国盾量子赵勇:聚焦量子通信产业化 国内"量子安全"产业链渐成气候

　　9月22日,由新浪财经主办的第二届中国“科”公司峰会召开。

　　上海证券交易所副总经理阙波、中国人民大学副校长刘元春等20余位资本行业重磅嘉宾齐聚,展望“十四五”规划科技发展新里程,共同探讨中国企业的科创未来。

　　国盾量子总裁赵勇在会上表示,目前国内外量子计算发展迅猛,比以前预计发展的快得多,对现有的加密体系构成了比较大的威胁。面向未来的信息安全,需要具有抵御量子计算挑战的能力,我们称之为“量子安全”。

　　赵勇表示,我们在互联网上常用的这些加密体系,密钥安全往往依赖于数学难题,这些数学难题在量子计算的支持下有可能被快速地被破解。要实现“量子安全”,量子保密通信(或称“量子密钥分发”)就是其中一项重要的技术。

　　目前中国在量子保密通信技术和实用化上已经走在世界前列,国内已初步形成了量子通信产业链,正在持续地推进。

　　以下为部分演讲实录:

　　最近“量子互联网”是外界关注的热点。说到量子互联网,我们可以给它一个定义,就是用量子通信技术支撑的一种产生、传输、使用量子资源的新型网络,它不是对现有互联网的替代,实际上是为现有互联网来增添新的功能。

　　量子互联网在初级阶段和高级阶段,有不同的体现方式。我们可以看到在信息安全方面,贯穿初级到高级,从开始的量子密钥分发网络到未来更加丰富的量子安全网络。量子传感从初级阶段到高级阶段,我们可以用量子互联网实现更加精准的时频传输、同步等一系列应用。　在高级阶段的时候,量子计算就可以网络化,分布式的量子计算等应用随着量子互联网的实现,都会慢慢地成为可能。

　　那么在信息安全方面,我们现在已经可以结合信息安全应用,更加广泛、远距离的传递、分享,我们有可能在密码学方面,比如说安全的认证、数据的签名、比特承诺、安全存储方面,都会形成量子的版本,来丰富我们量子安全的应用。

　　那么量子安全的功能如我所讲,会贯穿量子网络发展的初期到中期,QKD量子密钥分发一直会发挥它的主力作用,这也是我们现在产业化的主要方向。我们实现了这样的产品、服务,要怎么样分发?

　　大家可以看到量子信息的内容是比较丰富的,随着技术的提升,会不断有新的东西来实现。我们现在是从量子密钥来着手,自始至终地给大家提供安全服务,我们也在不断转化新型的技术。

　　那么谈到信息安全,我们用量子的技术来解决信息安全中的什么问题呢?

　　实际上量子信息的发展,特别是量子计算,大家近期应该都有了解到,量子计算发展还是非常迅猛的,比以前预计发展的快得多,那么量子计算它带来算力的巨大提升,实现了一些特殊的量子算法,现在已经有非常成熟的量子算法,对现有的加密体系构成了比较大的威胁。我们在互联网上常用的这些加密体系,都依赖于数学难题,这些数学难题在量子计算的支持下能够快速地被破解,从而对我们的加密体系构成比较大的挑战。那么面向未来的信息安全,具有抵御量子计算挑战的能力,我们称之为量子安全。

　　那实现量子安全,量子密钥分发就是其中一项重要的技术,目前还在持续地推进。

　　密码学寻找量子计算无法破解的数学问题,这条路也在持续发展,也就是大家可能听说过的抗量子计算密码技术。我们可以总结量子密钥分发技术是量子技术实现量子安全,以及寻找更新的方法实现更新的抗量子计算密码技术,那么这两个技术共同发力,可以为我们实现信息安全的量子安全提升。

　　比如说我们的QKD技术和一次一密的加密算法和对称加密算法的融合,可以解决信息机密性的问题。我们的量子密钥分发和杂凑算法的结合,可以在信息的真实性和完整性方面来实现量子安全的提升。那么抗量子计算密码技术可以在信息的不可抵赖、数字签名等方面,包括身份验证方面都能够发挥(作用)。所以量子安全是我们现在一个重要的努力方面。

　　量子信息方面,包括量子通信方面,目前国际上的竞争也非常的激烈,我们是在这样的环境下,特别是在我们国家的十三五期间,包括美国、北美、欧洲,还有亚洲的日韩等都在推出国家级信息方面的战略和规划,而且在一步步地实现。

　　美国国家的法案,推动量子信息技术,其中就有量子通信网络的发展和规划。欧洲的量子旗舰计划也都在不断地推进,所以整个国际的量子通信竞争态势还是非常激烈的。

　　在整个产业化过程中,标准化工作也在如火如荼地推进。在国际标准化组织,比如说国际电联ITU、国际标准化组织ISO、IEC、欧洲的ETSI都有专门的工作组在推进量子方面的标准化。特别是在量子通信方面,量子保密通信就是应用量子密钥分发等等这些量子技术,实现了安全技术方面的标准化工作,推进的非常快。

　　我们国家在量子通信方面的技术成果还是非常好的,在国际上率先实现了最远千公里距离的量子密钥分发网络的量子通信应用。干线连接北京、济南、合肥、上海,在2013年启动,2017年建成完工,到现在一直发挥着非常重要的技术创新和应用落地的功能。我们中科院的量子科学实验卫星,是在2016年8月份发射,目前仍然是国际上唯一一颗在轨的量子科学实验卫星,为我们率先实现星地一体的广域量子通信打下了坚实的基础。

　　对于国盾量子来说,目前聚焦在量子通信的产业化,也形成了系列的产品。专利在国内外也非常有影响力,在国际上目前实用化量子通信专利方面排名领先。

　　这些年国内在大家的推动下,目前已逐渐形成了量子通信的产业链,从上游的核心器件到下游的用户体系。国盾量子目前聚焦在上游核心器件和核心量子设备研制、生产方面。我们也作为平台企业支持广大的ICT行业、企业、研究机构,在产业链的其他方面不断突破。包括量子应用设备研制方面、集成技术方面、运营方面,都形成了产业链非常重要的组成部分。

　　我们国盾量子在上游产业的聚焦方面,在量子通信设备的小型化、芯片化、国产化方面加大部署,不断地取得成绩。在“星地量子通信”方面,致力于地面系统的小型化、移动化和广泛的部署能力。地面站已经从以前十几吨重,天文望远镜这样的系统,可以到百公斤以下可移动的产品,并且成熟化了。

　　我们的系统也不断地和通信基础设施进行融合,比如在通信线路中,我们的微弱光量子信号已经可以成熟地和现有光通信系统进行融合,实现量子信道和传统光电信道合二为一。

　　在量子密钥网络的应用方面,我们提出“资源平台化、平台能力化”,把量子密钥率先形成量子互联网的资源来进行使用。可以比较灵活地和很多通信终端形态进行融合,把量子密钥注入到这些系统中去,更加灵活地来应用量子密钥的资源,实现量子安全应用。所以我们目前已经可以在信息安全方面构筑量子安全的资源平台,和广泛的ICT行业比如5g通信、物联网、人工智能、区块链以及云计算等等广泛地融合。用量子技术赋能ICT进入到量子安全领域。

　　除了量子密钥分发,量子互联网另外的核心技术是量子隐形传态,我国在国际上目前也处于领先状态。

　　我们可以从这幅图看到,从最左面国际上第一次实验上实现量子隐形传态,是潘建伟院士当年在奥地利读博士的时候完成的工作。那么之后中国的团队,中国科学技术大学一直在隐形传态和用于拓展隐形传态距离的量子中继方面处于国际领先,这些记录目前都是由中国来保持。

　　在卫星方面,目前墨子号卫星是欧美空间量子科学发展追逐的目标。这颗量子科学实验卫星也是成果丰硕,用墨子号卫星验证上千公里纠缠的分发,验证了千公里级的量子密钥的中继传输,验证了星地之间的量子隐形传态等等一系列服务未来量子互联网发展的核心技术,都由墨子号卫星进行了世界上首次验证。

　　总的来说,我们在整个信息技术的科研方面,在国际上还是处于前列的。特别是在量子通信方面,在产业化领域也走在了国际前列。我们也非常有信心,像国盾量子11年历程一样,不忘初心,坚定地发展量子信息技术的产业化,把量子信息技术的成果变成能够服务大家的产业技术。