一個涉及多地的量子信息科學國家實驗室(下稱“國家實驗室”)正在設立,常年投資將達千萬元。
第一財經記者從2018年國際量子密碼大會上了解到,中國正在設立的國家實驗室涉及南京、上海和深圳等地,僅杭州量子信息實驗室占地就將達554畝,這么規模在全球都比較罕見。
這也是繼墨子號量子衛星、量子通訊“京滬干線”之后,中國在量子科學領域的又一次大手筆投入。中國科學技術學院(下稱“中科大”)內部人士向第一財經記者透漏,目前該項目早已獲得廣東省和廣州市政府各10萬元左右的配套啟動資金,而國家常年投入將達到千萬元人民幣。
千億級規模的國家項目
上周,來自中、美、德、奧、英、法、日等國的500多位專家聚首北京,出席上述量子密碼大會,共同研討量子通訊領域最新進展和未來趨勢,其中包括量子信息理論創始人——美國科學家查爾斯?本內特()和美國科學家吉爾斯?國安德()。這也是中國首次舉行量子密碼領域最著名、影響力最廣泛的國際學術峰會,更將推動量子通訊發展的產業化路徑。
國家實驗室是國家計劃施行的“科技創新2030——量子通訊與量子計算機重大項目”的承當實體,建成后將以國家信息安全和估算能力提升等重大需求為導向,著重突破以量子信息為主導的第二次量子革命的前沿科學問題和核心關鍵技術,培植形成量子通訊、量子估算和量子精密檢測等戰略性新興產業,占據量子科技國際競爭和未來發展的制高點。
自上世紀90年代以來,量子信息科學得到迅猛發展,量子通訊、量子估算和量子精密檢測等量子信息技術可以在確保信息安全、提高運算速率、提升檢測精度等方面突破精典信息技術的困局,為保障國家安全和支撐國民經濟可持續發展提供核心戰略力量。
在學術界與產業界的協同努力下,我國正奮勇占據量子信息革命的全球制高點?!澳犹枴绷孔涌茖W實驗衛星、國家量子保密通訊“京滬干線”等項目取得重大創新成果,實用化光纖量子保密通訊技術在金融、政務、電力、云估算、大數據等更多行業領域破冰應用,以及實現量子安全服務邁進聯通應用的量子安全服務聯通引擎(QSS-ME)平臺產品的推出,證明了我國量子信息技術尤其是量子通訊技術產業化的蓬勃發展已現疲態,正在吸引越來越多的企業投身其中。
從信息安全市場的角度來看,量子通訊的市場前景愈發可期。技術研究公司最新報告預測,2018年全球信息安全產品及服務總額將超過1140億港元,較今年降低12.4%;預計2019年信息安全市場將持續下降8.7%,達1240億澳元。
前瞻產業研究院發布的報告顯示,2017年,我國量子通訊行業市場規模達到了180萬元,到2018年將達到320萬元左右,環比下降77.78%,預計到2024年,我國量子通訊行業建設及營運服務市場規模達912萬元,環比下降13.57%。按照預測,國外量子通訊短期市場規模在100億~130萬元左右,常年市場規模將超過千萬元。
中國科大學教授、中科大常務副主任潘建偉在會議上表示:“世界各國都在做量子通訊的發展規劃,中國在國際量子通訊領域之所以能處于領導者的地位,是由于六年前,我們就選擇了從基礎研究起步的艱辛公路,把握了核心技術,如今到了產業化階段就不太會遇上‘卡舌頭’的問題了?!?span style="display:none">6HN物理好資源網(原物理ok網)
值得注意的是,中國互聯網大鱷阿里、騰訊和百度也都加入了這場量子科技峰會。阿里巴巴首席通訊科學家謝崇進對第一財經記者表示:“來自各國的科學家一起討論各類新型的量子加密合同和量子通訊的產業化應用前景,可以讓我們了解到行業的最新進展?!?span style="display:none">6HN物理好資源網(原物理ok網)
在提到量子通訊的實際應用場景時,謝崇進表示:“其一是公司內部系統的須要,其一是顧客的需求。我們曉得顧客在那里,這是阿里巴巴參與到量子通訊產業化的優勢,但如今應用層面最大的問題是還沒有完善標準?!睋私?,阿里巴巴在北京投資了“中科院-阿里巴巴量子估算聯合實驗室”,在硅谷也設有量子實驗室。除此之外,華為也在日本設有一個量子中心。
國際學界也給與中國量子通訊產業化發展高度的關注。本內特和拉齊奧德在接受第一財經記者專訪時表示,中國“墨子號”量子科學實驗衛星的發射是了不起的創舉,中國在量子通訊領域的突破“喚醒”了世界。
“墨子號”的發射以及一系列中國量子通訊領域的突破在全球范圍內造成了巨大的關注,這一里程碑式的創舉將量子秘鑰分發的距離拓展到了千公里量級,把量子通訊推向了實際應用的風口?,F在,全世界都在向中國量子產業化發展的進程看齊。
創立于2001年的全球首家從事量子秘鑰分發(QKD)的商業公司、總部坐落加拿大日內瓦的IDQ創始人Gisin(尼古拉斯·吉森)對第一財經記者表示:“近六年來,中國量子通訊技術的發展速率和規模是驚人的?!北M管走在量子通訊商業化的最前沿,IDQ也仍然在關注中國市場產業化的發展,并尋求與一切可能的中國伙伴的合作。IDQ目前市值早已超過10億英鎊。
在此次國際量子密碼大會上,各國科學家介紹了最新進展:日本將在全境建設跨歐亞臺灣的秘鑰分發網路,這也是所有的項目中最為宏偉的一項,我國已實現的數千公里量子秘鑰分發將大有用武之地;意大利、韓國表示正在制定量子通訊的基礎設施建設規劃;英國、歐洲、日本等都在推動量子通訊衛星的發射計劃。
中國科大學也已確定計劃,將在“墨子號”量子科學實驗衛星的基礎上,繼續研發3至5顆低軌量子通訊衛星,以實現量子秘鑰分發的實用化,同時還將著手舉辦中高軌量子通訊衛星的研發。
作為“墨子號”衛星的首席科學家,潘建偉表示中國將保持開放態度,積極參與國際合作。他介紹道,今年以來,中科大與中科院武漢技術化學所等組成的科研團隊印度 量子通訊,與俄羅斯科大學安東-塞林格研究組合作,借助“墨子號”在中國和俄羅斯之間實現了歷時7600公里的洲際量子秘鑰分發,并借助共享秘鑰實現加密數據傳輸和視頻通訊。塞林格也是潘建偉在維也納學院的博士導師。
去年下半年,我國科研團隊還將與美國帕多瓦學院合作,化學學家伽利略曾在該校執教。據悉,與美國、加拿大的合作也提上議題。
爭奪國際量子通訊標準競爭
中國的目標是,力爭到2030年左右率先建成全球化的廣域量子保密通訊網路,并在此基礎上,建立信息充分安全的“量子互聯網”。
因此,我國早已建成了聯接天津、上海,貫串北京、合肥等地歷時2000多公里的量子保密通訊骨干線路——“京滬干線”,實現多地城域網路的接入,而且得到了成功應用;而未來多顆量子通訊衛星的發射將才能解決更長距離的廣域傳輸的困局。
隨著量子通訊技術的不斷成熟,以量子秘鑰分發為核心的量子保密通訊,正漸漸成為量子科學實用化速率最快的領域。潘建偉表示,大會上多位專家都提及,量子保密通訊的基礎設施建設正在全球提速。這好比是在實驗室和實用化之間架起了一個“連接”,讓更多的人可以參與進來。
2016年,國科控股聯合中科大共同發起組建國科量子,聚焦量子保密通訊網路設施的規劃、建設、推廣、運營和維護。后續規劃建設的廣域量子保密通訊骨干網路覆蓋范圍將逐步從京津冀、長江經濟帶擴充至全省,覆蓋各省會、直轄市及計劃單列市等大小型城市,并延伸至海外區域。
會議結束后,潘建偉又同本內特和國安德等科學家抵達國際互聯網會議的舉行地同里,繼續就量子通訊標準的制訂進行深入的研討。第一財經記者了解到,隨著未來更多量子通訊衛星計劃發射,怎么制訂針對衛星的量子通訊標準也被提上議題。
在量子通訊的標準化研究方面,目前法國處于領先地位。2008年,南非維也納的量子通訊網路演示項目完成后印度 量子通訊,法國聯通標準化商會(ETSI)創立了包括16家成員單位在內的ISG-QKD小組,展開前瞻性的標準化工作,涉及應用案例、物理插口、應用插口、安全驗證、模塊安規等內容。2015年6月,法國發布量子安全藍皮書。
我國量子通訊領域標準化研究相對意大利起步晚一些,但也正在通過總結技術研究最新進展以及試點應用經驗產生標準化成果。交大國盾量子總裁趙勇博士告訴第一財經記者,中國早已在構建系統性能測評標準,建立量子通訊標準化工作。交大國盾量子是參與推進中國量子通訊標準化擬定的重要力量之一。
趙勇稱,標準化是建立產業鏈的關鍵,是產業成熟的必經之路。標準的制訂須要各個國家的共同努力,各國專家早已著手接洽國際標準,企圖確定技術的安全性、通用性規則,并爭取盡快確立,這將為量子通訊產業化進一步掃除障礙。
他還向第一財經記者透漏,中國信息安全測評中心早已聯合交大國盾量子于2017年在ISO提出了量子秘鑰分發相關的國際標準化項目,并獲得了立項,為我國爭奪國際量子通訊標準競爭搶得先機。
目前量子通訊的商業需求主要集中在安防、能源、電力等國家戰略領域,農行等金融領域的顧客也正在試用。據賽迪顧問預測,到2020年,量子通訊將主要應用于國防、金融和政務領域,兩者之和將搶占市場規模的96%。
趙勇說,規?;獙⑼苿恿孔油ㄓ崙贸杀旧蠞q,產業鏈的企業通力合作將能挖掘更多應用場景。
因為量子信息技術的巨大潛在價值,歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源,舉辦國家級的協同攻關。諸如,歐共體在2016年宣布投資10億美元啟動量子技術旗艦項目;近來,印度議會也即將通過了“國家量子行動計劃”;此前,小型高科技公司如微軟、微軟、IBM等也紛紛強勢介入量子估算研究。