量子通信，構(gòu)建自主可控信息安全生態(tài)的重要基石
——訪科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司副總裁唐世彪

本刊記者 王 超

作為最先實(shí)用化的量子信息技術(shù)，量子保密通信有著極高的安全性和保密性，可以有效防止信息被竊取或篡改，保護(hù)國(guó)家秘密和個(gè)人隱私，維護(hù)國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定，得到各國(guó)政府及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注，并逐步成為具有頂層戰(zhàn)略意義的重要領(lǐng)域和發(fā)展方向。

目前，許多量子保密通信理論方案相繼被提出且得到驗(yàn)證，特別是在量子保密通信網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)領(lǐng)域取得了極大的成就，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離的穩(wěn)定傳輸、天地一體化量子保密通信和洲際量子保密通信等。隨著量子保密通信不斷從科學(xué)研究走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，我國(guó)量子保密通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化也已處于世界領(lǐng)先水平。

近日，記者與科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)盾量子”）副總裁唐世彪圍繞量子保密通信的發(fā)展現(xiàn)狀、場(chǎng)景應(yīng)用、未來(lái)的發(fā)展前景和趨勢(shì)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的溝通和探討。

記者：請(qǐng)您談?wù)劊孔颖Ｃ芡ㄐ诺陌l(fā)展現(xiàn)狀。

唐世彪：量子保密通信是最先走向?qū)嵱没彤a(chǎn)業(yè)化的量子信息技術(shù)，其發(fā)展目標(biāo)是構(gòu)建全球范圍的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)體系?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)量子通信領(lǐng)域不論科研還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展都領(lǐng)跑于世界。近年來(lái)，很多歐美發(fā)達(dá)國(guó)家政府、科研機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)資本加速部署、增加投入，對(duì)我國(guó)取得的局部領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)不斷發(fā)起強(qiáng)烈沖擊。

科研方面，在傳輸距離和分發(fā)速率上持續(xù)取得突破。2021年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)在511公里光纖鏈路上實(shí)現(xiàn)雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)，創(chuàng)造了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)中繼光纖量子密鑰分發(fā)傳輸距離的新世界紀(jì)錄。2023年6月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)與清華大學(xué)、濟(jì)南量子院等合作，成功實(shí)現(xiàn)光纖中1 002公里點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)，創(chuàng)下了光纖無(wú)中繼量子密鑰分發(fā)距離的新世界紀(jì)錄。

產(chǎn)業(yè)方面，整體處于開(kāi)拓期。目前量子保密通信網(wǎng)絡(luò)不斷織密，我國(guó)已陸續(xù)建成京滬干線、國(guó)家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)一期工程等干線網(wǎng)絡(luò)，覆蓋了京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈等國(guó)家重要戰(zhàn)略區(qū)域，量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)總里程超10 000公里。同時(shí)，利用“墨子號(hào)”成功經(jīng)驗(yàn)，2022年世界首顆量子微納衛(wèi)星成功發(fā)射，我國(guó)向構(gòu)建低成本、實(shí)用化的天地一體化量子保密通信網(wǎng)絡(luò)邁進(jìn)。目前已經(jīng)在北京、重慶、廣州等地部署了量子衛(wèi)星地面站，實(shí)現(xiàn)與量子衛(wèi)星的星地對(duì)接，并且建成了合肥、濟(jì)南、北京、上海等地的量子城域網(wǎng)。

隨著相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建成，量子安全技術(shù)已在各領(lǐng)域得到逐步推廣，服務(wù)于政務(wù)、金融、電力等行業(yè)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)多年沉淀，國(guó)際和國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在近幾年也取得了突破，為產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

記者：請(qǐng)您談?wù)?，目前量子保密通信的市?chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀。

唐世彪：近年來(lái)，全球主要國(guó)家在量子保密通信領(lǐng)域加強(qiáng)科技政策布局，推動(dòng)量子保密通信技術(shù)向市場(chǎng)傾斜。我國(guó)也在加強(qiáng)關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，向建立天地一體廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系方面不斷發(fā)力，加快布局量子計(jì)算、量子通信等前沿技術(shù)，助力量子科技行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。

事實(shí)上，通過(guò)多年的技術(shù)積累和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，我國(guó)早已初步形成了一條探索型產(chǎn)業(yè)鏈。作為產(chǎn)業(yè)鏈中極具代表性的企業(yè)，國(guó)盾量子不僅為“京滬干線”和星地一體網(wǎng)格提供設(shè)備，還為金融、政務(wù)、電力等領(lǐng)域的客戶提供高等級(jí)量子安全保護(hù)，推動(dòng)了我國(guó)量子保密通信技術(shù)在國(guó)內(nèi)多領(lǐng)域落地應(yīng)用。

在金融領(lǐng)域，國(guó)盾量子通過(guò)與中國(guó)人民銀行和國(guó)家金融監(jiān)督管理總局合作，工商銀行、交通銀行等10多家銀行以及證券、期貨、基金等一批其他金融機(jī)構(gòu)率先開(kāi)展了數(shù)據(jù)中心異地災(zāi)備、企業(yè)網(wǎng)銀實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)賬等應(yīng)用，特別是中國(guó)人民銀行以“人民幣跨境收付信息管理系統(tǒng)RCPMIS”為核心的量子保密通信應(yīng)用。

在政務(wù)領(lǐng)域，建設(shè)多地量子保密通信城域網(wǎng)，并為黨的十八大、黨的十九大、G20杭州峰會(huì)、青島上合組織峰會(huì)、首屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)、2022年冬殘奧會(huì)等國(guó)家重大活動(dòng)成功提供量子安全保障。

在電力領(lǐng)域，通過(guò)與國(guó)家電網(wǎng)合作，實(shí)現(xiàn)了電力領(lǐng)域重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息利用量子保密通信技術(shù)在京滬兩地災(zāi)備中心之間的加密傳輸，并復(fù)用京滬干線沿線量子城域網(wǎng)開(kāi)展基于量子保密通信技術(shù)的內(nèi)部辦公和對(duì)外業(yè)務(wù)的安全防護(hù)。

未來(lái)，隨著量子通信保密技術(shù)不斷向小型化和通用化方向發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域和范圍也將更加廣泛和深入，隨著量子保密通信技術(shù)的不斷升級(jí)和發(fā)展，量子通信將會(huì)從政府及金融、電力等領(lǐng)域的國(guó)家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施方面進(jìn)行進(jìn)一步拓展，向更廣泛的民生方面去應(yīng)用，在信息安全領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

記者：請(qǐng)您談?wù)?，量子保密通信相關(guān)產(chǎn)品及量子計(jì)算操控系統(tǒng)等產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化狀況。

唐世彪：習(xí)近平總書記指出，加快發(fā)展量子科技，對(duì)促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展、保障國(guó)家安全具有非常重要的作用。近年來(lái)，“墨子號(hào)”“九章”“祖沖之號(hào)”等一批重大成果集中涌現(xiàn)，伴隨著我國(guó)量子科技實(shí)現(xiàn)從跟跑、并跑到部分領(lǐng)跑的歷史飛躍，國(guó)內(nèi)量子科技上下游產(chǎn)業(yè)鏈的體系化能力正在穩(wěn)步建立。

在這方面，國(guó)盾量子也交出了滿意的答卷。量子保密通信相關(guān)產(chǎn)品及量子計(jì)算調(diào)控系統(tǒng)等產(chǎn)品的核心元器件均已實(shí)現(xiàn)全部國(guó)產(chǎn)化，少量通用進(jìn)口元器件均有國(guó)產(chǎn)化替代方案。其實(shí)，早在2010年國(guó)盾量子就開(kāi)始布局國(guó)產(chǎn)化，通過(guò)和中電科等國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位合作，2014年即研制出第一批國(guó)產(chǎn)樣片，多次改進(jìn)后已基本達(dá)到進(jìn)口器件水平，近年來(lái)已經(jīng)全面使用國(guó)產(chǎn)SPAD，避免了被“卡脖子”現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，國(guó)盾量子又在2021年推出了國(guó)際上首個(gè)商業(yè)化小型QKD產(chǎn)品。在量子計(jì)算領(lǐng)域，國(guó)盾量子與中國(guó)科大歷經(jīng)3年攻關(guān)，在2020年推出超導(dǎo)量子計(jì)算操控系統(tǒng)，打破國(guó)外壟斷，以相同控制資源計(jì)算，價(jià)格和體積都不到國(guó)外商用儀器的一半。

一方面，量子保密通信相關(guān)產(chǎn)品及量子計(jì)算操控系統(tǒng)等產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化發(fā)展如火如荼；另一方面，我們也充分認(rèn)識(shí)到現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)，就是要在核心技術(shù)和部件上取得更大突破，尤其在小型化和綜合成本方面取得更大成績(jī)，同時(shí)在優(yōu)化應(yīng)用融合模式方面下大力氣，將量子通信與傳統(tǒng)通信、傳統(tǒng)加密系統(tǒng)完美融合，這些都是我們不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。在未來(lái)幾年，通過(guò)關(guān)鍵器件的芯片化，我們相信量子通信產(chǎn)品的尺寸可縮小到手機(jī)大小，并大幅降低成本，這樣就可以更方便地和傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行融合，讓信息安全無(wú)處不在。

記者：您對(duì)量子保密通信的現(xiàn)狀，及未來(lái)的發(fā)展前景和趨勢(shì)有何建議和預(yù)測(cè)？

唐世彪：關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全是重中之重。近年來(lái)，國(guó)家相繼出臺(tái)了《中華人民共和國(guó)數(shù)據(jù)安全法》和《關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)條例》，標(biāo)志著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)進(jìn)入了以關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)為重點(diǎn)的新階段。密碼安全是整個(gè)信息安全的核心。量子保密通信具備信息理論安全，隨著“天地一體”廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完善，并通過(guò)與現(xiàn)有密碼基礎(chǔ)設(shè)施不斷融合，將為網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全提供關(guān)鍵核心技術(shù)能力，解決量子計(jì)算等帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。并且隨著數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，量子保密通信將會(huì)為政務(wù)、金融、電力等領(lǐng)域提供更多的安全應(yīng)用，發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用，為國(guó)家和社會(huì)的信息安全保駕護(hù)航。

當(dāng)前，量子保密通信的應(yīng)用和實(shí)踐已經(jīng)從試點(diǎn)和示范逐步走向小規(guī)模商用。量子保密通信的應(yīng)用場(chǎng)景也得到較大拓展。但由于量子保密通信是前沿科技領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有相應(yīng)的先例可以參考，相當(dāng)于進(jìn)入了“無(wú)人區(qū)”，仍面臨不少問(wèn)題需要解決，目前，有兩個(gè)最大的挑戰(zhàn)：一是核心技術(shù)和部件上的突破，尤其是小型化和綜合成本；二是應(yīng)用融合模式，怎么將量子通信與經(jīng)典通信、經(jīng)典加密系統(tǒng)融合。這兩個(gè)挑戰(zhàn)也是緊密相關(guān)的，需要產(chǎn)業(yè)鏈各單位在QKD關(guān)鍵器件、設(shè)備性能、網(wǎng)絡(luò)功能、應(yīng)用探索等方面共同努力，未來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化板卡式的量子保密通信產(chǎn)品，就像一個(gè)顯卡嵌入到電腦中一樣，通過(guò)量子技術(shù)保護(hù)，讓信息安全無(wú)處不在。

當(dāng)今世界，科技實(shí)力直接決定國(guó)家和民族的前途和命運(yùn)。跟隨模仿沒(méi)有出路，只有抓住科技創(chuàng)新的“牛鼻子”，走高水平科技自立自強(qiáng)之路，才能不斷開(kāi)辟發(fā)展新領(lǐng)域、新賽道，塑造發(fā)展新動(dòng)能、新優(yōu)勢(shì)。面臨以科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)支撐社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)建設(shè)的時(shí)代重任，面臨當(dāng)前全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的歷史機(jī)遇，我們科技工作者要勇?lián)氊?zé)使命，心懷“國(guó)之大者”，矢志“國(guó)之重器”，推動(dòng)科技創(chuàng)新這一“關(guān)鍵變量”加快轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的“最大增量”。

記者：請(qǐng)您談?wù)?，?guó)盾量子在量子保密通信領(lǐng)域的創(chuàng)新研究與成果。

唐世彪：國(guó)盾量子從事量子保密通信產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務(wù)，為光纖量子保密通信網(wǎng)絡(luò)以及星地一體廣域量子保密通信地面站的建設(shè)提供軟硬件產(chǎn)品，服務(wù)政務(wù)、金融、電力等行業(yè)。其產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)知名度較高，目前我國(guó)已建成的實(shí)用化光纖量子保密通信網(wǎng)絡(luò)絕大多數(shù)使用了國(guó)盾量子提供的產(chǎn)品且處于在線運(yùn)行狀態(tài)。

在量子保密通信核心設(shè)備上，在設(shè)備端，國(guó)盾量子的研發(fā)方向是“小型化、集成化、芯片化”，比如“小型化QKD”“微納量子衛(wèi)星地面站系統(tǒng)”等。在量子安全應(yīng)用產(chǎn)品和解決方案上，國(guó)盾量子將成體系的量子通信領(lǐng)域核心技術(shù)與先進(jìn)的ICT及信息安全技術(shù)相融合，在電信基礎(chǔ)設(shè)施、大數(shù)據(jù)、專網(wǎng)與云服務(wù)等方面，為政務(wù)、金融、電力等各行業(yè)和組織提供富有競(jìng)爭(zhēng)力的量子安全產(chǎn)品和解決方案。

另外，國(guó)盾量子一直積極參與標(biāo)準(zhǔn)研制工作。對(duì)量子保密通信等新技術(shù)來(lái)說(shuō)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定是行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用推廣的必要條件。在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方面，目前國(guó)家密碼管理局、工信部等國(guó)家相關(guān)部門已經(jīng)逐步發(fā)布量子保密通信相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為系統(tǒng)全面地建立QKD技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系奠定基礎(chǔ)。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面，公司新增牽頭立項(xiàng)等5項(xiàng)ITU-T國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；牽頭制定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)獲得國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU-T）批準(zhǔn)通過(guò)。截至2022年底，國(guó)盾量子擁有國(guó)內(nèi)外授權(quán)專利408項(xiàng)，先后承擔(dān)科技部863計(jì)劃、多個(gè)省市自主創(chuàng)新專項(xiàng)、省市科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目，并作為量子技術(shù)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)制定主力，牽頭/參與80余項(xiàng)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)研制工作。

未來(lái)，國(guó)盾量子將繼續(xù)堅(jiān)持“一體兩翼”發(fā)展戰(zhàn)略，將繼續(xù)保持量子保密通信核心技術(shù)和業(yè)務(wù)的領(lǐng)先地位，同時(shí)大力推廣量子安全行業(yè)應(yīng)用，大力發(fā)展量子計(jì)算及測(cè)量技術(shù)和產(chǎn)品。我們將持續(xù)跟蹤世界前沿技術(shù)，瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求，堅(jiān)持用戶導(dǎo)向，攜手合作伙伴，構(gòu)建共贏“量子+”產(chǎn)業(yè)生態(tài)。