文/艾靦腆
中國(guó)科大學(xué)教授、中科大常務(wù)副主任潘建偉5月9日出席“新未來人工智能峰會(huì)”時(shí)表示，量子通訊衛(wèi)星將根據(jù)原定計(jì)劃在7月份發(fā)射。假如這次衛(wèi)星成功發(fā)射，中國(guó)將在全球首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通訊，結(jié)合地面已有的光纖量子通訊網(wǎng)路，將初步建立廣域量子通訊體系。
近些年來，高效安全的信息傳輸日漸遭到人們的關(guān)注，量子通訊這一前沿技術(shù)成為資本市場(chǎng)的一個(gè)熱點(diǎn)。目前，量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)已漸漸成型。據(jù)業(yè)內(nèi)人士測(cè)算，2020年量子通訊市場(chǎng)規(guī)模有望突破200萬元安徽量子通訊技術(shù)有限公司，將廣泛應(yīng)用于國(guó)防、金融等領(lǐng)域。
走在世界前列
量子通訊是借助量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通信形式，屬于量子論和信息論相結(jié)合的新型交叉學(xué)科，主要涉及量子密碼通訊、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。因?yàn)槠湎嚓P(guān)特點(diǎn)，量子通訊的安全性以及高效性都有很大提升。
無線、寬帶等傳統(tǒng)通訊方法在信息傳輸中存在一定的安全問題。而量子通訊，據(jù)潘建偉介紹，其具備不可分割、不可克隆的特點(diǎn)，可以抵擋監(jiān)聽秘鑰的分發(fā)，確保通過其加密的內(nèi)容不可破譯。因?yàn)樵谠擃I(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，2016年1月，潘建偉團(tuán)隊(duì)的“多光子糾纏及干涉測(cè)度”獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)。
目前不少發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極推動(dòng)量子通訊發(fā)展戰(zhàn)略。亞洲發(fā)布了量子信息處理與通訊計(jì)劃；臺(tái)灣提出了以新一代量子信息通訊技術(shù)為對(duì)象的常年研究戰(zhàn)略，計(jì)劃在2020年至2030年間建成安全保密的高速量子信息通訊網(wǎng)路。
中國(guó)在量子通訊領(lǐng)域研制起步早，技術(shù)底蘊(yùn)較深，目前已走在世界前列。在3月份發(fā)布的國(guó)家“十三五”規(guī)劃中，量子通訊成為其中重大科技專項(xiàng)之一。
當(dāng)前的量子通訊解決方案主要還是采用現(xiàn)有的光纖通訊線路，在其前面添加核心量子設(shè)備，構(gòu)建QKD（量子密碼通訊）中心。據(jù)潘建偉介紹，量子通訊“京滬干線”將于明年年末建成，中國(guó)研發(fā)的世界首顆量子通訊衛(wèi)星已完成荷載、平臺(tái)產(chǎn)品研發(fā)，正在舉辦發(fā)射前的集成測(cè)試等工作，并將在明年七月發(fā)射。
此外，“京滬干線”是聯(lián)接天津、上海的高可信、可擴(kuò)充、軍民融合的廣域光纖量子通訊網(wǎng)路，中間還有西安、濟(jì)南等重要節(jié)點(diǎn)。不僅“京滬干線”，杭州、上海、安徽等省內(nèi)以及若干省際的量子通訊網(wǎng)路也有望于去年相繼啟動(dòng)建設(shè)。量子通訊衛(wèi)星將在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)高速星地量子通訊，并連接地面的城域量子通訊網(wǎng)路，初步建立中國(guó)的廣域量子通訊體系。
多個(gè)項(xiàng)目落地
今年10月，杭州神州量子網(wǎng)路科技有限公司宣布投入1.7萬元，建設(shè)“杭滬量子商用干線”。這是國(guó)外首列量子通訊商用干線，建成后可實(shí)現(xiàn)滬寧區(qū)域內(nèi)政府、企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)等通訊數(shù)據(jù)的加密傳輸。
因?yàn)槠浒踩暂^高的特點(diǎn)，量子通訊在國(guó)防、保密、金融等領(lǐng)域有著巨大需求。中信期貨剖析師強(qiáng)調(diào)，以國(guó)防領(lǐng)域?yàn)槔孔油ㄓ嵖梢詰?yīng)用于通訊秘鑰生成與分發(fā)系統(tǒng)，構(gòu)成作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)機(jī)動(dòng)的安全通訊網(wǎng)路，能用于改進(jìn)光網(wǎng)信息傳輸保密性，由此提升信息保護(hù)和信息對(duì)抗能力，也能應(yīng)用于深海安全通訊領(lǐng)域，為遠(yuǎn)洋深海安全通訊開辟新途徑。
在金融領(lǐng)域，工商交行已成功應(yīng)用量子通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)其上海支行電子檔案信息在同城間的加密傳輸。這也是量子通訊技術(shù)在國(guó)外銀行業(yè)的首次成功應(yīng)用。工商交行相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，為進(jìn)一步提高信息安全水平，銀行聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)學(xué)院施行了“量子保密通訊滬寧干線技術(shù)驗(yàn)證及應(yīng)用示范項(xiàng)目”，同時(shí)舉辦上海、上海同城及滬寧異地千公里級(jí)量子通訊金融應(yīng)用落地工作。
阿里巴巴旗下阿里云與中科院旗下國(guó)盾量子于今年10月聯(lián)合發(fā)布了量子加密通訊產(chǎn)品。這也是量子安全通訊產(chǎn)品首次落地公共云領(lǐng)域。興業(yè)期貨剖析師陳劍強(qiáng)調(diào)，這標(biāo)志著“云+量”作為基礎(chǔ)設(shè)置與服務(wù)開始面向更廣泛領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。
作為通訊技術(shù)的未來演化方向，量子通訊業(yè)必將步入廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)等網(wǎng)段市場(chǎng)。據(jù)陳劍測(cè)算，預(yù)計(jì)2020年國(guó)外量子通訊市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)210萬元。其中，專網(wǎng)市場(chǎng)105萬元，網(wǎng)段75萬元，其他領(lǐng)域30萬元；預(yù)計(jì)2020年國(guó)外量子通訊設(shè)備領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模為30萬元，建設(shè)運(yùn)維領(lǐng)域規(guī)模為30萬元，營(yíng)運(yùn)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)150萬元。
產(chǎn)業(yè)鏈逐步建立
陳劍表示，在海外量子通訊領(lǐng)域，已產(chǎn)生一批涉及產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的高科技企業(yè)，包括日本的MagiQ公司及德國(guó)IDQ公司等，提供初步商用化的量子秘鑰剖析系統(tǒng)元件、終端設(shè)備和整體應(yīng)用解決方案。
迷人的市場(chǎng)前景吸引了諸多參與者，量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)正在逐步產(chǎn)生。以三力士為例，公司擬出資6000億元，籌建四川三力士量子通訊網(wǎng)路有限公司，引領(lǐng)量子保密通訊網(wǎng)、云估算等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的落地和產(chǎn)業(yè)化。
今年7月，中國(guó)科大學(xué)-阿里巴巴量子估算實(shí)驗(yàn)室宣布創(chuàng)立。該實(shí)驗(yàn)室結(jié)合阿里巴巴在估算算法、架構(gòu)和云估算方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以及中科院在量子估算和模擬、量子人工智能等方面的優(yōu)勢(shì)，探求下一代超快估算技術(shù)。
據(jù)悉，中科院牽頭，聯(lián)合中科大、科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司、阿里巴巴(中國(guó))有限公司、中國(guó)高鐵網(wǎng)路有限公司、中興通信股份有限公司、北方信息技術(shù)研究所等單位發(fā)起創(chuàng)立了中國(guó)量子通訊產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
陳劍強(qiáng)調(diào)，量子通訊產(chǎn)業(yè)鏈主要包括元元件、設(shè)備、建設(shè)運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)。其中，元元件方面大部份與傳統(tǒng)通訊所使用的沒有太大的差別。但核心元件，如單光子偵測(cè)器仍主要依賴進(jìn)口，近距離設(shè)備國(guó)產(chǎn)可大致取代進(jìn)口，而長(zhǎng)距離設(shè)備須要一年或更長(zhǎng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)進(jìn)口取代。
中游核心設(shè)備包括量子網(wǎng)段和量子交換機(jī)安徽量子通訊技術(shù)有限公司，國(guó)外的交大國(guó)盾把握了部份核心技術(shù)；問天量子等機(jī)構(gòu)也在參與其中，研制量子通訊核心設(shè)備，促使產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
隨著更多城際干線啟動(dòng)，將引入更多商業(yè)化運(yùn)作，推動(dòng)量子通訊網(wǎng)路建設(shè)和營(yíng)運(yùn)需求。這須要在現(xiàn)有光通訊網(wǎng)路中添加相關(guān)設(shè)備，開辟單獨(dú)的通道以確保訊號(hào)穩(wěn)定性等。這種工作一般由網(wǎng)路建設(shè)和系統(tǒng)集成商承當(dāng)。
陳劍覺得，隨著以量子加密為代表的量子通訊技術(shù)日趨成熟，行業(yè)將步入高速發(fā)展期，從發(fā)展進(jìn)程、技術(shù)門檻以及未來潛力等角度看，當(dāng)前網(wǎng)路營(yíng)運(yùn)應(yīng)用與核心設(shè)備最具投資價(jià)值。