量子通信，构建自主可控信息安全生态的重要基石——访科大国盾量子技术股份有限公司副总裁唐世彪

本刊记者 王 超

作为最先实用化的量子信息技术，量子保密通信有着极高的安全性和保密性，可以有效防止信息被窃取或篡改，保护国家秘密和个人隐私，维护国家安全和社会稳定，得到各国政府及相关研究机构的广泛关注，并逐步成为具有顶层战略意义的重要领域和发展方向。

目前，许多量子保密通信理论方案相继被提出且得到验证，特别是在量子保密通信网络化建设领域取得了极大的成就，实现了长距离的稳定传输、天地一体化量子保密通信和洲际量子保密通信等。随着量子保密通信不断从科学研究走向产业应用，我国量子保密通信技术和产业化也已处于世界领先水平。

近日，记者与科大国盾量子技术股份有限公司（以下简称“国盾量子”）副总裁唐世彪围绕量子保密通信的发展现状、场景应用、未来的发展前景和趋势等方面进行了详细的沟通和探讨。

记者：请您谈谈，量子保密通信的发展现状。

唐世彪：量子保密通信是最先走向实用化和产业化的量子信息技术，其发展目标是构建全球范围的广域量子通信网络体系。总体来说，我国量子通信领域不论科研还是产业发展都领跑于世界。近年来，很多欧美发达国家政府、科研机构、产业资本加速部署、增加投入，对我国取得的局部领先优势不断发起强烈冲击。

科研方面，在传输距离和分发速率上持续取得突破。2021年，中国科学技术大学在511公里光纤链路上实现双场量子密钥分发，创造了现场无中继光纤量子密钥分发传输距离的新世界纪录。2023年6月，中国科学技术大学与清华大学、济南量子院等合作，成功实现光纤中1 002公里点对点远距离量子密钥分发，创下了光纤无中继量子密钥分发距离的新世界纪录。

产业方面，整体处于开拓期。目前量子保密通信网络不断织密，我国已陆续建成京沪干线、国家广域量子保密通信骨干网一期工程等干线网络，覆盖了京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈等国家重要战略区域，量子保密通信骨干网络总里程超10 000公里。同时，利用“墨子号”成功经验，2022年世界首颗量子微纳卫星成功发射，我国向构建低成本、实用化的天地一体化量子保密通信网络迈进。目前已经在北京、重庆、广州等地部署了量子卫星地面站，实现与量子卫星的星地对接，并且建成了合肥、济南、北京、上海等地的量子城域网。

随着相关网络建成，量子安全技术已在各领域得到逐步推广，服务于政务、金融、电力等行业。同时，经过多年沉淀，国际和国内相关标准在近几年也取得了突破，为产业规范发展奠定了基础。

记者：请您谈谈，目前量子保密通信的市场应用现状。

唐世彪：近年来，全球主要国家在量子保密通信领域加强科技政策布局，推动量子保密通信技术向市场倾斜。我国也在加强关键数字技术创新应用，向建立天地一体广域量子通信网络技术体系方面不断发力，加快布局量子计算、量子通信等前沿技术，助力量子科技行业持续快速发展。

事实上，通过多年的技术积累和网络建设，我国早已初步形成了一条探索型产业链。作为产业链中极具代表性的企业，国盾量子不仅为“京沪干线”和星地一体网格提供设备，还为金融、政务、电力等领域的客户提供高等级量子安全保护，推动了我国量子保密通信技术在国内多领域落地应用。

在金融领域，国盾量子通过与中国人民银行和国家金融监督管理总局合作，工商银行、交通银行等10多家银行以及证券、期货、基金等一批其他金融机构率先开展了数据中心异地灾备、企业网银实时转账等应用，特别是中国人民银行以“人民币跨境收付信息管理系统RCPMIS”为核心的量子保密通信应用。

在政务领域，建设多地量子保密通信城域网，并为党的十八大、党的十九大、G20杭州峰会、青岛上合组织峰会、首届中国国际进口博览会、2022年冬残奥会等国家重大活动成功提供量子安全保障。

在电力领域，通过与国家电网合作，实现了电力领域重要业务数据信息利用量子保密通信技术在京沪两地灾备中心之间的加密传输，并复用京沪干线沿线量子城域网开展基于量子保密通信技术的内部办公和对外业务的安全防护。

未来，随着量子通信保密技术不断向小型化和通用化方向发展，应用领域和范围也将更加广泛和深入，随着量子保密通信技术的不断升级和发展，量子通信将会从政府及金融、电力等领域的国家关键基础设施方面进行进一步拓展，向更广泛的民生方面去应用，在信息安全领域发挥更加重要的作用。

记者：请您谈谈，量子保密通信相关产品及量子计算操控系统等产品国产化状况。

唐世彪：习近平总书记指出，加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。近年来，“墨子号”“九章”“祖冲之号”等一批重大成果集中涌现，伴随着我国量子科技实现从跟跑、并跑到部分领跑的历史飞跃，国内量子科技上下游产业链的体系化能力正在稳步建立。

在这方面，国盾量子也交出了满意的答卷。量子保密通信相关产品及量子计算调控系统等产品的核心元器件均已实现全部国产化，少量通用进口元器件均有国产化替代方案。其实，早在2010年国盾量子就开始布局国产化，通过和中电科等国内优势单位合作，2014年即研制出第一批国产样片，多次改进后已基本达到进口器件水平，近年来已经全面使用国产SPAD，避免了被“卡脖子”现象。在此基础上，国盾量子又在2021年推出了国际上首个商业化小型QKD产品。在量子计算领域，国盾量子与中国科大历经3年攻关，在2020年推出超导量子计算操控系统，打破国外垄断，以相同控制资源计算，价格和体积都不到国外商用仪器的一半。

一方面，量子保密通信相关产品及量子计算操控系统等产品国产化发展如火如荼；另一方面，我们也充分认识到现状和挑战，就是要在核心技术和部件上取得更大突破，尤其在小型化和综合成本方面取得更大成绩，同时在优化应用融合模式方面下大力气，将量子通信与传统通信、传统加密系统完美融合，这些都是我们不得不面对的现实问题。在未来几年，通过关键器件的芯片化，我们相信量子通信产品的尺寸可缩小到手机大小，并大幅降低成本，这样就可以更方便地和传统设备进行融合，让信息安全无处不在。

记者：您对量子保密通信的现状，及未来的发展前景和趋势有何建议和预测？

唐世彪：关键信息基础设施安全是重中之重。近年来，国家相继出台了《中华人民共和国数据安全法》和《关键信息基础设施安全保护条例》，标志着我国网络安全保护进入了以关键信息基础设施安全保护为重点的新阶段。密码安全是整个信息安全的核心。量子保密通信具备信息理论安全，随着“天地一体”广域量子保密通信网络建设的完善，并通过与现有密码基础设施不断融合，将为网络安全、数据安全提供关键核心技术能力，解决量子计算等带来的安全风险。并且随着数字化发展进程的不断加快，量子保密通信将会为政务、金融、电力等领域提供更多的安全应用，发挥更加关键的作用，为国家和社会的信息安全保驾护航。

当前，量子保密通信的应用和实践已经从试点和示范逐步走向小规模商用。量子保密通信的应用场景也得到较大拓展。但由于量子保密通信是前沿科技领域，国内外没有相应的先例可以参考，相当于进入了“无人区”，仍面临不少问题需要解决，目前，有两个最大的挑战：一是核心技术和部件上的突破，尤其是小型化和综合成本；二是应用融合模式，怎么将量子通信与经典通信、经典加密系统融合。这两个挑战也是紧密相关的，需要产业链各单位在QKD关键器件、设备性能、网络功能、应用探索等方面共同努力，未来实现小型化板卡式的量子保密通信产品，就像一个显卡嵌入到电脑中一样，通过量子技术保护，让信息安全无处不在。

当今世界，科技实力直接决定国家和民族的前途和命运。跟随模仿没有出路，只有抓住科技创新的“牛鼻子”，走高水平科技自立自强之路，才能不断开辟发展新领域、新赛道，塑造发展新动能、新优势。面临以科技强国建设支撑社会主义现代化强国建设的时代重任，面临当前全球新一轮科技革命和产业革命的历史机遇，我们科技工作者要勇担职责使命，心怀“国之大者”，矢志“国之重器”，推动科技创新这一“关键变量”加快转化为高质量发展的“最大增量”。

记者：请您谈谈，国盾量子在量子保密通信领域的创新研究与成果。

唐世彪：国盾量子从事量子保密通信产品的研发、生产、销售和技术服务，为光纤量子保密通信网络以及星地一体广域量子保密通信地面站的建设提供软硬件产品，服务政务、金融、电力等行业。其产品在业内知名度较高，目前我国已建成的实用化光纤量子保密通信网络绝大多数使用了国盾量子提供的产品且处于在线运行状态。

在量子保密通信核心设备上，在设备端，国盾量子的研发方向是“小型化、集成化、芯片化”，比如“小型化QKD”“微纳量子卫星地面站系统”等。在量子安全应用产品和解决方案上，国盾量子将成体系的量子通信领域核心技术与先进的ICT及信息安全技术相融合，在电信基础设施、大数据、专网与云服务等方面，为政务、金融、电力等各行业和组织提供富有竞争力的量子安全产品和解决方案。

另外，国盾量子一直积极参与标准研制工作。对量子保密通信等新技术来说，相关标准的制定是行业大规模应用推广的必要条件。在国内标准方面，目前国家密码管理局、工信部等国家相关部门已经逐步发布量子保密通信相关行业标准，为系统全面地建立QKD技术标准体系奠定基础。在国际标准方面，公司新增牵头立项等5项ITU-T国际标准；牵头制定的国际标准获得国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）批准通过。截至2022年底，国盾量子拥有国内外授权专利408项，先后承担科技部863计划、多个省市自主创新专项、省市科技重大专项等项目，并作为量子技术国内外标准制定主力，牵头/参与80余项国内外标准研制工作。

未来，国盾量子将继续坚持“一体两翼”发展战略，将继续保持量子保密通信核心技术和业务的领先地位，同时大力推广量子安全行业应用，大力发展量子计算及测量技术和产品。我们将持续跟踪世界前沿技术，瞄准市场需求，坚持用户导向，携手合作伙伴，构建共赢“量子+”产业生态。