量子网络安全市场预计在未来几年将迎来爆发式增长。据光子盒研究院报告显示，2024年全球量子安全产业规模约12.9亿美元，较2023年增长2.1亿美元，增长率达19.4%。预计2030年，这一规模有望达到172.7亿美元，2024-2030年期间年复合增长率为55.9%。若继续保持这一良好发展趋势，预计到2035年，全球量子安全产业规模将达到966.6亿美元。
摩根士丹利报告预测，到2030年前后，第一批具备实质性威胁公钥密码体系的量子计算机可能诞生，对量子安全的需求将激增，推动量子密钥分发（QKD）、抗量子密码（PQC）等领域快速发展，量子安全产业规模有望迎来爆发式增长。
传统加密体系（如RSA、ECC）在量子算法面前可能不堪一击，而量子技术本身又为构建“不可破解”的安全网络提供了新工具。这场攻防博弈中，全球科技巨头、政府机构等正加速布局“量子+网络安全”的下一代技术。
量子+网络安全的核心技术
量子网络安全主要围绕量子密码学展开，其核心思想是利用量子力学原理来确保信息传输的绝对安全。量子网络安全主要包括两大核心技术方向：量子密钥分发（QKD）和抗量子密码学（PQC）。
需要知道的是，QKD和PQC是应对量子计算威胁的两种互补而非互斥的技术。
QKD提供了一种基于物理定律的终极密钥安全性，能够实时发现窃听。它允许通信双方（通常称为Alice和Bob）生成一个只有他们自己知道的共享随机密钥，这个密钥可以用于加密和解密信息。但其高昂的部署成本和技术限制使其主要应用于对安全性要求极高的特定场景（如国家机密通信、金融骨干网络）。目前，中国“京沪干线”已实现全球最长（2000公里）的QKD商用网络。
PQC则是一种在现有经典计算框架下，通过更新算法来抵抗量子攻击的方法。它更具普适性，能够逐步替代当前广泛使用的公钥密码算法，以应对“先窃取、后解密”的威胁，并保护未来数据传输的安全。微软Azure已率先完成全球首个PQC混合加密部署，其Azure Key Vault服务同时支持传统ECC和Kyber算法。
未来，更可能出现的是QKD和PQC的融合应用，例如使用QKD建立核心网络的密钥安全，而PQC则负责更广泛的端点和应用层面的保护。这种混合策略将为全球信息安全提供更全面、更灵活的保障。
中国电信量子集团于2025年5月发布了全球首个融合QKD和PQC的分布式密码体系，横跨超1000公里，标志着我国基于“QKD+PQC”的融合密码技术体系正式迈入可规模商用新阶段。
图：中电信量子集团正式发布全球首个融合QKD和PQC的分布式密码体系
行业巨头与PQC的部署实践：未雨绸缪
当前，量子计算与经典密码体系间的矛与盾之争已进入决战阶段，抗量子密码学（PQC）已成为网络安全领域不可忽视的前沿阵地。据波士顿咨询预测，到2030年全球量子计算市场规模将超过1250亿美元，其中，PQC相关产业将占据三分之一，这场技术革命正在重构全球数字安全版图。
Google长期以来一直是PQC研究的积极参与者，其早在2022年就开始在其内部通信中部署PQC，并持续在Chrome浏览器中测试PQC算法。2024年5月，Chrome已默认在桌面版的TLS 1.3和QUIC协议中启用了ML-KEM（Module-Lattice-based Key-Encapsulation Mechanism）算法，为未来的网络通信安全铺路。
微软研究院也在PQC领域进行了大量研究，并将其研究成果应用于Windows操作系统和Azure云服务中。2025年，微软推出“Quantum Ready”计划，推动PQC的采用，特别是应对“先存储后解密”（harvest-now-decrypt-later）的风险。此外，微软还发布“量子安全计划”（Quantum Safe program），以对抵御量子计算破解加密有所防御。
IBM作为量子计算领域的领导者，该司不仅积极推动量子硬件的发展，也在PQC算法的开发和部署上投入巨大。他们致力于将PQC集成到其企业级解决方案中，帮助客户应对量子威胁。如IBM DataPower产品已经推出了PQC密钥封装机制（KEM）算法的技术预览版，允许其与使用Open Quantum Safe实现的系统进行量子安全通信。IBM的量子路线图也包含了PQC的部署。
AWS（亚马逊网络服务）也在积极探索将PQC算法集成到其云服务中，为用户提供抗量子攻击的加密选项，尤其是在数据存储和传输方面。2025年4月7日，AWS宣布其AWS Key Management Service (AWS KMS)、AWS Certificate Manager (ACM) 和 AWS Secrets Manager的非FIPS端点已支持用于混合后量子密钥协商的ML-KEM算法。 这意味着这些关键服务现在能够提供对量子攻击的抵抗能力。
这些科技巨头部署PQC的实践展示了它们在面对量子威胁时的远见和行动力。
QKD的应用场景与进展：从实验室到实用
量子密钥分发（QKD）技术正逐步从实验室走向实际应用，虽还处于发展初期，但其在特定场景下的应用潜力巨大，尤其是在需要最高级别安全保障的领域，如国家安全、金融交易和关键基础设施。全球各国都在积极投入QKD的研究与部署，力求在未来量子通信领域占据先机。
中国在QKD领域取得了重要成就。2016年，中国成功发射了“墨子号”量子科学实验卫星，误码率低于1%，实现了卫星与地面站之间的量子密钥分发，标志着全球化量子通信网络建设迈出了重要一步。
2017年，中国建成了全球最长的“京沪干线”量子保密通信骨干网，将北京和上海连接起来，为政府、金融、电力等重要部门提供了高安全性的通信服务，成功应用于国家电网、工商银行等机构，有效保障了数据传输的安全性。
欧盟高度重视QKD技术，推出了EuroQCI（欧洲量子通信基础设施）项目。该项目总投资超80亿欧元，计划于2030年前建设一个覆盖全欧洲的量子通信网络，将QKD技术集成到地面光纤网络和卫星链路中，以确保欧盟的数据主权和战略自主性。
截至目前，欧盟成员国已陆续启动各自的国家量子通信基础设施建设，并逐步与EuroQCI主干网对接。例如，德国、法国、意大利等国已开始部署城市范围内的QKD网络，并计划将其整合到EuroQCI框架内。
日本、韩国、美国、新加坡等国家和地区也在积极投资QKD研究，积极探索QKD的商业应用。
日本东芝公司开发的QKD系统已在多个银行和数据中心进行测试，用于保护银行间交易和敏感数据传输。 此外，日本还在积极建设城市范围的QKD测试网络，以验证其在实际环境中的性能和可靠性。
韩国电信（KT）等公司正在推动QKD在5G网络中的应用，旨在为未来移动通信提供更高级别的安全保障。韩国也已在部分金融机构和政府部门部署了QKD系统，以增强其网络安全性。
美国国家标准与技术研究院（NIST）正在主导抗量子密码算法的国际标准化，多家科技公司和研究机构参与其中，为未来的抗量子加密奠定基础。此外，美国军方和部分私营企业对QKD技术表现出浓厚兴趣，一些研究机构和公司正在探索QKD在军事通信、关键基础设施保护以及金融领域的应用潜力，如摩根大通银行与IBM合作测试PQC在支付系统中的部署，预计2025年完成核心系统升级。
新加坡金融管理局(MAS)、星展银行、汇丰银行、华侨银行、大华银行、新加坡数字服务提供商SPTel和新加坡量子通信公司SpeQtral将开展量子安全合作，并研究量子密钥分发(QKD) 在金融服务中的应用。
然而，QKD也面临着一些挑战，如传输距离限制、速率、成本和集成复杂性。目前，QKD主要适用于点对点的高安全通信，构建大规模的全球量子安全网络还需要更多技术突破和基础设施投入。当然，随着中继技术和卫星QKD的发展，这些限制将被克服。
正如NIST所警告：“今天加密的数据，可能已被未来的量子计算机锁定。”量子与网络安全的结合迫在眉睫。量子技术既是最锋利的矛，也是最坚固的盾，在其与网络安全融合的战争中，唯有提前布局者才能抢占制高点。这个过程虽漫长而复杂，但通过全球的共同努力和持续创新，我们将构建一个更加安全、有弹性的数字未来。
[1]https://www.secrss.com/articles/78041
[2]https://mp.weixin.qq.com/s/iSWzqccEVg9c199pYyYcoA
[3]https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/european-quantum-communication-infrastructure-euroqci
[4]https://developer.chrome.google.cn/release-notes/124?hl=zh-cn
[5]https://www.secrss.com/articles/75256
[6]https://www.quantumcas.ac.cn/2024/0712/c24874a647463/page.htm
[7]https://csrc.nist.gov/projects/post-quantum-cryptography
