量子通信为信息安全护航

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刚发布的“十三五规划建议”指出,以2030年为时间节点,再选择一批体现国家战略意图的重大科技项目,力争有所突破。而在提及的七大项目中就包含量子通信。

作为信息传输安全的解决方案,量子通信成为各国重点攻关的方向,而我国在这一领域也处于世界领先地位。国信证券研究报告称,国内已准备将量子通信进行商用。量子通信可能成为继高铁、核电外又一张国家“名片”。

护航信息安全

量子通信起源于利用量子密钥分发获得密钥加密信息。其原理是利用量子态的不可复制性,在通信光缆两端用量子加密,信息若被截获或复制,量子态被破坏后就会产生乱码,所以量子通信加密甚至被称为“绝对安全”的数据传输解决方案。

随着“棱镜门”事件的发展和全球政治形势的变化,信息安全引起世界各国重视。这也成为各国积极部署量子通信的直接推动力。

与此同时,量子通信已成世界各发达国家激烈竞争的焦点。欧洲各国积极准备其军事量子通信网络建设,并出台《欧洲量子科学技术》计划及《欧洲量子信息处理与通信》计划。日本方面,邮政省将量子通信列入21世纪战略项目及国家高技术开发计划,预备10年内投资400多亿日元进行研究。日本还提出以新一代量子信息通信技术为对象的长期研究战略,计划在2020年至2030年间建成绝对安全保密的高速量子信息通信网。

相比国外,我国量子通信研发起步早,技术积淀深,在世界上具备领先地位。中科院院士潘建伟曾获得2012年度国际量子通信奖实验奖,也是全球首位获奖的华人物理学家。目前,潘建伟团队技术在国际上处于领先水平,在全球首次实现未知量子态的远程传输。国内经“棱镜门”事件催化,以及中央网络和安全信息化小组成立,网络信息安全已上升成为国家战略。量子通信在信息传输上的安全优势显现。

产业化开始

由于绝对安全的特性,量子通信在通信、保密、金融等领域有着巨大需求。兴业证券研究报告指出,未来,量子通信技术市场规模有望达到千亿元级别。

以国防领域为例,量子通信能应用于通信密钥生成与分发系统,构成作战区域内机动的安全通信网络;能用于改进光网信息传输保密性,由此提高信息保护和信息对抗能力;还能应用于深海安全通信,为远洋深海安全通信开辟崭新途径和目标,为国防赢得先机。

目前我国量子通信已商业化。10月28日,以潘建伟为技术指导核心的浙江神州量子网络科技有限公司的运营公司,将投入1.7亿元,建设“杭沪量子商用干线”,这是国内首条量子通信商用干线,建成后可实现沪杭区域内政府、企业、金融机构等通信数据的绝密传输。

据悉,在量子通信城域网方面,我国已建设完成合肥城域网、济南城域网;在量子通信干线方面,我国正建设世界最远距离的光纤量子通信干线京沪线,预计将于2016年前后建成。此外,中国计划在2016年先于欧美发射量子科学实验卫星。

作为通信技术的未来演进方向,量子通信业终将进入广域网、城域网等公网市场内。目前,三大运营商的资本支出主要决定国内公网投资建设的市场规模。由于4G投资,三大运营商近两年的资本支出出现一定程度上涨,达到4000亿元左右。未来随着4G投资的结束,以及“营改增”对于三大运营商的利润压力,预计其每年资本支出将出现一定程度的回落。

国信证券分析师指出,若未来5年至10年内,仅在公网市场,量子通信对于传统通信的替代率为2%,量子通信在公网市场中的规模将达到60亿元左右。

资本市场积极参与

在量子通信产业化过程中,国内上市公司接入较早。11月5日,华工科技在回答投资者提问时介绍,量子通信是国家级战略,产业化过程还需国家政策与资金支持,公司在这方面具有技术与人才储备。华工科技主营激光器、激光加工及成套设备、激光全息防伪系列产品、敏感元器件、光电器件产品等开发、研制、销售、服务。

早在2010年7月,“合肥城域量子通信试验示范网”项目正式开始建设,中信国安子公司合肥有线电视宽带网络有限公司(公司持有其40%的股份)参与其承建项目。安徽作为中科大量子通信潘建伟团队所在省份,将会继续推出试验建设项目。而公司作为高科技企业也可能继续深入量子通信领域的合作与生产。

2014年,中天科技向中科大上海研究院捐赠量子保密通信技术研究所需的光纤光缆及器件,产品用于中科大上海研究院的“300公里超长距离量子通信安全密钥分发实验”项目。申万宏源分析师指出,中天科技作为国内光电缆品种最齐全的企业,未来可能研制适配与量子通信线缆相关设备。

在今年年初,量子通信京沪线第一阶段室内联调即将展开。有消息称,以第一名中标室内联调系统的神州信息子公司神州数码系统集成公司中标额度达亿元以上。近期,另有海格通信表示,公司与一些知名院校进行量子通信相关课题探索和研究,但没有进入产业化阶段。海格通信主要从事通信设备及导航设备的研制、生产、销售和服务。

在传统通信中,电子和光子是主要的通信信息载体,对应的通信形式则是电缆通信、微波通信及光通信等。从理论上讲,与传统通信相比,量子通信优势主要在于其超高的安全性、快速传输速度和较远的传输距离。

然而实际操作中,由于技术尚不成熟,量子通信还没能达到理论传输速度和距离,因而短期内量子通信相较于传统通信的优势,或者说量子通信的价值,主要在于安全方面。