上都能支持視頻加密。

組網設備:組網設備中包括量子安全網關、光量子交換機、量子網路站控設備等組網設備。其中(1)量子安全網關是量子通信網路組網的核心設備,集成了量子密鑰分發與管理和數據加解密的功能,內部集成有光源、探測器和電子學板卡,能夠實現普通電話、傳真、IP電話、視頻會議及文件傳輸等的應用接入,對語音、視頻、數據等使用量子密鑰進行高安全保密通信;(2)光量子交換機用於多個QKD終端設備間量子信道的搭建,是量子通信網路中實現量子信道共享的設備,位於網路拓撲的匯聚節點,集中管理網路信道資源;(3)量子網路站控設備,即量子集控站,由光量子交換機、量子通信伺服器和量子密鑰分發終端組成。利用多個量子集控站組成多種網路拓撲,可以提高組網的靈活性和穩定性,能方便地對量子通信網路進行擴展,擴大量子通信網路的覆蓋面積,大大擴展通信距離。

量子保密網路基礎建設和運營:量子保密網路作為保密專網,需要專業的專網通信建設和集成商,並在建設後期做好維護服務,向政府、金融、商業客戶提供運營服務。

信息安全應用產業研發:針對軍用、民用客戶的不同需求,未來會產生越來越多的公司利用現有的QKD加密技術做終端、系統等開發。比如阿里巴巴與中科大合作,在2015年10月雲棲大會推出了首款商用量子加密終端;凱樂科技與中創為合作,聯合實現數據鏈量子加密產品產業化並預計在2016年10月份推出原型機。

4.2. 全球領先量子通信產品設備商簡介

國盾量子:公司是中國第一家從事量子信息技術產業化的創新型企業公司,是中國最大的量子通信設備製造商和量子信息系統服務提供商。目前擁有中國最多的量子通信領域技術專利,自主研發的系列化產品涵蓋量子通信網路設備、終端設備、核心器件、科學儀器,以及系統性的管控和應用軟體等,並提供信息安全整體解決方案(即量子保密通信方案+應用)。主要產品為量子網關、光交換機、集控站、量子接收機等。同時是合肥城域量子通信試驗示範網、金融信息量子通信驗證網、濟南量子通信實驗網、和「京滬幹線」主要合作方。此外,公司的產品得到國家密碼行業標準化技術委員會認可並於2014年9月自主研發出國內商密領域的首款量子密碼機。2015年公司與阿里巴巴合作,聯合發布雲量子加密通信產量。2016年與中興皖通聯合研發出量子安全路由器。

都飛通信:公司控股子公司——浙江神州量子通信技術有限公司,是從事量子通信幹線及網路建設和運營的企業,主營業務為量子通信幹線建設,目前公司主要承擔杭滬量子通信幹線的建設任務。杭滬量子通信幹線總長約160公里,總投資約1.7億元,預計2016年建成,將與京滬幹線對接,初步形成量子通信縱向幹線。公司未來的發展戰略:以量子通信網路建設運營為核心,向上游的量子通信設備、器件、半導體材料等領域延伸和下游的量子通信應用領域開拓,打造量子通信上下游產業鏈一體化生態圈,成為量子通信行業發展領軍企業。

安徽問天:公司是我國首家從事量子信息技術產業化的高新技術企業,同時也是我國量子密碼標準制訂工作組牽頭單位。同樣發源於中國科學技術大學,是國家密碼管理局認證的商用密碼產品生產定點單位,擁有國家三級保密資格及公用普通密碼資質。公司已完成的主要項目是與中科大一起在蕪湖市完成了「蕪湖量子政務網」,「蕪湖量子政務網」是公司建立的世界上首個多層級的試運行量子密碼網路。公司自主研發的系列化產品涵蓋量子密碼通信終端設備、網路交換/路由設備、核心光電子器件、開放式實驗系統、科學儀器以及網路化安全管控和應用軟體等,並提供量子信息安全系統整體解決方案。其量子產品主要分為:(1)弱光激光器,普通激光器,要求穩定。(2)調製器(3)普通光纖(4)量子路由器和交換機,公司有專利(4)單光子探測器(接收端),難度大,國內只有安徽問天和安徽量子兩家可以做。

ID Quantique (IDQ):公司是世界上領先的quantum-safe加密解決方案,旨在保護數據長期的安全,成立於2001年,是瑞士日內瓦城的一家私人公司。公司是世界上第一個在現實網路環境中部署量子密匙分發的公司;也是第一個在多路復用網路中為商業客戶部署QKD的公司。成立之初主要是證明量子密鑰分發的可行性的項目研究,2001年推出了商用量子密鑰分發系統。2004年9月,公司正式宣布安裝成功第一個量子保密通信系統。自2010年起公司在全球商業和政府市場開始推出quantum-safe加密解決方案。2013年公司又從QWave資本獲得額外的450萬美元資金以擴大其市場份額。公司為金融行業、全球企業和政府組織等提供quantum-safe網路加密、安全的量子密鑰生成和量子密鑰分發解決方案;公司還基於量子物理學開發和使隨機數生成器商業化,用於包括安全、遊戲和彩票等多個行業;此外,公司是光學儀器產品的領先供應商,尤其是光子計數器及相關電子產品,公司創新的光子解決方案用於商業和研究應用,比如短脈衝激光源和QKD研發程序的開發平台等。

目前IDQ與Battelle合作,已經著手在哥倫比亞市和華盛頓地區建立長達650公里的量子通信線路,進一步計劃建立起連接包括Google、IBM、微軟等公司的數據中心,總長超過10000公里的環美國量子通信網路;同時2015年公司與Acronis安克諾斯合作推出領先全球的量子加密安全技術解決方案,為企業提供雲端數據保護,協助企業應用量子計算機時代到來。

MagiQ:公司成立於1999年,是美國私人公司,產品主要包括光纖,高速電子器件和射頻、音響和軟體等。MagiQ還擁有研究實驗室,實驗室主要提供定製的產品、工程設計和合同研發服務光學、量子信息、光纖感測、航空航天和國防應用程序。推廣合作也是直接與私人公司和政府機構,如美國海軍軍隊、美國國防部高級研究計劃局、NASA。公司與政府客戶的合同技術有了新的突破,公司不斷通過創新滿足客戶的要求。(1)公司研製的攜帶型設計,噪音消除醫療錄音機取得DARPA(美國國防部高級研究計劃局)的認可,成為美國軍方升級其醫療記錄到一個先進的電子醫療信息系統的一部分;(2)公司展示了顯著的性能改進co-site干擾取消使用光學信號處理技術,這種技術允許在大功率干擾下的射頻通信,並有效地提高了系統的帶寬。極大的滿足了軍用和商用系統要求;(3)公司開發出一種高效光纖耦合的糾纏光子源(EPS)。可以提供高通量polarization-entangled光子兼容現有的DWDM光纖網路;(4)公司正在開發一個複雜的脈衝程序員用來生成任意形狀的射頻脈衝序列與sub-picosecond時間抖動。這個項目將為量子計算開放強大的新功能以及一系列的其他應用程序,如醫療儀器和通信測試設備領域。

4.3. 量子通信產業鏈上市公司整理

凱樂科技:軍民融合「大通信」布局成果初現,訂單放量業績高增長

定增17.5億投資數據鏈通信、量子通信和警用民用智能終端,深化軍民融合「大通信」布局,轉型高端通信設備製造商。公告顯示截至2016年4月公司已經簽訂數據鏈通信產品相關訂單接近27億元,我們預計全年訂單量有望接近60億元,將極大增厚公司業績,公司全年業績高增長比較確定。同時公司依託中創為在國防市場的量子通信技術支持,實施數據鏈量子通信加密產品產業化,預計2016年10月推出量子加密原型機,2017年5月31日前完成第一代數據鏈量子加密產品研製並投放市場。我們預測未來兩年軍用通信專網市場規模超過千億,而數據鏈量子通信產品需求超過百億。公司領先布局,未來在軍用民用通信、量子通信、網路安全等領域將迎來新發展機遇,業績高增長同時藉助先進軍用技術將實現高端通信設備製造商轉型。

布局物聯網智能終端和軍工通信,子公司上海凡卓打開新成長空間。在智能手機產業整體向物聯網智能終端轉型趨勢下,上海凡卓轉型民用警用軍用IoT終端綜合ODM廠商,將研發推出警用指控終端和可穿戴設備。政策驅動下,警用執法記錄儀迎來更新潮,上海凡卓聯網雲同步智能指控終端市場前景廣闊,市場需求旺盛,2016年新產品有望規模貢獻收入,提供新業績增長點。全球運營商將逐步關閉GSM網路,存量2G用戶轉向3G/4G為智能手機帶來新增長,加上海外市場拓展加速,我們預計未來上海凡卓手機終端業務保持穩定增長。

光通信行業高景氣,公司傳統光纖光纜業務將保持高增長;併購大地信合、江機民科,民參軍資本運作力度加大未來有望持續。公司目前主要貢獻利潤的業務板塊為光纖光纜及電纜、子公司上海凡卓的智能終端業務、子公司長信暢中醫療信息化業務。由於未來光通信和醫療信息化業務都保持較高景氣度,公司傳統業務將維持高增長。同時公司通過併購軍工通信技術公司大地信合、軍用非標準儀器設備、測試測量系統供應商江機民科,繼續拓展軍工渠道。藉助大地信合、江機民科在航空航天、船舶、中電、兵器以及中科院等國防軍工良好的客戶關係,公司未來有望持續獲得軍工訂單。未來不排除公司民參軍資本運作加速,在軍工領域持續併購,完善布局。

投資建議:軍民融合浪潮下,公司不斷深化「大通信」平檯布局,在軍用民用通信、量子通信、網路安全等領域將迎來新發展機遇,業績高增長同時藉助軍用技術實現高端通信設備製造商轉型。看好公司轉型決心和布局,預計2016~2017年凈利潤為3.31億元和4.74億元, 給予買入-A評級,6個月目標價16.45,請投資者重點關注。

風險提示:數據鏈量子通信產品產業化存在不確定性風險;房地產業務在剝離前持續虧損造成業績不達預期風險;公司光纖光纜業務周期性風險;

三力士:軍民融合成長空間廣闊,兼具業績彈性和安全邊際

切入軍民融合廣闊市場,定增投資「無人潛航器」產業化實現突破,預計今年可投產實現收益。公司定增5億投資無人潛航器生產線,切入無人裝備軍民用領域,拓展長期成長空間。無人潛航器在軍用水下偵察、排雷、潛艇探測,民用水下測繪、油氣勘探等領域有廣泛應用,進口替代市場空間巨大。日前公司承擔研發的無人潛航器項目總體技術方案通過評審,標誌該項目產業化實現突破,預計該募投項目今年可投產實現收益。

設立山西三力士量子通信網路有限公司,擬推動山西量子通信保密網路建設。早在2016年2月22日,山西省副省長張復明就主持召開量子通信項目專題推進會,把山西省量子通信保密網路建設項目作為山西省科技創新的標誌性示範項目,山西省政府將給予大力支持和推進。本次三力士在山西設立子公司幫助山西省建設量子通信保密網,將成為繼合肥、濟南、蕪湖、京滬幹線、杭滬幹線等已經公布的量子示範網之後,新增的省級量子保密通信網,山西省國防、政務、金融等行業應用有望使用該量子保密網。同時,三力士協助建設完成山西「兩平台一張網量子保密通信網」、「基於超算的分散式量子保密通信數據中心」和「『天河二號』超算互聯互通量子保密通信網」後,山西省量子通信保密網將成為目前世界領先的量子保密通信網路。

主營業務高增長,實際控制人多次增持,凸顯安全邊際。受益於橡膠價格下降和產品升級轉型,公司凈利潤在近四年複合增長率超過55.49%。2015年公司凈利潤保持28%以上增速,受益於高端產品升級逐漸成功,隨著新研發高端產品逐漸投放和生產自動化繼續升級,我們預計未來主營業務毛利率將繼續提升。實際控制人之一、總經理吳瓊瑛女士2016年年初累計從二級市場增持公司股票,比例高達1.45%。此前增發中吳瓊瑛女士在5億定增中認購份額佔80%,彰顯實際控制人對公司未來發展堅定信心和加速轉型的決心。

投資建議:公司「空天地海一體化」轉型戰略布局逐漸明朗,無人設備率先實現產業化突破,年內大概率能產生收益。切入量子通信、微納衛星數據運營將為公司提供新業績增長空間。受益於產品升級轉型和原材料價格繼續下降,公司主營業務業績將繼續高增速,實際控制人多次增持,凸顯高安全邊際。我們看好公司優秀的執行力和優質資源推動轉型加速。我們預計公司2016-2017年凈利潤3.35億元和4.63億元,對應EPS分別為0.51元和0.71元,給予買入-A投資評級,6個月目標價22.90元,建議投資者重點關注。

風險提示:公司轉型進度不達預期;原材料橡膠價格波動引起業績波動

科華恆盛:三大業務融合,形成雲計算+能源互聯網的生態體系

北上廣一線城市IDC建設穩步推進,「IDC+雲計算+量子通信」基礎設施與服務的業務生態價值凸顯。公司在北上廣的IDC建設順利展開,我們預計2016年底完成1.5萬機櫃建設,目前來看大部門目標客戶已經初步確定,規劃2017年底將完成累計3萬機櫃建設。不同於其他IDC同行,科華致力於打造電力安全、通信安全、數據安全為一體的的高安全綠色數據中心。在IDC具備較大規模基礎上與雲計算廠商合作拓展IDC增值服務,與雲杉網路合作從IDC向IAAS領域延伸進入混合雲市場。16年市場首篇深度報告中我們提出科華參股的中經雲與科大國盾合作將為公司在量子通信領域占的先機,近期公司直接與科大國盾合作打造傳輸無條件安全的量子通信數據中心,成為A股市場上最純正的量子通信標的。短期看IDC的規模運營將帶來業績的大幅增長,長期看未來雲計算和量子通信運營都將打開巨大的市場空間,「IDC+雲計算+量子通信」基礎設施與服務的業務生態價值凸顯。

新能源領域從光伏電站向充電樁、儲能、微網布局,完善能源互聯網平台。我們預計其分布光伏有望在年底實現100MW併網,光伏電站正常運營將帶來穩定的現金流。公司擁有發電、儲能、充電樁、智能電能管理的全套能源互聯網技術,此次與全球最大的蓄電池生產企業之一的雄韜電源合作,有望將自身在光伏發電、逆變、電源管理領域的技術資源積累與雄韜的電池儲能技術結合形成優勢互補,共同開拓前景廣闊的微網市場。新能源汽車充電業務方案已成功應用於北京、上海、深圳、廈門、寧德、莆田、漳州等地,中標民航「油改電」廈門機場充電樁項目,與合普友電合作推進產品開發和應用。在光伏電站基礎上打造能源互聯網閉環,打造從新能源電站運營,充電樁的銷售和新能源汽車運營的閉環系統。

投資建議:科華恆盛是國內UPS龍頭,高端電源進入軍工、核電高壁壘市場,軌道交通領域高增長。高端電源、新能源、數據中心三大業務融合協同,形成雲計算+能源互聯網的生態體系,我們在深度報告中提出《能源互聯網+IDC雙平台戰略打造新科華》的邏輯逐步得到驗證。並且作為科大國盾首家正式合作的上市公司,在量子通信應用市場中佔得先機,堅定看好公司未來發展。我們預計公司2015-2017年增發後攤薄EPS分別為0.66元/1.09元/1.66元,維持買入-A投資評級,目標價66.40元。

風險提示: IDC、量子通信業務發展不達預期;光伏電站建設進度低於預期

光迅科技:流量時代光器件龍頭迎發展新機遇

2016~2017年全球傳輸網向100G升級、基站帶寬提升、FTTX投資強勁,電信中高速光器件需求將保持高速增長。未來5年由於視頻流量的快速增長,全球互聯網流量仍將保持23%的年複合增長率,對無線網路、固網寬頻、數據中心帶寬不斷提出新挑戰。2017年傳輸網開始向100G升級,25G光模塊需求強勁;未來兩年4.5G建設期,基站光模塊將從現在以6G/10G為主逐步升級到以10G/25G為主。同時全球市場FTTX投資保持強勁增長,僅中國地區我們預測未來2年在FTTX上的投資超過500億元。因此未來兩年電信網路建設對10G及以上速率光模塊需求將保持高增長,極大利好在中高速光器件上有充足供應能力的光迅科技。

數據中心光互聯需求強勁,成為公司另一增長主要驅動力。數據中心光器件市場年複合增長率達到21.5%,預計公司未來光模塊銷售增長將更多來源於數據中心需求。光互聯相比電互聯,更能解決未來數據中心低能耗、高帶寬、高交換容量等需求,因此未來光互聯方案應用將更加廣泛。公司數據中心光模塊銷售增長2015年超過100%,預計2016年將達到70%的增長,銷售收入佔比將超過25%。未來5年公司數據中心光模塊銷售收入有望接近整體銷售額50%,成為公司發展主要驅動力。

預計2017年年中實現25G晶元量產,未來毛利率和全球市場份額將進一步提升。公司計劃2017年年中實現幾款電信和數據中心用25G晶元量產,代表公司100G光模塊供應能力極大提升,將促進公司整體毛利率提升。同時公司中低速光模塊晶元自產比例未來繼續提高,成本持續降低,目前占銷售收入近30%的10G光模塊,晶元自產比例50%左右,還有較大提升空間。預計未來3年公司毛利率都將穩步提升,2018年毛利率有望達到26.5%。作為全球化的光器件廠商,公司放眼海外,加速產業整合,早前有收購IPX、法國艾爾瑪等晶元和器件廠商的成功案例,未來不排除公司通過併購手段繼續增強自身高端晶元的研發能力。

研發實力雄厚,領先布局布局硅光器件、光感測器、量子通信器件等待爆發市場,公司長期發展動力充足。硅光器件被認為是能最有效降低數據中心能耗的途徑,預計到2020年超過16%的數據中心互聯將採用硅光器件連接。作為中國最早開始研發硅光器件的廠商之一,公司在硅光的前瞻布局,將為公司長期發展提供動力。同時公司在應用於物聯網的光感測器、應用於量子密鑰分發網路的通信器件也都領先布局,雖然目前占公司收入比例較小,一旦市場迎來爆發性增長,公司將極大收益。

投資建議:未來電信和數據中心高速光器件市場將保持高增長,公司作為國內光器件龍頭,產品升級加速,即將擁有25G晶元量產能力,市場份額和毛利率未來都將穩步提升,同時研發實力雄厚,硅光、光感測、量子通信器件都將為公司長期發展提供充足動力。我們預測2016~2017年公司凈利潤為3.49億元和4.74億元,6個月目標價74.7元,請投資者重點關注。

風險提示:高速晶元研發進度不達預期

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