赛迪智库:量子通信技术正进入快速产业化通道

赛迪智库:量子通信技术正进入快速产业化通道

量子信息技术是用量子态来编码、传输、处理和存储信息的一类前沿理论技术总称。量子特有的多维性、不可分割性和不可复制性,使其突破了现有信息技术的物理极限和运算速度极限,在安全通信、加密/解密、新计算等方面具备巨大的发展潜力和应用前景。量子信息技术主要分为量子通信、量子计算、量子测量三大领域,其中量子通信技术正进入快速产业化通道。

量子通信技术的国内外研究现状

量子通信理论最早起源美国IBM公司科学家Bennett等人提出的量子密钥分发协议(BB84协议)。量子通信包括量子密钥分发、量子态隐形传输、量子密集编码、量子秘密共享和量子安全直接通信等理论。其中基于量子密钥分发和量子态隐形传输的量子通信技术在实用化、商用化方面进展迅速,而基于量子密集编码、量子秘密共享和量子安全直接通信的量子通信技术则处于基础理论研究阶段。

量子通信技术是全球高度重视的战略性高新技术领域,各国研发投入巨大。随着量子通信理论与技术的日益成熟,全球大规模量子保密通信网络开始迅速增长,美国、欧盟、英国、加拿大、日本、韩国等国纷纷启动各自的国家量子骨干网络建设计划,多个地区和国家相继建成了欧盟的SECOQC网、东京量子通信网等多个量子通信实验网络。我国也陆续出台了相关政策措施推动量子信息技术的发展,在量子通信领域的研发实力位于全球领先地位。

目前,我国在量子通信领域的典型成果有“墨子号”卫星和“京沪干线”。2016年8月,全球首个量子科学实验卫星—墨子号发射成功,2017年8月“墨子号”提前完成预先设定的千公里级量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态三大科学目标。2017年9月,全长2000多公里的京沪干线正式开通,是世界第一条实现了基于可信中继方案的远距离量子安全密钥分发的量子通信保密干线。

量子通信技术的应用前景

利用量子态和量子纠缠效应进行通信的量子通信具有绝对安全的确保通信不被监控和窃听的特点,在信息安全领域有着重大的应用前景。量子通信技术不仅可用于军事领域的保密通信,还适用于任何涉密信息传输的政务、电信、金融、电力、税务等领域。

经过30多年的发展,量子通信已经从实验室阶段进入产业化阶段。目前,量子通信技术已在国内多个行业领域开展应用。金融领域,中国工商银行实现了网上银行京沪异地数据的量子加密传输;电力领域,国家电网实现了电力领域重要业务数据信息在京沪两地灾备中心之间的量子加密传输;政法领域,济南党政机关量子通信专网已经开始运营,服务于济南市的党、政、公安、司法机关。随着量子通信技术的产业化和远距离广域量子通信网络的实现,量子通信作为信息安全的关键技术将走向大规模应用。

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文 / 工信部赛迪智库电子信息研究所 赵燕

编辑 / 高超