隨著個(gè)人和企業(yè)用戶對(duì)通信安全需求越來(lái)越高,量子通信技術(shù)依靠其高安全性的特點(diǎn)快速發(fā)展,2025年5月,中電信量子信息科技集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱中電信量子集團(tuán))發(fā)布全球首個(gè)創(chuàng)新融合量子密鑰分發(fā)(QKD)和后量子密碼學(xué)(PQC)的分布式密碼體系,該體系采用三層解耦架構(gòu),基于此已成功接通橫跨超1000公里的跨域量子密信電話,驗(yàn)證了技術(shù)可行性,這意味著基于“QKD+PQC”的融合密碼技術(shù)體系邁入可規(guī)模商用新階段,新一代量子安全基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)體系化技術(shù)突破,我國(guó)量子通信已經(jīng)逐步進(jìn)入廣泛商用階段。
量子通信規(guī);瘧(yīng)用時(shí)代已經(jīng)到來(lái)
隨著量子通信技術(shù)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的行業(yè)領(lǐng)域開始應(yīng)用量子通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)加密通信:
在政務(wù)領(lǐng)域,我國(guó)已建成覆蓋16個(gè)城市的量子城域網(wǎng),其中合肥量子城域網(wǎng)通過(guò)8個(gè)核心節(jié)點(diǎn)、159個(gè)接入節(jié)點(diǎn),為政府及國(guó)企提供防篡改通信服務(wù)。
在金融領(lǐng)域,量子通信技術(shù)可保障金融信息的安全傳輸和存儲(chǔ)。例如,中國(guó)工商銀行計(jì)劃于2025年完成全國(guó)30個(gè)省級(jí)分行量子加密專網(wǎng)部署,屆時(shí)交易數(shù)據(jù)加密時(shí)延大幅壓縮。
在城市基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,上海已經(jīng)建成運(yùn)營(yíng)商級(jí)量子網(wǎng)絡(luò),支持遠(yuǎn)程辦公、醫(yī)療數(shù)據(jù)加密,并計(jì)劃擴(kuò)展至交通、能源領(lǐng)域。
除了上述這些行業(yè),量子通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)聯(lián)汽車等新興領(lǐng)域也展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。據(jù)預(yù)測(cè),未來(lái)幾年全球量子通信市場(chǎng)將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。到2030年,全球量子通信市場(chǎng)規(guī)模有望突破680億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率超32%。我國(guó)憑借政策紅利與專利優(yōu)勢(shì),在量子密鑰分發(fā)(QKD)領(lǐng)域占據(jù)全球70%市場(chǎng)份額,將主導(dǎo)萬(wàn)億賽道加速成型。
運(yùn)營(yíng)商在量子通信領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀
運(yùn)營(yíng)商在量子通信領(lǐng)域一直處于探索的最前沿,目前三大運(yùn)營(yíng)均推出了自己的量子通信相關(guān)服務(wù),以求搶占量子通信領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)快速規(guī)模增長(zhǎng)。
中國(guó)電信在量子通信領(lǐng)域可謂投入不菲,不僅成立了中電信量子集團(tuán)(注冊(cè)資金30億元),而且通過(guò)注資控股國(guó)盾量子,還聯(lián)合華為等企業(yè)打造量子生態(tài)聯(lián)盟,并牽頭多項(xiàng)國(guó)際及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。如今,中國(guó)電信已在合肥、上海、北京、廣州等16個(gè)重點(diǎn)城市建成量子城域網(wǎng),其中合肥量子城域網(wǎng)覆蓋1147公里光纖,服務(wù)近500家政企單位,成為全球規(guī)模最大、用戶最多的量子通信網(wǎng)絡(luò)。此外,還在西安、四川等地試點(diǎn)了量子安全算力專線和OTN精品專線。推出了量子通信相關(guān)產(chǎn)品,包括量子密話(用戶超500萬(wàn))、量子安全燃?xì)獗怼⒘孔影踩k公等,覆蓋政務(wù)、金融、工業(yè)等領(lǐng)域。
中國(guó)移動(dòng)在量子通信領(lǐng)域也是早早布局,在2021年便成立了量子合資公司,推動(dòng)量子通信技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并利用鏈長(zhǎng)基金和外部合資基金先后投資了6家量子初創(chuàng)企業(yè),如華翊量子、信通量子、玻色量子等,不斷支持培育國(guó)產(chǎn)量子計(jì)算“新勢(shì)力”,也取得了不錯(cuò)的成果。如中國(guó)移動(dòng)研究院成功研發(fā)量子密話平臺(tái)和量子密話定制手機(jī),采用量子密鑰及對(duì)稱密碼技術(shù)對(duì)話音內(nèi)容進(jìn)行端到端加密保護(hù),為用戶提供商密級(jí)高清安全通話服務(wù),該系統(tǒng)解決了加密呼叫入密時(shí)間長(zhǎng)、話音延遲大、應(yīng)用交互體驗(yàn)不佳等技術(shù)難題,還確保了產(chǎn)品的自主可控及量子密鑰的應(yīng)用安全。
中國(guó)聯(lián)通在量子通信領(lǐng)域也是不斷進(jìn)行著技術(shù)研發(fā)和測(cè)試,如自建北京-雄安量子干線,在國(guó)內(nèi)首次進(jìn)行DV-QKD/CV-QKD量子密鑰對(duì)接測(cè)試,探索端到端量子通信混合組網(wǎng);完成量子密鑰云平臺(tái)+車聯(lián)網(wǎng)首次應(yīng)用驗(yàn)證,探索基于量子保密通信的移動(dòng)辦公應(yīng)用。基于這些試驗(yàn)和創(chuàng)新,聯(lián)通發(fā)布了兩款通密一體融合設(shè)備,包括量子(QKD)和傳統(tǒng)光通信融合的傳輸設(shè)備以及PQC融合光傳輸設(shè)備,首次實(shí)現(xiàn)通信接入設(shè)備的量子“通密一體”方案;此外,在2025年5月16日的北京發(fā)布會(huì)上推出了全球首款抗量子安全手機(jī),該手機(jī)以“聯(lián)通政企定制手機(jī)+抗量子密信+量子SIM卡”為核心構(gòu)建三層防御體系,在量子SIM卡內(nèi)集成量子隨機(jī)數(shù)芯片,在密信業(yè)務(wù)中應(yīng)用抗量子密碼算法與國(guó)密算法創(chuàng)新融合技術(shù)形成雙重防護(hù)機(jī)制,可抵御量子計(jì)算機(jī)的算力沖擊,支持加密音視頻通話、加密即時(shí)消息、文件加密傳輸、群組加密通信等功能,并提供強(qiáng)制水印、閱后即焚、防截屏/錄屏等防護(hù)手段,目前已在多個(gè)行業(yè)開展試商用。
運(yùn)營(yíng)商量子通信業(yè)務(wù)該如何實(shí)現(xiàn)規(guī)模增長(zhǎng)
對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言,量子通信的廣泛應(yīng)用和推廣帶來(lái)了又一增收點(diǎn),但要想全面普和推廣也有一定難度,目前看來(lái),量子通信的主要挑戰(zhàn)在于其通信設(shè)備成本較高、通信距離受限、量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護(hù)費(fèi)用高等,要想克服這些挑戰(zhàn),讓量子通信業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)規(guī);鲩L(zhǎng),可以從以下幾個(gè)方面考慮。
首先,不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入,積極參與國(guó)內(nèi)外量子通信標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。目前,量子通信技術(shù)還有較大提升空間,例如量子通信技術(shù)中長(zhǎng)距離密鑰分發(fā)、低成本設(shè)備量產(chǎn)等都是限制量子通信普及推廣的難題所在,運(yùn)營(yíng)商必須持續(xù)加大投入力度突破技術(shù)瓶頸。如中國(guó)電信大力投入資源完成全球首個(gè)“量子加密+5G衛(wèi)星通信”融合試驗(yàn)(兩星三網(wǎng)架構(gòu)),大大改善了應(yīng)急通信和偏遠(yuǎn)地區(qū)安全性問題,此外,中國(guó)電信還牽頭國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T《量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)-可靠性評(píng)估》并獲批立項(xiàng)。
其次,持續(xù)開展量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與優(yōu)化,并推動(dòng)量子通信與經(jīng)典通信、后量子密碼等技術(shù)的深度融合,提升系統(tǒng)的安全性和可靠性。運(yùn)營(yíng)商應(yīng)合理調(diào)整自身資源配置逐步加快量子城域網(wǎng)、量子骨干網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),擴(kuò)大量子通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,提高網(wǎng)絡(luò)容量和性能,為更多用戶提供服務(wù)。如中國(guó)電信構(gòu)建了“一網(wǎng)一池一平臺(tái)”量子安全基礎(chǔ)設(shè)施,目前已經(jīng)建成合肥、雄安、上海等重點(diǎn)城市量子城域網(wǎng)。
最后,通過(guò)產(chǎn)業(yè)合作,構(gòu)建量子通信生態(tài),實(shí)現(xiàn)降本增效。①加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈合作:受限于自身資源和成本,運(yùn)營(yíng)商可以與量子通信產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè),包括芯片研發(fā)、終端及設(shè)備制造、平臺(tái)服務(wù)、應(yīng)用開發(fā)等企業(yè)建立緊密合作關(guān)系,共同推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。②建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟:聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)等成立量子通信產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,搭建合作交流平臺(tái),促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新,加速技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用推廣。③打造產(chǎn)業(yè)生態(tài):通過(guò)投資、孵化等方式培育量子通信領(lǐng)域的創(chuàng)新企業(yè)和創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì),營(yíng)造良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)量子通信業(yè)務(wù)的規(guī);l(fā)展。如中國(guó)電信通過(guò)控股國(guó)盾量子,形成覆蓋芯片、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈;中國(guó)移動(dòng)通過(guò)投資華翊量子、玻色量子等企業(yè),布局量子計(jì)算與通信融合技術(shù)。
量子通信的規(guī)模發(fā)展已是大勢(shì)所趨,運(yùn)營(yíng)商要想實(shí)現(xiàn)量子通信業(yè)務(wù)的規(guī)模增長(zhǎng),需以“網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展為基、技術(shù)融合為核、生態(tài)協(xié)同為翼、政策驅(qū)動(dòng)為勢(shì)”,通過(guò)多場(chǎng)景滲透和商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新,逐步從政企高端市場(chǎng)向大眾消費(fèi)領(lǐng)域延伸。未來(lái),隨著天地一體化網(wǎng)絡(luò)建成和成本下降,量子通信有望成為運(yùn)營(yíng)商收入增長(zhǎng)的新引擎,并為國(guó)家信息安全提供核心支撐。