2016年,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉成功发射,使量子通信向实用化迈出了关键一步;2017年,全长2000多公里的量子通信京沪干线全线贯通,成为全球首个广域光纤量子保密通信骨干线路,拉开了量子通信产业市场化运营的序幕。同年,上海交通大学金贤敏团队成功进行了首个海水量子通信实验,观察到了光子极化量子态和量子纠缠可在海水中保持量子特性,在国际上首次通过实验验证了水下量子通信的可行性。
业内人士表示,在量子通信领域,中国已经跻身于国际一流的量子信息研究行列,量子通信技术已经从实验室演示走向产业化。笔者通过中国专利文摘数据库(CNABS)和世界专利文摘数据库(SIPOABS),对2018年12月31日之前在量子通信领域提交的专利申请进行检索,并对量子通信领域的专利申请进行态势分析,以期为相关企业提供参考。
投入较大增长较快
所谓量子通信,是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式,是近年来发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。当前,量子通信的发展受到全球瞩目,其在国防、军事、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景。笔者经过专利检索后发现,截至2018年12月31日,涉及量子通信的全球专利申请总量为1925件,其中中国相关专利申请总量为792件,占全球该领域专利申请总量的37.9%。
在2008之前,中国在量子通信领域的专利申请量一直处于较为低迷的状态,年均专利申请量不足5件。而全球同期相关专利申请量年均在50件左右,也就是说,中国该领域的专利申请占全球申请量不足10%。不过,从2009年起,在各方大力支持下,量子通信领域投入了大量的人力物力进行研究,中国该领域的专利申请量呈现出快速增长态势;2011年至今,中国该领域的专利申请量已占据该领域全球专利申请总量的48%以上,增长趋势明显。
笔者经过检索后发现,量子通信专利申请全球排名前十位的专利申请人中,中国占5位,其中安徽量子通信技术有限公司、安徽问天量子科技股份有限公司、浙江神州量子网络科技有限公司、北京邮电大学、国家电网公司分别以44件、42件、32件、29件、27件相关专利申请排名第2、3、6、7、10位。
值得注意的是,在量子通信领域专利申请量排名第一位的是日本的KABUSHIKIKAISHATOSHIBA,其相关专利申请量为85件,其余的国外专利申请人分别为英国的BRITISHTELECOMM,其专利申请量为38件,加拿大的D-WAVESYSTEMS的相关专利申请量为33件,日本的NIPPONTELEGRAPHTELEPHONE的相关专利申请量为28件,美国的LOSALAMOSNATIONALSECURITYLLC的相关专利申请量为27件,它们分别位列该领域全球专利申请的第4、5、8、9名。
协同研发注重应用
笔者发现,近年来量子通信领域的专利申请量快速增长,申请量较多的中国专利申请人大多数为企业,且大多与高校、科研院所有合作关系,尤其是中国科学技术大学。下面,笔者将着重介绍我国量子通信领域重点企业申请人。
安徽量子通信技术有限公司成立于2009年,是由中国科学技术大学发起组建的中国首家从事量子通信技术产业化的新型企业。其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,在量子通信技术产业化的进程中,取得了一系列的重要成果,例如建成世界首个规模化城域量子通信网络“合肥城域量子通信试验示范网”;将量子通信网络化技术在金融领域开拓应用,与中国科学技术大学、新华通讯社联合建成“金融信息量子通信验证网”。
安徽问天量子科技股份有限公司是一家成立于2009年的公司,该公司由芜湖市建设投资有限公司、中国科学技术大学共同投资成立,是我国首批获得军工三证的从事量子信息技术产业化的高新技术企业,现已成立省级量子安全工程技术研究中心、院士工作站、合肥研究院、量子信息联合创新平台等量子信息研发平台,可提供完全自主可控的量子信息安全系统整体解决方案。
国家电网公司是一家以投资建设运行电网为核心业务的企业。目前,国家电网公司初步建成了以中国电科院、全球能源互联网研究院、国网经研院、国网能源院等直属科研单位,海外研发机构为主体,国内外知名高校和院士团队为协同的科技创新体系。近年来,国家电网公司深入研究量子通信技术,首次将量子通信技术应用于卫星应急视频业务,实现对全国两会卫星应急直播的安全保护,并完成北京城域和京沪广域电力量子保密通信网组结构和方案设计,将北京、上海数据中心,国网山东、安徽电力接入国家量子保密“京沪干线”。据了解,国家电网公司未来将进一步探索全球能源互联网战略下的电力量子保密通信网构建与工程建设思路、为量子通信保密技术的业务应用与推广提供参考,形成技术储备。
综上所述,我国相关企业在量子通信领域的研发布局,一方面体现出中国在量子通信领域的技术飞速发展,中国申请人越来越重视对知识产权的保护;另一方面体现出部分高校、科研院所已经将科研重心从实验室转移到实际应用中。笔者建议,相关企业可参考上述企业的发展模式,增强与高校、科研院所的合作,进一步推动量子通信产业化、商业化进程。(张天然方勇)