商用专网测试完成 中国量子通信商业化时代到来

5月3日，世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生。新华社记者金

“墨子”与阿里量子隐形传态实验平台建立天地链接。新华社记者金

出现在美国杂志《科学》封面上的《墨子》。新华社记者金

在中国科技大学的量子存储实验室，潘剑伟正在学习科学研究。照片:张大刚(新华社)

30岁时，他成为中国科技大学最年轻的教授。两年后，他获得了菲涅尔奖，这是欧洲物理学会为量子光学领域的年轻科学家设立的最高荣誉。陈宇骜的增长率实际上反映了中国量子研究的进展速度。"中国的量子通信技术已经领先于世界."在接受本报采访时，陈宇骜表示，“此外，中国量子通信的商业化正处于快速发展阶段。”

最近，中国量子通信的商业化迎来了一个具有节点意义的事件:中国第一个商用量子通信专网——山东省济南市党政机关量子通信专网已经完成测试。保密性、安全性和比特率的测试都达到了设计目标。整个网络预计将于今年8月底正式投入使用。此外，该网络将连接到世界上第一条量子通信安全干线——北京-上海干线。

1“量子通信走进千家万户”

7月初，中国科学院院士潘建伟带领团队在超冷分子和超冷化学量子模拟研究领域取得重要进展。他解决了另一个“世界问题”，再次吸引了全世界的注意力。

21年前，在奥地利维也纳大学学习时，老师问:“你的梦想是什么？”26岁的潘剑伟回答道:“我想在中国建立一个世界级的量子物理实验室。”21年来，他不仅在中国建立了世界级的量子物理实验室，还主持了世界上第一条量子保密通信干线——京沪干线的建设。

“京沪干线”采用世界上最先进的量子加密技术。这条量子保密通信干线从北京出发，经过济南和合肥，到达上海，全长2000多公里。它是一个广域光纤量子通信网络。

潘剑伟的学生陈玉傲是“京沪干线”工程的总工程师。陈玉傲表示，“京沪干线”将于2016年竣工。目前，一些稳定性测试正在进行，一些银行已经参加了测试。“京沪干线”不仅承载着关键技术的研究部分，而且将成为未来实用的通信网络系统，为沿线各国*、国家安全部门和金融机构提供高速、高安全性的信息传输保障。

京沪干线什么时候开通？官方日期尚未宣布。不过，陈郁奥认为，“京沪高铁的开通将是量子时代的一个标志性节点，也是量子通信技术进入千家万户的第一个里程碑”

据了解，济南的商用量子通信专用网，最近已经完成测试，可能会连接到“北京-上海干线”尽快在年底。自今年5月济南党政机关量子通信网开始测试以来，已有50多个项目进行了测试。目前，济南市的8个主要地点已经被量子通信专用网覆盖，该地区所有用户之间的通信实现了每秒产生4000多个密钥的数据加密保护。

除了济南的私人网络，“北京-上海干线”扩建项目目前正在进行中。武汉至合肥的“五河干线”采用了最新的技术成果，预计将于今年年底竣工。京沪高铁沿线的城市，如安徽省的苏州，也开始建设量子通信网络。

“事实上，中国不仅在建设京沪高铁，而且还在进行一个更具横向和纵向的综合布局。”陈郁敖表示，未来将通过卫星连接海外，建立“天地一体”的全球广域量子通信网络。

"不要担心信息泄露。"

"现在没有必要担心信息披露."济南市科技局的一名工作人员说，“我们已经在传输一些机密信息时使用了量子通信技术。”目前，一些银行系统还使用量子通信技术传输客户信用信息和个人用户信息。

量子通信真的能确保“天知道地，你知道我”吗？与今天使用的光纤网络不同，量子通信是一种无条件和安全的通信方法。光纤网络有上亿个光子和上亿个电子，人们总是可以把它分开一点点来窃听它的状态。量子是最小的单位，不能被分割。如果单个光子被用于信息传输，那么没有人能把它分离出来进行窃听。此外，量子不能被复制，因为任何观察或复制将不可避免地影响物理状态。正是这些基本的量子物理原理确保了量子通信中的信息安全。

像许多科技发展一样，量子通信的发展离不开市场的牵引。除济南量子通信专网的商业应用外，银监会、工行、交行、北京农商银行和阿里云已经通过2016年底完成的“京沪干线”对实际业务的安全传输应用进行了验证。此外，还在建设中的安徽省政务网、武汉城域网和五河干线也将在建成后定位为商业网。

柯达盾量子技术有限公司总裁赵勇告诉本报:“目前，中国的量子通信正处于从技术验证和应用示范向商业化过渡的时期。与其他国家相比，中国量子通信的商业化具有技术成熟度高、用户多样化、规模大的特点

阿里巴巴集团首席通信科学家谢崇金在接受本报采访时表示，目前量子通信的商业化主要集中在金融领域，因为金融行业对数据安全性的要求非常高。今年3月，互联网商户银行通过阿里云使用了云量子通信加密服务。

赵勇认为，量子通信的商业化一方面代表了中国在革命性高新技术的研究、开发和转化方面的突破；另一方面，它也为中国构建新的信息安全体系、实现国家安全战略提供了强有力的工具和支持。

谢崇金说，量子通信的商业化前景广阔，但也有困难需要克服。例如，标准化问题包括量子通信设备的安全测试和认证的标准化。谁证明安全？什么用于认证？如何进行测试？此外，还应解决提高部署速度和降低应用成本等问题。

3“中国已经发展成为世界强国”

在量子技术领域，一场全球性的竞赛正在进行。

美国率先将量子技术纳入其国家战略、国防战略、国防和安全研发计划。与其他国家相比，美国在量子技术方面更注重量子计算机的硬件。上世纪末，加州理工学院、麻省理工学院和南加州大学联合成立了量子信息与计算学院。

欧洲和日本也不愿意落后。欧洲更早就认识到量子信息处理和量子通信技术的巨大潜力，并自20世纪90年代第五个欧盟R&D框架计划以来，继续为欧洲乃至世界的量子通信研究提供关键支持。然而，日本每年投资2亿美元，并计划在5至10年内建立一个国家高速量子通信网络。为了在新一轮量子革命中占据技术制高点，欧盟委员会在2016年发布了《量子宣言》，称将在2018年启动一个10亿欧元的量子技术旗舰项目。日本还提出了针对新一代量子通信技术的长期研究战略，并计划从2020年至2030年建立一个绝对安全的高速量子通信网络。

国际上普遍认为量子技术是下一次技术革命的驱动力。中国目前在量子通信技术和量子通信产业化领域处于领先地位。英国杂志《自然》写道:“中国已经发展成为量子通信的世界领导者，引领北美、欧洲和日本。”。

2016年8月16日，中国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子”，率先在国际上实现了高速星地量子通信。“墨子”号的发射使中国首次实现了恒星和地球之间的“千公里”双向量子纠缠分布，打破了此前的“百公里”国际纪录。这也将为连接地面光纤量子通信网络和构建世界范围的集成量子保密通信和科学实验系统奠定基础。

2017年6月，科技部会同教育部、中国科学院和国家自然科学基金委共同制定了“十三五”国家基础研究专项规划。科技部着眼于国家长远的重大战略需求，提出在“十三五”期间将量子通信和量子计算机纳入重大科技项目。"中国*非常支持量子信息的发展."谢崇金说道。

"没有信息安全，就没有国家安全."潘建伟表示，在传统的信息安全领域，中国一直处于落后状态，长期被他人控制。目前，在最先进和最前沿的量子科学领域，中国终于摆脱了跑步者的形象，成为领导者。从发射墨子卫星到连接北京和上海的主线，中国一直处于领先地位。“欧盟和美国也开始安排类似于我们的相关项目。我们能否保持这样的领先优势取决于我们今后是否努力工作。”谈到中国量子通信的未来，潘剑伟说。