一個(gè)涉及多地的量子信息科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（下稱“國(guó)家實(shí)驗(yàn)室”）正在設(shè)立，常年投資將達(dá)千萬(wàn)元。
第一財(cái)經(jīng)記者從2018年國(guó)際量子密碼大會(huì)上了解到，中國(guó)正在設(shè)立的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室涉及南京、上海和深圳等地，僅杭州量子信息實(shí)驗(yàn)室占地就將達(dá)554畝，這么規(guī)模在全球都比較罕見。
這也是繼墨子號(hào)量子衛(wèi)星、量子通訊“京滬干線”之后，中國(guó)在量子科學(xué)領(lǐng)域的又一次大手筆投入。中國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院（下稱“中科大”）內(nèi)部人士向第一財(cái)經(jīng)記者透漏，目前該項(xiàng)目早已獲得廣東省和廣州市政府各10萬(wàn)元左右的配套啟動(dòng)資金，而國(guó)家常年投入將達(dá)到千萬(wàn)元人民幣。
千億級(jí)規(guī)模的國(guó)家項(xiàng)目
上周，來(lái)自中、美、德、奧、英、法、日等國(guó)的500多位專家聚首北京，出席上述量子密碼大會(huì)，共同研討量子通訊領(lǐng)域最新進(jìn)展和未來(lái)趨勢(shì)，其中包括量子信息理論創(chuàng)始人——美國(guó)科學(xué)家查爾斯?本內(nèi)特（）和美國(guó)科學(xué)家吉爾斯?國(guó)安德（）。這也是中國(guó)首次舉行量子密碼領(lǐng)域最著名、影響力最廣泛的國(guó)際學(xué)術(shù)峰會(huì)，更將推動(dòng)量子通訊發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化路徑。
國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是國(guó)家計(jì)劃施行的“科技創(chuàng)新2030——量子通訊與量子計(jì)算機(jī)重大項(xiàng)目”的承當(dāng)實(shí)體，建成后將以國(guó)家信息安全和估算能力提升等重大需求為導(dǎo)向，著重突破以量子信息為主導(dǎo)的第二次量子革命的前沿科學(xué)問(wèn)題和核心關(guān)鍵技術(shù)，培植形成量子通訊、量子估算和量子精密檢測(cè)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，占據(jù)量子科技國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和未來(lái)發(fā)展的制高點(diǎn)。
自上世紀(jì)90年代以來(lái)，量子信息科學(xué)得到迅猛發(fā)展，量子通訊、量子估算和量子精密檢測(cè)等量子信息技術(shù)可以在確保信息安全、提高運(yùn)算速率、提升檢測(cè)精度等方面突破精典信息技術(shù)的困局，為保障國(guó)家安全和支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供核心戰(zhàn)略力量。
在學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同努力下，我國(guó)正奮勇占據(jù)量子信息革命的全球制高點(diǎn)。“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、國(guó)家量子保密通訊“京滬干線”等項(xiàng)目取得重大創(chuàng)新成果，實(shí)用化光纖量子保密通訊技術(shù)在金融、政務(wù)、電力、云估算、大數(shù)據(jù)等更多行業(yè)領(lǐng)域破冰應(yīng)用，以及實(shí)現(xiàn)量子安全服務(wù)邁進(jìn)聯(lián)通應(yīng)用的量子安全服務(wù)聯(lián)通引擎（QSS-ME）平臺(tái)產(chǎn)品的推出，證明了我國(guó)量子信息技術(shù)尤其是量子通訊技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的蓬勃發(fā)展已現(xiàn)疲態(tài)，正在吸引越來(lái)越多的企業(yè)投身其中。
從信息安全市場(chǎng)的角度來(lái)看，量子通訊的市場(chǎng)前景愈發(fā)可期。技術(shù)研究公司最新報(bào)告預(yù)測(cè)，2018年全球信息安全產(chǎn)品及服務(wù)總額將超過(guò)1140億港元，較今年降低12.4%；預(yù)計(jì)2019年信息安全市場(chǎng)將持續(xù)下降8.7%，達(dá)1240億澳元。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報(bào)告顯示，2017年，我國(guó)量子通訊行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了180萬(wàn)元，到2018年將達(dá)到320萬(wàn)元左右，環(huán)比下降77.78%，預(yù)計(jì)到2024年，我國(guó)量子通訊行業(yè)建設(shè)及營(yíng)運(yùn)服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)912萬(wàn)元，環(huán)比下降13.57%。按照預(yù)測(cè)，國(guó)外量子通訊短期市場(chǎng)規(guī)模在100億~130萬(wàn)元左右，常年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)千萬(wàn)元。
中國(guó)科大學(xué)教授、中科大常務(wù)副主任潘建偉在會(huì)議上表示：“世界各國(guó)都在做量子通訊的發(fā)展規(guī)劃，中國(guó)在國(guó)際量子通訊領(lǐng)域之所以能處于領(lǐng)導(dǎo)者的地位，是由于六年前，我們就選擇了從基礎(chǔ)研究起步的艱辛公路，把握了核心技術(shù)，如今到了產(chǎn)業(yè)化階段就不太會(huì)遇上‘卡舌頭’的問(wèn)題了。”
值得注意的是，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)大鱷阿里、騰訊和百度也都加入了這場(chǎng)量子科技峰會(huì)。阿里巴巴首席通訊科學(xué)家謝崇進(jìn)對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“來(lái)自各國(guó)的科學(xué)家一起討論各類新型的量子加密合同和量子通訊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景，可以讓我們了解到行業(yè)的最新進(jìn)展。”
在提到量子通訊的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，謝崇進(jìn)表示：“其一是公司內(nèi)部系統(tǒng)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(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢(shì)，但如今應(yīng)用層面最大的問(wèn)題是還沒(méi)有完善標(biāo)準(zhǔn)。”據(jù)了解，阿里巴巴在北京投資了“中科院-阿里巴巴量子估算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，在硅谷也設(shè)有量子實(shí)驗(yàn)室。除此之外，華為也在日本設(shè)有一個(gè)量子中心。
國(guó)際學(xué)界也給與中國(guó)量子通訊產(chǎn)業(yè)化發(fā)展高度的關(guān)注。本內(nèi)特和拉齊奧德在接受第一財(cái)經(jīng)記者專訪時(shí)表示，中國(guó)“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射是了不起的創(chuàng)舉，中國(guó)在量子通訊領(lǐng)域的突破“喚醒”了世界。
“墨子號(hào)”的發(fā)射以及一系列中國(guó)量子通訊領(lǐng)域的突破在全球范圍內(nèi)造成了巨大的關(guān)注，這一里程碑式的創(chuàng)舉將量子秘鑰分發(fā)的距離拓展到了千公里量級(jí)，把量子通訊推向了實(shí)際應(yīng)用的風(fēng)口。現(xiàn)在，全世界都在向中國(guó)量子產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程看齊。
創(chuàng)立于2001年的全球首家從事量子秘鑰分發(fā)（QKD）的商業(yè)公司、總部坐落加拿大日內(nèi)瓦的IDQ創(chuàng)始人Gisin（尼古拉斯·吉森）對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示：“近六年來(lái)，中國(guó)量子通訊技術(shù)的發(fā)展速率和規(guī)模是驚人的。”盡管走在量子通訊商業(yè)化的最前沿，IDQ也仍然在關(guān)注中國(guó)市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，并尋求與一切可能的中國(guó)伙伴的合作。IDQ目前市值早已超過(guò)10億英鎊。
在此次國(guó)際量子密碼大會(huì)上，各國(guó)科學(xué)家介紹了最新進(jìn)展：日本將在全境建設(shè)跨歐亞臺(tái)灣的秘鑰分發(fā)網(wǎng)路，這也是所有的項(xiàng)目中最為宏偉的一項(xiàng)，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)的數(shù)千公里量子秘鑰分發(fā)將大有用武之地；意大利、韓國(guó)表示正在制定量子通訊的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃；英國(guó)、歐洲、日本等都在推動(dòng)量子通訊衛(wèi)星的發(fā)射計(jì)劃。
中國(guó)科大學(xué)也已確定計(jì)劃，將在“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研發(fā)3至5顆低軌量子通訊衛(wèi)星，以實(shí)現(xiàn)量子秘鑰分發(fā)的實(shí)用化，同時(shí)還將著手舉辦中高軌量子通訊衛(wèi)星的研發(fā)。
作為“墨子號(hào)”衛(wèi)星的首席科學(xué)家，潘建偉表示中國(guó)將保持開放態(tài)度，積極參與國(guó)際合作。他介紹道，今年以來(lái)，中科大與中科院武漢技術(shù)化學(xué)所等組成的科研團(tuán)隊(duì)印度 量子通訊，與俄羅斯科大學(xué)安東-塞林格研究組合作，借助“墨子號(hào)”在中國(guó)和俄羅斯之間實(shí)現(xiàn)了歷時(shí)7600公里的洲際量子秘鑰分發(fā)，并借助共享秘鑰實(shí)現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通訊。塞林格也是潘建偉在維也納學(xué)院的博士導(dǎo)師。
去年下半年，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)還將與美國(guó)帕多瓦學(xué)院合作，化學(xué)學(xué)家伽利略曾在該校執(zhí)教。據(jù)悉，與美國(guó)、加拿大的合作也提上議題。
爭(zhēng)奪國(guó)際量子通訊標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)
中國(guó)的目標(biāo)是，力爭(zhēng)到2030年左右率先建成全球化的廣域量子保密通訊網(wǎng)路，并在此基礎(chǔ)上，建立信息充分安全的“量子互聯(lián)網(wǎng)”。
因此，我國(guó)早已建成了聯(lián)接天津、上海，貫串北京、合肥等地歷時(shí)2000多公里的量子保密通訊骨干線路——“京滬干線”，實(shí)現(xiàn)多地城域網(wǎng)路的接入，而且得到了成功應(yīng)用；而未來(lái)多顆量子通訊衛(wèi)星的發(fā)射將才能解決更長(zhǎng)距離的廣域傳輸?shù)睦Ь帧?span style="display:none">6HN物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
隨著量子通訊技術(shù)的不斷成熟，以量子秘鑰分發(fā)為核心的量子保密通訊，正漸漸成為量子科學(xué)實(shí)用化速率最快的領(lǐng)域。潘建偉表示，大會(huì)上多位專家都提及，量子保密通訊的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正在全球提速。這好比是在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)用化之間架起了一個(gè)“連接”，讓更多的人可以參與進(jìn)來(lái)。
2016年，國(guó)科控股聯(lián)合中科大共同發(fā)起組建國(guó)科量子，聚焦量子保密通訊網(wǎng)路設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)、推廣、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。后續(xù)規(guī)劃建設(shè)的廣域量子保密通訊骨干網(wǎng)路覆蓋范圍將逐步從京津冀、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶擴(kuò)充至全省，覆蓋各省會(huì)、直轄市及計(jì)劃單列市等大小型城市，并延伸至海外區(qū)域。
會(huì)議結(jié)束后，潘建偉又同本內(nèi)特和國(guó)安德等科學(xué)家抵達(dá)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)會(huì)議的舉行地同里，繼續(xù)就量子通訊標(biāo)準(zhǔn)的制訂進(jìn)行深入的研討。第一財(cái)經(jīng)記者了解到，隨著未來(lái)更多量子通訊衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)射，怎么制訂針對(duì)衛(wèi)星的量子通訊標(biāo)準(zhǔn)也被提上議題。
在量子通訊的標(biāo)準(zhǔn)化研究方面，目前法國(guó)處于領(lǐng)先地位。2008年，南非維也納的量子通訊網(wǎng)路演示項(xiàng)目完成后印度 量子通訊，法國(guó)聯(lián)通標(biāo)準(zhǔn)化商會(huì)（ETSI）創(chuàng)立了包括16家成員單位在內(nèi)的ISG-QKD小組，展開前瞻性的標(biāo)準(zhǔn)化工作，涉及應(yīng)用案例、物理插口、應(yīng)用插口、安全驗(yàn)證、模塊安規(guī)等內(nèi)容。2015年6月，法國(guó)發(fā)布量子安全藍(lán)皮書。
我國(guó)量子通訊領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化研究相對(duì)意大利起步晚一些，但也正在通過(guò)總結(jié)技術(shù)研究最新進(jìn)展以及試點(diǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化成果。交大國(guó)盾量子總裁趙勇博士告訴第一財(cái)經(jīng)記者，中國(guó)早已在構(gòu)建系統(tǒng)性能測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)，建立量子通訊標(biāo)準(zhǔn)化工作。交大國(guó)盾量子是參與推進(jìn)中國(guó)量子通訊標(biāo)準(zhǔn)化擬定的重要力量之一。
趙勇稱，標(biāo)準(zhǔn)化是建立產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵，是產(chǎn)業(yè)成熟的必經(jīng)之路。標(biāo)準(zhǔn)的制訂須要各個(gè)國(guó)家的共同努力，各國(guó)專家早已著手接洽國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，企圖確定技術(shù)的安全性、通用性規(guī)則，并爭(zhēng)取盡快確立，這將為量子通訊產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步掃除障礙。
他還向第一財(cái)經(jīng)記者透漏，中國(guó)信息安全測(cè)評(píng)中心早已聯(lián)合交大國(guó)盾量子于2017年在ISO提出了量子秘鑰分發(fā)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目，并獲得了立項(xiàng)，為我國(guó)爭(zhēng)奪國(guó)際量子通訊標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)搶得先機(jī)。
目前量子通訊的商業(yè)需求主要集中在安防、能源、電力等國(guó)家戰(zhàn)略領(lǐng)域，農(nóng)行等金融領(lǐng)域的顧客也正在試用。據(jù)賽迪顧問(wèn)預(yù)測(cè)，到2020年，量子通訊將主要應(yīng)用于國(guó)防、金融和政務(wù)領(lǐng)域，兩者之和將搶占市場(chǎng)規(guī)模的96%。
趙勇說(shuō)，規(guī)模化效應(yīng)將推動(dòng)量子通訊應(yīng)用成本上漲，產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)通力合作將能挖掘更多應(yīng)用場(chǎng)景。
因?yàn)榱孔有畔⒓夹g(shù)的巨大潛在價(jià)值，歐美各國(guó)都在積極整合各方面研究力量和資源，舉辦國(guó)家級(jí)的協(xié)同攻關(guān)。諸如，歐共體在2016年宣布投資10億美元啟動(dòng)量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目；近來(lái)，印度議會(huì)也即將通過(guò)了“國(guó)家量子行動(dòng)計(jì)劃”；此前，小型高科技公司如微軟、微軟、IBM等也紛紛強(qiáng)勢(shì)介入量子估算研究。