永不被解密的量子通信

本刊記者/徐海濤 周琳

永不被解密的量子通信

Quantum Communication Will never been Decrypted

本刊記者/徐海濤 周琳

在量子保密通信上海總控中心內，工作人員正在工作

最開始，人類結繩記事；然后，我們用語言和文字溝通；再后來，手機、網絡成為必需品。信息傳輸，早已從如何傳輸，走入了“如何安全傳輸”的年代。而在這場比電影更精彩的現實大戲中，有兩個人貢獻了兩幕高潮。

斯諾登說，有人在監聽。

潘建偉說，他們聽不懂。

首顆“量子科學實驗衛星”的發射成功，有望讓量子通信真正進入廣域傳輸時代；其“測不準”“不可克隆”等特性，使得其傳輸的信息在理論上永不會被解密。

不過，發射衛星只是一個起點，在“宏偉量子大廈”中，量子京滬干線正在飛速搭建，天地一體的廣域量子網絡倚馬可待，市場應用不斷突破。在第二次“量子革命”中，中國正在領跑。

從三點一線到洲際傳播

中國科學技術大學、杏林苑和濱湖新區……2008年10月，這三個合肥市內本不相干的點，因為一次實驗連接在了一起。它們仨因為組成了三節點可擴展的量子通信網絡，實現了全球首個量子保密電話系統建設，而被永久載入史冊。

隨后，五節點，四十六節點，合肥、濟南城域網，“京滬”城際網……量子通信網在不斷擴展。將近十年后，隨著量子衛星的發射成功，量子通信網絡真正可能升至 “廣域”“洲際”傳播，為信息保密傳輸畫上了“天地一體”的注腳。

提起量子通信這一“永不被解密”的安全傳輸方式，很多人覺得晦澀，而記者采訪了解到，這一技術已經在市場上得以產業應用。以中國科學技術大學潘建偉團隊為技術依托的科大國盾量子技術股份有限公司，把量子通信帶到了日常生活中，形成了以量子密碼通信終端設備、網絡交換/路由設備為核心的量子信息安全系統整體解決方案。

目前，工商銀行、北京農商行等多家銀行率先試用了量子通信加密技術。作為首批用戶之一，工商銀行數據中心（北京）網絡部總經理任長清曾在接受采訪時介紹，現在工行試點的部門，就是通過國盾的量子加密技術，將數據從數據中心傳輸到同城的另一個機房內。“從理論上講，通過設備產生量子密鑰，再對數據進行加密傳輸，是不會被竊取的，這對金融數據傳輸是非常有必要的。”

而將在2016年年底貫通的量子京滬干線，總長2000多公里，建成后，目標應用于軍事、金融、政務等領域信息的安全傳輸。金融機構、媒體、大型企業，都可以成為量子通信的用戶。

在中國科學院上海微小衛星工程中心工作人員在量子衛星旁合影留念

第二次量子革命我們如何領跑？

量子信息技術方興未艾，這一領域的國際競爭也在不斷加劇。2016年以來，歐美紛紛提出“第二次量子革命”計劃，加大基礎研究和產業發展方面的投入。

2016年3月，歐盟委員會發布《量子宣言（草案）》，計劃于2018年啟動10億歐元的量子技術項目。其中在量子通信方面，規劃5年內突破量子中繼器核心技術，實現點對點安全量子通信。10年內實現遠距離量子網絡、量子信用卡應用等，目標融合量子通信與經典通信，“保衛歐洲互聯網安全”。美國更是將“量子躍遷”作為“6大科研前沿”之一，認為人類正站在下一代量子革命的門檻上，量子力學正在導致變革性技術，必須加大投入促進交叉性基礎研究。

在中科大上海研究院，張強教授告訴記者，他受邀參加了2016年5月在荷蘭阿姆斯特丹舉行的歐洲量子會議，這次會議上有參會者明確提出，歐洲要成為世界量子技術發展競爭中的領導者，并提議建設類似于中國“量子通信京滬干線”的項目。

發射全球第一顆量子通信衛星，無疑確立了我國在國際量子通信研究中的領跑地位。根據我國量子通信發展規劃，量子衛星發射以后，2016年年底建成“量子通信京滬干線”，國內初步形成廣域量子通信體系。到2030年左右，中國率先建成全球化的量子通信網絡。

2016年6月，國家發展改革委印發的《長江三角洲城市群發展規劃》也為量子通信的實用化勾勒了藍圖。其中提出，加快城市群主要城市域量子通信網構建，建成長三角城市群廣域量子通信網絡。積極建設“量子通信京滬干線”工程，推動量子通信技術在上海、合肥、蕪湖等城市使用，促進量子通信技術在政府部門、軍隊和金融機構等應用。

“我們的打算是在未來10年內，形成天地一體的全球化量子通信基礎設施；形成完整的產業鏈和下一代國家主權信息安全生態系統；構建基于量子通信安全保障的未來互聯網，也就是‘量子互聯網’。”潘建偉說。

讓產業應用走得更快更健康

據了解，我國目前在全球量子通信競爭中能處于領先地位，一方面得益于國家對量子信息領域發展的高度重視，同時也依靠科研工作者取得的一系列重大突破。

然而作為一項新興技術，即使技術積累和產業化方案都更成熟的我國，也同樣面臨著市場培育的困難。目前我國量子通信產業的主要應用在軍事方面和政府部門，商業市場的接受度還有待提高。

“保密傳輸是減少損失，而不是帶來價值，或者說它帶來的價值是隱性的，用戶很難顯性察覺得到。”科大國盾量子信息技術有限公司副總裁何煒說，目前絕大多數合作伙伴都是在政府部門指導下，示范使用產品，真正花錢購買、進入商業化還需要一定的市場培育時間。

記者調研也發現，雖然量子通信產業化還在初期，一些“山寨”企業已經開始借量子的名頭，為了提升股價或盡快上市，甚至只是買了兩套設備，就拿著正牌企業的資料和PPT到處宣講，炒作自己的量子概念。這些企業的不良行為，將會影響量子通信產業化的正常推進。

業內人士認為，應盡早啟動國家量子科研重大專項、組建量子信息國家實驗室，以保持我國的量子科研優勢地位，推動量子通信加速形成產業化。

“我們希望能和運營商、廣電系統等一起去推進網絡的建設。這不能閉門造車，而是要合縱聯盟，合作伙伴中有用戶、網絡運維方、云服務器提供商、設備供應商等。基礎設施的加快推進，是未來走向產業化的必經之路。”何煒預計，量子通信產業在5年內會爆發式增長。