今年以來，量子作為熱門話題不斷刷屏，量子科技離生活還有多遠、量子安全如何保障討論不斷。12月15日，我國首份《2020量子安全技術白皮書》發布，白皮書探討了量子安全技術應用和產業生態情況，圍繞什麼是量子安全技術、如何實現量子安全技術，如何在信息系統中使用量子安全技術等方面凝聚學術界和產業界共識。
業內分析認為，白皮書繪製了目前國內外量子保密通信等主流量子安全技術的產業鏈圖譜，意味著，基於量子物理的「量子密碼技術」與基於新型數學難題的「抗量子計算密碼技術」這兩種技術路線探索融合發展已經邁開腳步。
量子安全產業鏈漸成
當前，量子計算在打開計算新時代的同時，對信息安全也提出了前所未有的挑戰，傳統加密方式的局限使人們將目光轉向了量子保密通信。依據量子不可克隆定理，一個未知的量子態不能夠被精確地複製，一旦被測量就會被破壞。因此，一旦有人竊取並試圖自行讀取量子密鑰，一定會被發現。只有使用雙方約定的「打開方式」，才能得到正確的密碼信息。這種基於量子力學基本原理的密碼產生方式就是量子保密通信。
不過，在實際應用中，量子密鑰分發需要和密碼算法結合使用，據了解，目前量子密碼技術的代表包括量子密鑰分發QKD和量子隨機數等，密碼學則推出了「抗量子計算密碼技術」(PQC)。
白皮書顯示，經過多年的技術積累和項目實踐，國內外已經形成了以QKD(量子密鑰分發)技術為核心的較為完整的量子保密通信產業鏈。
由於量子信息技術正處於起步階段，我國從事QKD系統硬體的代表性企業主要包括已經在科創板上市的國盾量子、安徽問天量子、上海循態科技等。
不過有消息顯示，近年來我國QKD設備供應商不斷新增，在技術路線上呈現多元化發展態勢。其中，北京啟科量子、北京中創為量子和廣東國騰量子等公司加入QKD設備供應商行列，同時華為和烽火等傳統通信設備供應商，也開始關注基於量子密鑰分配(CV-QKD)
白皮書還透露，國內量子保密通信產業鏈的上下遊生態也逐漸健全，上遊關鍵器件已基本實現自主可控。其中，光學調製器件的研發生產、晶片化集成基本上處於國際先進水平，單光子探測器件的核心近紅外單光子雪崩二極體等，也實現了量產。
運營商成量子保密通信中堅力量
在量子通信中下遊領域的發展也方興未艾，這其中運營商擔當著先行者角色。
中國電信在11月舉辦的2020天翼智能生態博覽會上展出了兩臺樣機，分別根據華為和中興現有手機改造而來，用戶可在通話過程中選擇一鍵選擇加密模式的通話或者是普通模式的通話，選擇加密通話後，可以防止用戶們在通話的過程當中所交談的內容被洩露，而通話質量絲毫不受影響。
同時，中國電信在會上還宣布啟動「量子鑄盾行動」，構築「量子+」產業生態。為此，中國電信將與量子保密通信龍頭企業國盾量子成立中電信量子科技有限公司。在合作中，國盾量子負責提供核心量子設備，建設量子網絡、量子平臺；中國電信提供光纖線路及其他網絡通信服務與運維，通過共同承擔「長三角一體化」廣域量子通信網及沿線城域網建設。
中國電信副總經理劉桂清表示，未來5年，中國電信將通過「量子鑄盾行動」，率先為10個城市的公共安全提供量子安全雲，為100個城市提供量子安全組網方案，為10000個政企客戶提供量子安全加密解決方案，為1000萬移動終端用戶提供量子安全通話服務。
中國移動則在近期舉辦的全球合作夥伴大會媒體溝通會上，發布了超級SIM卡，內含加密晶片以及NFC功能，線下可充當飯卡、門禁卡、交通卡、車鑰匙；線上可以進行金融安全認證、5G電子籤名，大額轉帳等。
攜手中國移動推出該卡的紫光國微稱，創新研發的超級SIM卡顛覆了傳統SIM卡的局限，具備超大容量、超快換機、超安全存儲等頗具想像空間的功能，契合5G時代各行各業的數字應用場景，已於智能終端、工業網際網路、量子通信安全等領域形成落地應用。
除了國內，國外其他電信運營商如韓國LGU+、英國電信、德國電信、西班牙電信等紛紛在量子保密基礎設施建設和應用試點示範方面有所布局。據報導，英國電信正計劃使用QKD技術構建安全網絡，將在5G基站與移動終端設備以及聯網汽車之間建立「超安全連結」。
協同創新是產業鏈發展關鍵
隨著量子通信被納入國家戰略，量子通信產業利好不斷，產業加速發展。數據顯示，2019年，我國量子通信行業市場規模大約為325億元，預計到2025年，我國量子通信行業市場規模將超800億元，達到824億元左右。從長期來看，量子通信產業應用場景十分廣泛，除了網絡信息安全，還有量子通信幹線、量子城域網、金融、國防等方面。中國科學院院士潘建偉表示，希望通過10-15年的努力，能夠完整地發展我國天地一體廣域量子的通訊網絡技術體系。以此為基礎，在國防、政務、金融、能源等領域實現應用，為形成下一代國家信息安全生態系統的奠定基礎。
目前量子產業還處於起步階段，有業內專家表示，單純從通話加密而言，這對手機並不是一個新興功能，但量子安全手機在加密的方式和安全性上有了新的突破。不過，量子保密通信技術仍屬於新興技術，不論是量子安全通話服務還是量子安全超級SIM卡，隨機數還是QKD路線，都只是行業發展初級階段進行的嘗試探索，需要在實際應用過程中不斷改善、加強。
《白皮書》提出，協同創新是產業鏈和生態發展的核心關鍵。目前，除了中國電信與國盾量子成立中電信量子科技有限公司外，南瑞國盾量子與國家電網已經合作開展了百公裡、懸空光纜等線路上量子保密通信的研究和驗證。在國金證券行業研究員王華軍看來，整個產業鏈的進一步壯大，需要更多有實力的企業湧現。
相信，在國家戰略指引下，隨著大學、研究機構、硬體企業、運營商等加大投入，產學研融合，我國在領跑量子通信路上，越來越遠。
（文章來源：通信信息報）