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摘要：本文主要統计和分析了量子通信领域的专利数据，阐述了量子通信领域专利申请的发展趋势、国别状况以及全球申请人的相关情况，并对量子通信中的量子保密通信以及器件这两个重要分支作了具体分析。
关键词：量子通信；专利；申请；保密
1 概述
量子信息是量子力学与经典信息结合的产物，兼备二者的优点，包括量子通信和量子计算两部分。与传统的经典信息学一样，量子信息学也是研究信息的获取、传输、储存和保密及应用等各种相关规律和方法的科学，而量子通信是量子信息学研究的主要内容。量子通信与经典通信技术相比，具有传输速度快、保密性强等优势。
2 专利总体分析
2.1 专利申请量分析
通过对全球量子通信领域的专利申请进行统计与分析，近几年无论全球还是国内，量子通信的“火热度”都在持续走高，全世界对于量子通信的关注度和重视程度也越来越高。
从1980年代开始，国内外研究人员已经针对量子通信技术做了大量的研究工作，虽然国内的量子通信研究起步几乎与国外同步，但是从图1可以看到，在专利申请上却落后国外十几年。1985年起全球申请量开始了缓慢且持续性的增长，这来源于国外量子通信领域技术的不断突破，也来源于国外政府对于量子通信领域先知的重视。特别是美国、日本、欧洲，在很早之前就将量子通信研究加入到国家发展策略之中。全球专利申请量于1999年-2006年间形成了一个持续快速的增长，这是由于量子通信领域的分支技术的不断延展以及基本器件如单光子光源以及单光子探测器的快速发展，之后于2006-2009年间有少量的下降后从2010年开始进入了下一个增长期。
国内申请量在2005年达到一个小巅峰，这是由于2005年中国科学院院士潘建伟及其团队在国际上首次实现了五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输。国内申请量在2010年后呈现迅速增长的态势，比全球增长速率还要更快，这是由于2008-2009年潘建伟在合肥建成了3节点、5节点的光量子电话网，2010年清华-中科大团队又首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发，不断的技术突破以及实用化进程的快速推进，都促成了近5年间我国量子通信领域专利申请的大增长。
从图2中可以看出，前三名的日本、美国、中国三个国家的专利申请总量加起来几乎占据了量子通信专利量的3/4。有外界评论称“中国仅用了十年时间就在量子通信领域达到了全球领先水平”，而相应的，专利申请方面中国也仅用了十几年时间就能与美国、日本比肩。而且就现在的技术发展趋势以及实用化趋势来看，中国在未来几年间很有可能会超越美国、日本，成为专利占有量最多的国家。
2.2 专利申请人分析
从图3中可以看出，日本公司占据大部分，如日本电气株式会社、东芝、日本电信电话株式会社等，它们的专利申请持续时间久并且平均。申请量第一的日本电气株式会社在2004-2010年间的申请量较大，近几年则较少，而申请量第三的东芝则在近几年也有很大的申请量，是日本公司中势头最好的。申请量第二的MAGIQ技术公司（美国）在2001-2009年间有集中大量的专利申请，但是在2009年后不再有任何申请。
上榜的中国申请人安徽问天量子科技公司、安徽量子通信技术公司、中国科学技术大学其实都属于中科院团队，可见由潘建伟教授引领的中科大团队依然是中国量子通信领域的中流砥柱。
3 量子通信中的保密技术
保密性是量子通信区别于传统通信方法最重要的优势。时至今日，量子保密通信领域已经发展出了许多不同的技术，有基于共享密钥的量子密钥分配（QKD）、量子密钥协商（QKA）及量子秘密共享（QSS），还有量子安全直接通信（QSDC）， 量子隐写，量子加密算法，量子签名，量子认证等。
量子保密通信领域的专利申请量和整个量子通信领域的专利量趋势是类似的，因为量子保密通信技术是现阶段量子通信领域的一个主要部分。从图4可以看出，量子保密通信领域全球重要申请人中申请量第一为MAGIQ公司，但是其已经停止了在量子通信领域的专利申请。而我国的安徽量子通信技术有限公司申请量第三，还有许多高校和研究院名列前茅，这和我国以中科院团队为代表的科学研究者在量子保密通信领域技术的不断突破和世界领先的量子保密通信网络实用化分不开。
4 量子通信中的器件
单光子光源领域的专利申请量近几年呈现一种疲态，说明单光子光源技术发展陷入瓶颈期。全球申请量在2001年后呈现迅速增长的趋势，而在2007年之后一直波动下降；国内申请量直至2009年都非常的少，只在2013年达到一个小巅峰。
从单光子光源全球申请人来看，前十名中日本公司占据了一半：东芝、日立、岛津、富士通、第一实业共占据了5席，可见日本公司在光学器件方面一直以来的优势也表现在单光子光源的研发上。
从单光子探测器专利申请量趋势可以看出，近十几年来单光子探测器的发展趋势逐渐高涨。全球申请量在2002年之后开始快速增长，而国内申请量也于2005年后不断增多。
单光子探测器专利全球申请人中中国申请人占据了大半数，而南京大学是全球单光子探测器专利申请量最大的申请人，可见我国在单光子探测器方面具有一定的优势。而且重要申请人中还包括两家公司，一家是安徽问天量子科技股份有限公司，是我国首家从事量子信息技术产业化的高新技术企业；一家是广东汉唐量子光电科技有限公司。可见相比起单光子光源，单光子探测器要更为趋近商业化。
5 总结
从全球范围来看，日本公司整体上居于最领先的定位，美国虽然申请总量居第二，但是有绝对竞争力的申请人不多，而这些国外公司并没有在中国进行大规模的专利布局。
对于量子通信领域，中国无论是技术上还是专利上都具备一定的优势，纵观整个量子领域中国申请人的专利申请，主要领头人是中科大研究团队以及旗下的两家公司，而其他高校研究所的申请少量而分散，没有形成体系。
可以大胆的预测，在接下来的十年间，中国也许能够保持迅猛的势头超越技术相对停滞的美国、专利申请开始减缓的日本，成为量子通信领域真正的领军者，将量子通信技术真正地带入人们的日常生活，走进新的量子时代。
参考文献：
[1] 徐启建， 金鑫， 徐晓帆. 量子通信技术发展现状及应用前景分析[J]. 中国电子科学研究院学报， 2009（5）：491-497.
[2] 张涛. 量子密钥分配网络研究[D]. 中国科学技术大学， 2008.
[3] 蔡文奇. 量子保密通信中若干关键器件的研制[D]. 中国科学技术大学， 2010.
[4] 张晓峰， 朱俊， 曾贵华. 量子光源综述[J]. 南京邮电大学学报：自然科学版， 2011， 31（2）：83-93.
关键词：量子通信；专利；申请；保密
1 概述
量子信息是量子力学与经典信息结合的产物，兼备二者的优点，包括量子通信和量子计算两部分。与传统的经典信息学一样，量子信息学也是研究信息的获取、传输、储存和保密及应用等各种相关规律和方法的科学，而量子通信是量子信息学研究的主要内容。量子通信与经典通信技术相比，具有传输速度快、保密性强等优势。
2 专利总体分析
2.1 专利申请量分析
通过对全球量子通信领域的专利申请进行统计与分析，近几年无论全球还是国内，量子通信的“火热度”都在持续走高，全世界对于量子通信的关注度和重视程度也越来越高。
从1980年代开始，国内外研究人员已经针对量子通信技术做了大量的研究工作，虽然国内的量子通信研究起步几乎与国外同步，但是从图1可以看到，在专利申请上却落后国外十几年。1985年起全球申请量开始了缓慢且持续性的增长，这来源于国外量子通信领域技术的不断突破，也来源于国外政府对于量子通信领域先知的重视。特别是美国、日本、欧洲，在很早之前就将量子通信研究加入到国家发展策略之中。全球专利申请量于1999年-2006年间形成了一个持续快速的增长，这是由于量子通信领域的分支技术的不断延展以及基本器件如单光子光源以及单光子探测器的快速发展，之后于2006-2009年间有少量的下降后从2010年开始进入了下一个增长期。
国内申请量在2005年达到一个小巅峰，这是由于2005年中国科学院院士潘建伟及其团队在国际上首次实现了五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输。国内申请量在2010年后呈现迅速增长的态势，比全球增长速率还要更快，这是由于2008-2009年潘建伟在合肥建成了3节点、5节点的光量子电话网，2010年清华-中科大团队又首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发，不断的技术突破以及实用化进程的快速推进，都促成了近5年间我国量子通信领域专利申请的大增长。
从图2中可以看出，前三名的日本、美国、中国三个国家的专利申请总量加起来几乎占据了量子通信专利量的3/4。有外界评论称“中国仅用了十年时间就在量子通信领域达到了全球领先水平”，而相应的，专利申请方面中国也仅用了十几年时间就能与美国、日本比肩。而且就现在的技术发展趋势以及实用化趋势来看，中国在未来几年间很有可能会超越美国、日本，成为专利占有量最多的国家。
2.2 专利申请人分析
从图3中可以看出，日本公司占据大部分，如日本电气株式会社、东芝、日本电信电话株式会社等，它们的专利申请持续时间久并且平均。申请量第一的日本电气株式会社在2004-2010年间的申请量较大，近几年则较少，而申请量第三的东芝则在近几年也有很大的申请量，是日本公司中势头最好的。申请量第二的MAGIQ技术公司（美国）在2001-2009年间有集中大量的专利申请，但是在2009年后不再有任何申请。
上榜的中国申请人安徽问天量子科技公司、安徽量子通信技术公司、中国科学技术大学其实都属于中科院团队，可见由潘建伟教授引领的中科大团队依然是中国量子通信领域的中流砥柱。
3 量子通信中的保密技术
保密性是量子通信区别于传统通信方法最重要的优势。时至今日，量子保密通信领域已经发展出了许多不同的技术，有基于共享密钥的量子密钥分配（QKD）、量子密钥协商（QKA）及量子秘密共享（QSS），还有量子安全直接通信（QSDC）， 量子隐写，量子加密算法，量子签名，量子认证等。
量子保密通信领域的专利申请量和整个量子通信领域的专利量趋势是类似的，因为量子保密通信技术是现阶段量子通信领域的一个主要部分。从图4可以看出，量子保密通信领域全球重要申请人中申请量第一为MAGIQ公司，但是其已经停止了在量子通信领域的专利申请。而我国的安徽量子通信技术有限公司申请量第三，还有许多高校和研究院名列前茅，这和我国以中科院团队为代表的科学研究者在量子保密通信领域技术的不断突破和世界领先的量子保密通信网络实用化分不开。
4 量子通信中的器件
单光子光源领域的专利申请量近几年呈现一种疲态，说明单光子光源技术发展陷入瓶颈期。全球申请量在2001年后呈现迅速增长的趋势，而在2007年之后一直波动下降；国内申请量直至2009年都非常的少，只在2013年达到一个小巅峰。
从单光子光源全球申请人来看，前十名中日本公司占据了一半：东芝、日立、岛津、富士通、第一实业共占据了5席，可见日本公司在光学器件方面一直以来的优势也表现在单光子光源的研发上。
从单光子探测器专利申请量趋势可以看出，近十几年来单光子探测器的发展趋势逐渐高涨。全球申请量在2002年之后开始快速增长，而国内申请量也于2005年后不断增多。
单光子探测器专利全球申请人中中国申请人占据了大半数，而南京大学是全球单光子探测器专利申请量最大的申请人，可见我国在单光子探测器方面具有一定的优势。而且重要申请人中还包括两家公司，一家是安徽问天量子科技股份有限公司，是我国首家从事量子信息技术产业化的高新技术企业；一家是广东汉唐量子光电科技有限公司。可见相比起单光子光源，单光子探测器要更为趋近商业化。
5 总结
从全球范围来看，日本公司整体上居于最领先的定位，美国虽然申请总量居第二，但是有绝对竞争力的申请人不多，而这些国外公司并没有在中国进行大规模的专利布局。
对于量子通信领域，中国无论是技术上还是专利上都具备一定的优势，纵观整个量子领域中国申请人的专利申请，主要领头人是中科大研究团队以及旗下的两家公司，而其他高校研究所的申请少量而分散，没有形成体系。
可以大胆的预测，在接下来的十年间，中国也许能够保持迅猛的势头超越技术相对停滞的美国、专利申请开始减缓的日本，成为量子通信领域真正的领军者，将量子通信技术真正地带入人们的日常生活，走进新的量子时代。
参考文献：
[1] 徐启建， 金鑫， 徐晓帆. 量子通信技术发展现状及应用前景分析[J]. 中国电子科学研究院学报， 2009（5）：491-497.
[2] 张涛. 量子密钥分配网络研究[D]. 中国科学技术大学， 2008.
[3] 蔡文奇. 量子保密通信中若干关键器件的研制[D]. 中国科学技术大学， 2010.
[4] 张晓峰， 朱俊， 曾贵华. 量子光源综述[J]. 南京邮电大学学报：自然科学版， 2011， 31（2）：83-93.