以量子通信技术赋能数字经济为契机 打造西部科学城智核高地

曾建光

一、引言

2018年以来，美国对待中国高新技术产业越来越不友好，导致我国相关产业发展面临非常大的风险。美国之所以能够对我国高新技术产业实施限制，是因为现有的互联网技术从理论到底层核心技术应用大都发源于美国，而我国在这些基础性技术方面与美国存在较大差距。由于在传统互联网技术的核心技术方面我国没有比较优势，掌握核心技术的那些公司就很可能会利用其技术优势，对我们的经济施加压力，由此可能造成重大的经济风险。

现在的经济发展特别是数字经济越来越依赖于互联网，可以说，没有互联网的发展，就没有数字经济。而数字经济是未来经济的重要组成部分，是我国未来经济发展的主要驱动力之一。而目前我国数字经济发展的基础设施就是传统互联网技术，我国数字经济的发展受制于现有的互联网技术。那么，我国该如何有效改变现有的互联网技术落后被动的局面？如何获得技术性突破，打破目前受制于人的格局？特别是处于西部欠发达地区的成渝两地如何通过新互联网技术的研发创新在中国数字经济的发展过程中拔得头筹？量子通信技术的出现，为我们重新建构互联网的基础设施提供了一个良好的契机，也为成渝两地在数字经济时代实现赶超提供了一个绝佳的机会。

量子通信技术作为一种全新的加密通信技术，为未来新一代信息网络安全提供了保障，成为未来信息社会通信的关键技术（许伟，2020）。隐私信息保护是数字经济发展的核心组成部分。当前广泛使用的加密技术都是基于高度复杂的数学难题，如ECC/SM2公钥算法。随着量子计算机的发展，这些数学难题的求解就变得越来越容易，由此导致现有的数字经济基础受到前所未有的挑战（龙桂鲁，2020）， 现有的很多加密算法在后量子時代将不再安全（Moody et al.， 2016）。为了应对现有的加密技术在新的互联网架构之下遇到的挑战，发展量子保密通信势在必行。量子保密通信泛指采用量子原理，利用量子态作为信息载体传输信息的一种方式（龙桂鲁，2020）。总之，量子通信技术能够重塑传统互联网技术的安全性，重构传统互联网技术。如果我国的数字经济能够架构在量子通信技术重构的新一代互联网技术之上，那么，我国数字经济的发展就不会受制于人，更不会受到来自技术层面的攻击等可能的潜在风险。

因此，对于数字经济较为薄弱的成渝两地而言，如何有效抓住量子通信技术发展这一千载难逢的机遇，在未来的数字经济实现赶超就成为打造西部科学城智核高地，深化成渝地区双城经济圈的重要契机。

二、量子通信技术概述

量子通信（Quantum Communication）是量子信息科学的重要分支，量子通信是利用量子比特作为信息载体来进行信息交互的通信技术，可在确保信息安全、增大信息传输容量等方面突破经典信息技术的极限（王向斌，2018）。量子安全直接通信是一种可以在量子信道上直接传输机密业务信息的全新通信模式，对现有的通信理论和保密通信都是一种革新，它突破了传统保密通信的双信道结构，也提升了整个业务信息的安全性和价值定位（Kania and Costello，2018;龙桂鲁，2020）。量子通信具有如下两方面的优势：一是由于量子通信是根据量子纠缠技术的基础上发展起来的一种通信方式，能够通过更改属性降低信息传输过程中发生故障的概率，因此可以进行无障碍通信（肖磊等，2017）;二是量子通信的通信过程中的信息若遇到攻击，会及时反馈通知给信源，进而确保了量子通信的安全性（肖磊等，2017）。

美国是全球最早将量子信息技术列为国防与安全研发计划的国家。美国众议院科学委员会2018年6月高票通过《国家量子倡议法案》，计划在十年内给予能源部、国家标准与技术研究所和国家科学基金12.75亿美元支持，全力推动量子科学发展。随着量子理论体系的日益完善，量子通信技术已经逐步开始进入试用阶段。2016年8月16日，我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射。2016 年末，我国建造了京沪总长度为2000多公里的量子保密通信骨干线路。2017年9月，量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。同日，“京沪干线”与“墨子号”量子卫星成功对接，在全球首次实现了洲际量子保密通信。2020年6月15日，中国科学院宣布，“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。

三、数字经济对成渝两地的重要性和潜在风险

数字经济能够改变目前中国经济发展中的结构性矛盾，也能促进西部经济发展找到新的增长机会。数字经济引发的产业革命将深刻影响西部地区在国内价值链乃至国际价值链中的分工地位和重要性：一方面通过推进数字产业化、产业数字化，可以推动实体经济与数字经济深度融合发展，拓展西部经济发展的边界和新空间;另一方面数字经济能够极大降低东西部地区合作成本，加强西部与东部地区的经济密切度，加速向国内价值链乃至国际价值链更高层次攀升，促进西部地区高质量发展。此外，从空间经济的视角来看，发展数字经济也能够极大地弱化西部在经济空间上的不利格局。

数字经济的发展基础是新一代信息技术，新一代信息技术的发展决定了数字经济的发展潜能。但是，目前新一代信息技术的致命弱点源于其潜在的信息安全问题，比如，百度2012年遭受的网络攻击给百度带来了不可低估的市场影响。这些信息安全隐患给企业的运营带来了很多潜在的损失和不必要的成本。在这样的数字经济运营环境中，如何确保企业的信息安全就显得非常重要。特别是采用新的技术对现有的信息技术以及互联网进行重构就显得尤为重要。由于量子通信能够利用量子比特作为信息载体来进行信息交互的通信技术，因此，采用量子通信对现有的信息技术以及互联网进行重构就成为了新一代信息技术持续发展的保障。量子通信能够提升企业业务的网络通信安全能力，保障企业信息基础设施安全，从而确保数字经济的健康发展。

但是，目前的量子通信还处于发展阶段，离商用还有一段距离。因此，成渝两地需要抓住量子通信发展契机，打造西部科学城智核高地，从而为下一代互联网的发展贡献成渝力量。同时，成渝通过抓住量子通信发展的契机，系统构建量子通信相关的生态链，从而为重构西部地区的数字经济提供技术基础。

四、以发展量子通信为契机，提升成渝两地数字经济发展高质量

美国政府自2018年以来，针对中国实施各种IT技术管制，这使得依赖于传统互联网技术的我国数字经济未来发展的技术风险日益凸显。目前完全剔除这一技术风险的唯一方式，就是寻找到可以完全代替现有互联网的通信技术。这一技术就是量子通信技术。

那么，对于成渝双城经济圈而言，发展量子通信的机会何在？根据技术轨道理论（Dosi， 1997）可知，由于量子通信目前还处于测试阶段，并没有商用，因此，成渝双城可以通过改变量子通信技术商用发展上的方向，进而获得量子通信技术商用先机，为成渝双城数字经济的发展再上新台阶。成渝两地发展量子通信技术有如下优势：一是目前量子通信還处于试验阶段，还有很多技术瓶颈需要突破，还未进入到商业化阶段。二是成渝地区有良好的通信技术相关的研究机构院校，如中国科学院大学（重庆）、北京大学（重庆）、核物理西南研究院、电子科技大学、重庆大学和重庆邮电大学。三是成渝地区强大的人口红利。成渝地区辐射的人口可以达到3亿人。四是有量子通信相关的资源。重庆邮电大学和中电科集团第三十二研究所联合成立了量子信息技术创新研究中心;重庆和成都在智能制造、信息化产业方面发展也很好，所以具备一定的基础，可以在量子信息服务技术领域有所作为。

成渝双城该如何有效整合资源，抓住这次量子通信的发展机会？一是重视量子通信发展战略和产业政策的制定。成渝双城统筹制定以量子通信为核心的量子信息科学的发展战略，特别是探索适合量子通信的商业模式。二是重视相关人才的培养与储备。统筹成渝两地的高校资源，充分利用两地的高校和研究所资源，鼓励充分合作，培养物理、计算机、数学等多学科交叉学科方面的人才。此外，量子通信发展依赖于良好的商业模式，因此，两地也需要重视经济和管理方面的人才培养。

五、结论

量子通信是未来通信行业的核心科学技术，能够提升未来经济发展所需要的信息技术基础设施的安全性，为经济持续健康发展提供有力保障。由于目前量子通信技术还处于试验阶段，根据技术轨道理论，可以通过在成渝双城发展量子通信技术，特别是建造量子通信的枢纽中心，成渝双城在量子通信中获得发展先机，构建量子通信的生态链。一方面，有助于减少目前美国针对中国的IT技术封锁和由此带来的IT技术风险;另一方面，可以夯实成渝双城在数字经济中的基础地位，充分分享国内价值链和国际价值链的分工和技术红利。

基金项目：重庆市社会科学规划项目“重庆市营商环境的持续优化与加快推进‘新基建研究”（项目编号：2020YBGL80）阶段性研究成果。

作 者：重庆大学经济与工商管理学院 教授，博士生导师

责任编辑：马 健